一种高效提取桑白皮总黄酮的方法与流程

本发明属于植物提取。更具体地，涉及一种高效提取桑白皮总黄酮的方法。

背景技术：

1、桑白皮为桑科植物(morus alba l.)的根皮，主要含有黄酮类、生物碱类、多糖等有效成分，作为一种常用的中药材，具有降压利尿、平喘泻肺、镇静镇痛等功效，主要用于肺热喘咳、面目肌肤浮肿、急性支气管炎等引起的咳喘等症。现代药理学研究表明其主要功效成分为黄酮类成分，包括黄酮(醇)类、异黄酮类、二氢黄酮(醇)类、查耳酮类、二氢查耳酮类等，具有很强的抗氧化活性，尤其对羟基自由基和超氧阴离子表现出强于vc的清除能力。因此，如何高效提取桑白皮总黄酮成为现今的研究热点。

2、目前，高效提取植物中生物活性成分的方法，除了传统溶剂浸提法外，还常采用各种其它方法辅助溶剂提取，包括酶辅助提取、超声辅助提取、微波辅助提取、超临界co2萃取辅助提取、脉冲电场辅助提取等。其中，脉冲电场作为一种新兴的食品非热加工技术，近年来被大量地应用于植物细胞破壁辅助提取细胞内功能活性成分，其原理为：高强度电脉冲作用下，诱导电荷在细胞膜上定向分布，使细胞膜极化，内外形成电势差，当电势差达到细胞膜耐受电压修复极限时，会形成不可逆的永久孔径通道，从而达到高效强化植物细胞内功能活性成分提取的效果。

3、然而，桑白皮作为传统中药材，其功能活性成分主要为位于根细胞内的黄酮类物质，且该细胞被木质纤维素(木质素、纤维素和半纤维素)包裹，直接使用脉冲电场破壁处理辅助乙醇溶液的方法会导致提取效果不理想，因此实现桑白皮细胞内黄酮高效提取的首要关键点在于去除包裹于细胞外的木质纤维素。

4、为去除包裹于植物细胞外的木质纤维素，学者们想了很多种方法，如：通过结合脉冲电场与超声波预处理以实现从甜茶叶中提取无苦涩味甜茶苷和多酚的方法，但该方法会导致细胞过度破碎，内容物完全渗出，使提取产物混有多种杂质，导致最终目标产物的纯度低、纯化困难；又如：通过超微粉碎、复合酶酶解结合脉冲电场破壁和低温超临界二氧化碳萃取以实现生姜姜辣素提取的方法，但该方法利用复合纤维酶辅助破壁，存在反应速度慢、酶解效率低等缺点，且酶易失活、重复利用率低，导致生产成本高。并且，这些方法均存在多物理场的结合，导致设备投入大，能耗高。

5、因此，亟需寻找一种既能提升提取效率，又能保证产物纯度的桑白皮总黄酮提取方法。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术的不足，旨在提供一种提取桑白皮总黄酮的方法，以同时提升桑白皮总黄酮的的提取效率与纯度。

2、本发明上述目的通过以下技术方案实现：

3、本发明提供了一种高效提取桑白皮总黄酮的方法，具体为：首先将桑白皮分散于离子液体溶液中，再分散于醇溶液中，最后进行脉冲电场处理；

4、其中，所述离子液体溶液为以1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([bmim]cl)、1-丁基-3-甲基咪唑溴盐([bmim]br)、1-乙基-3-甲基咪唑氯盐([emim]cl)或1-乙基-3-甲基咪唑溴盐([emim]br)中的一种或几种溶解于极性溶剂中获得，所述脉冲电场处理的场强为15～30kv/cm。

5、由于桑白皮细胞外和细胞间隙木质纤维素的存在，单一的脉冲电场破壁辅助溶剂提取细胞内黄酮效果不佳，因此，本发明首先通过大量试验对桑白皮进行了针对性探究，确定了离子液体溶液预处理的方法为最佳的去除桑白皮木质纤维素的手段，并采用特定种类的离子液体溶液对桑白皮进行预处理，不仅能利用离子液体溶液的高离子强度打断桑白皮根细胞内纤维素分子间和分子内氢键的相互作用，更好地溶解难溶于水也难溶于普通溶剂的木质纤维素，使细胞分散，细胞膜原生质层暴露，还能避免细胞过度破碎，极大减少细胞内容物的渗出，杜绝或几乎杜绝黄酮在这个阶段的损失，进而显著提升了桑白皮总黄酮的提取率、纯度与抗氧化性；再通过脉冲电场处理的方式及其条件的特定控制实现细胞膜电穿孔，便于醇溶液快速渗入细胞内，实现了桑白皮细胞内黄酮类物质的高效、定向提取。此外，本发明采用离子液体溶液预处理与脉冲电场处理相结合的方式，辅助醇溶液对桑白皮总黄酮进行提取，不仅避免了细胞过度破碎导致产物纯度低、采用多物理场相结合或酶解导致生产成本高不利于工业应用等问题，还能显著提升桑白皮总黄酮的提取效率、纯度与抗氧化性。

