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桑叶与莲子心药用成分的分离及关键技术的应用研究

贾冬冬  
【摘要】: 桑叶(Mulberry Leaves)与莲子心(Plumula Nelumbinis)均为国家卫生部批准的药食两用的植物,具有特定的营养价值和药用价值。桑叶中的生物碱和多糖具有降血糖的药理作用,黄酮则具有良好的抗氧化活性。莲子心中的生物碱具有降压的医学功效,挥发油中的β-谷甾醇具有抗癌作用。因此,本文分别对桑叶与莲子心药用成分的提取与分离工艺进行了研究,旨在为为现代中药的研制和天然资源的综合利用提供先进的技术支持,该研究具有重要的学术价值和社会意义。 本文首先对从桑叶中连续提取和分离生物碱、黄酮以及多糖三种药用成分的工艺以及质量控制进行了系统的实验研究。 采用超声辅助提取法,选用80%的乙醇为溶剂,提取桑叶生物碱。以1-脱氧野尻霉素(DNJ)为控制指标,结果表明DNJ的提取率达到0.117%。然后选用001×7(细)阳离子交换树脂及201×7阴离子交换树脂,通过吸附方法对DNJ进一步纯化,考察了上柱药液浓度、药液pH值以及吸脱剂浓度等因素对DNJ收率的影响,在优化条件下,产品浸膏中DNJ含量高达44.8%,DNJ回收率达到77.5%。 由于超声辅助提取法提取桑叶生物碱的粗提液中同时含有总黄酮(提取率为1.72%)。本文进一步考察了采用H-103型大孔树脂使桑叶粗提液中的黄酮与生物碱高效分离的可行性。优化后结果表明,吸附的总黄酮通过洗脱、浓缩等步骤,总黄酮收率可达83.4%,所得产品中总黄酮含量为36.3%;而流出液中生物碱保留率高达99.2%,达到了既精制桑叶黄酮又不损失生物碱的目的。 其次,以提取生物碱和黄酮后的桑叶萃余物为原料,优化得到了分离纯化桑叶多糖的新工艺。该工艺包括热水浸提、活性炭柱脱色以及20%乙醇醇沉及干燥等程序,所得多糖收率为2.91%,其中糖醛酸含量为51.5%,中性糖含量为20.9%,达到了开发新药含量的需求目标。初步对所得桑叶多糖的结构进行了研究,通过高效凝胶色谱(HP-GPC),测得了多糖的平均分子量;采用柱前衍生-高效液相色谱分析了多糖中的单糖组成,结果表明,桑叶多糖主要由甘露糖、半乳糖醛酸以及鼠李糖组成;通过红外光谱和核磁共振光谱进一步分析,表明桑叶多糖主要是一种多甲基的果胶多糖。 在上述研究基础上设计了连续提取和分离桑叶中生物碱、多糖以及黄酮的新工艺,并进行了物料衡算。结果表明:新工艺能确保三种成分的高效分离,过程各自独立,互不干扰,同时得到三种产品,产品中的桑叶多糖、生物碱和黄酮的含量分别能达到50%、44%以及35%以上。该工艺为桑叶原料的综合利用以及中药新药研制提供了新的途径。 本文还对超临界CO_2萃取莲子心中的挥发油和β-谷甾醇进行了实验研究。以挥发油和β-谷甾醇的提取率为指标,利用响应曲面方法对超临界CO_2萃取莲子心中的挥发油工艺条件进行了优化,挥发油的提取率达到12.2%,其中β-谷甾醇的含量为7.38%。将超临界萃取工艺与溶剂提取法进行了比较,结果表明,超临界萃取方法提取率高,产品质量好,且无溶剂残留,相比溶剂法具有明显的优势。 采用微分质量平衡传质模型中的“破碎-完整细胞(BIC)模型”对超临界CO_2萃取莲子心中挥发油的传质过程进行了数学模拟,并首次将模型的三个可调参数减少为两个。计算结果表明,计算值与实验值的平均相对误差(AARD)在2.56%~10.5%之间,与三参数模型具有相似的拟合效果。根据理论计算求得外部传质系数kBfB数值在4.20×10~(-5)~1.20×10~(-4) m/s之间;内部传质系数k_s根据拟合结果得到的数值在8.88×10~(-10)~2.04×10~(-8) m/s之间。传质模型中的各参数均具有明确的物理意义,从理论上加深了对超临界传质萃取过程的理解。


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