6、离子液体是全部由离子组成的液体，具有蒸气压低、不易燃、成分稳定等优点，且可重复利用，成本低。本发明在研发过程中发现离子液体溶液的种类对于桑白皮总黄酮的提取纯度和提取率至关重要，相对于其它常规的离子液体溶液而言，本发明采用特定的离子液体溶液能避免细胞过度破碎，极大减少细胞内容物的渗出，杜绝或几乎杜绝黄酮在这个阶段的损失，显著提升了桑白皮总黄酮的提取率和纯度，进而显著提升了桑白皮总黄酮的提取率和纯度。此外，脉冲电场处理中脉冲电场场强的优化，对于桑白皮总黄酮的提取效率也至关重要，脉冲场强过低会导致细胞膜电穿孔的效果不佳，不利于醇溶液的快速渗入，会严重影响桑白皮总黄酮的提取效率。

7、综上，本发明对桑白皮的特性进行了针对性研究，为桑白皮中的黄酮物质定制了一种离子液体溶液协同脉冲电场辅助溶剂提取的方法，不仅提升了桑白皮总黄酮的提取率，还进一步提升了桑白皮总黄酮的纯度与抗氧化性。

8、优选地，所述桑白皮与离子液体溶液的质量体积比为1～3g：4～6ml。

9、优选地，所述极性溶剂为水。

10、优选地，所述桑白皮分散于离子液体溶液中之前先进行粉碎。

11、进一步优选地，所述粉碎为将桑白皮粉碎至40～80目。

12、优选地，所述离子液体溶液中，离子液体的浓度为20～40％(w/v)。

13、优选地，将桑白皮分散于离子液体溶液中的时间为0.5～2h。

14、优选地，将桑白皮分散于离子液体溶液中时还同时进行加热，所述加热的温度为40～70℃。

15、进一步优选地，所述加热的同时还进行搅拌，如以100～250rpm/min的转速搅拌。

16、进一步优选地，所述加热后，还离心去上清液，并将沉淀分散于水中，再次离心后洗涤沉淀。

17、进一步优选地，所述离心去上清液为以3000～6000rpm/min的转速离心10～20min。

18、进一步优选地，所述沉淀与水的用量比为2～5g：10～20ml。

19、进一步优选地，所述再次离心为以4000～6000rpm/min的转速离心10～15min，最优选为以5000rpm/min的转速离心10min。

20、进一步优选地，所述洗涤沉淀为用水洗涤。

21、优选地，所述醇溶液为乙醇溶液，如浓度为40％～80％(v/v)的乙醇溶液。

22、进一步优选地，所述桑白皮与乙醇溶液的质量体积比为1～3g：2～8ml。

23、优选地，所述脉冲电场处理中，液体泵入脉冲电场处理室的流速为50～100ml/min。

24、优选地，所述脉冲电场处理的脉冲数为100～300个。

25、优选地，所述脉冲电场处理的脉冲频率为1～5khz。

26、优选地，所述脉冲电场处理的时间为2～5min。

27、优选地，所述脉冲电场处理的温度为30～45℃。

28、优选地，所述脉冲电场处理后，还进行后处理，如依次进行离心、旋蒸、冻干。

29、进一步优选地，所述离心为以7000～9000rpm/min的转速离心10～20min，最优选为以9000rpm/min的转速离心20min。

30、进一步优选地，所述旋蒸为在45～65℃下旋蒸30～60min。

31、进一步优选地，所述冻干前，还将旋蒸产物进行预冻，如在-35～-25℃下进行预冻。

32、本发明具有以下有益效果：

33、1.本发明首先通过采用特定的离子液体溶液对桑白皮进行预处理，不仅能更好地溶解木质纤维素，使细胞膜原生质层暴露，还能避免细胞过度破碎，极大减少细胞内容物的渗出，杜绝或几乎杜绝黄酮在这个阶段的损失，显著提升了桑白皮总黄酮的提取率、纯度与抗氧化性；再通过脉冲电场处理的方式及其条件的特定控制实现细胞膜电穿孔，便于醇溶液快速渗入细胞内，实现了桑白皮总黄酮的高效定向提取。因此，本发明采用离子液体溶液协同脉冲电场辅助溶剂提取的方法，显著提升了桑白皮总黄酮的提取效率、纯度与抗氧化性。

34、2.本发明方法所用设备简单，能耗低，符合低碳绿色的要求。