皂苷提取技术

4.2 高速逆流色谱法
• 高速逆流色谱法的分离原理是基于样 品在两种互不混容的溶剂之间的分配作用， 溶质中各组分在通过两溶剂相的过程中因 分配系数不同而得以分离。优点是避免了 样品的不可逆吸附，样品不易变性,适用于 生物活性物质的分离。已有许多成功分离 三萜皂苷和甾体皂苷的实例，如：从马拉 维的柿树科植物柿的根皮中分离出的两种 齐墩果烷苷。
HSCCC色谱包括储液罐、泵、螺旋管分离 柱、检测器、色谱工作站或数据采集软件或记 录仪以及馏分收集器等部分。
选择溶剂体系
平衡
选择固定相
泵入 流动相 收集馏分
充Leabharlann Baidu螺旋管柱
高速旋转螺旋管
流动相流出，注入待分离的样品
• 由于移动相源源不断的压入，阻止了固定相的流 出，同时，移动相带着样品在线圈分离柱中进行 无限次的分配而使复杂样品得到分离。当移动相 经过检测器时，由于不同的样品组分会产生不同 大小的信号，用记录仪就能得到逆流色谱图谱， 同时用馏分收集器分步收集移动相就会得到复杂 样品被分开的组分。
Extraction of separation saponins technology
曹纯洁
目录
• 一、皂苷简介 • 二、皂苷提取技术介绍
一、皂苷简介
1.概念介绍
• 糖苷（英语：Glycoside，简称苷，曾称为配糖体或甙）是一类 化合物，这类分子的其中一部分连着一个糖类部位。分子中非糖 部分称作苷元（aglycon）。在生物体内扮演重要角色。 • 皂苷（Saponin）是苷元为三萜或螺旋甾烷类化合物的一类糖苷， 主要分布于陆地维管植物中，也少量存在于海星和海参等海洋生 物中。许多中草药如人参、桔梗、甘草和柴胡等的主要有效成分 都含有皂苷。 • 皂苷按皂苷配基的结构分为两类：①甾族皂苷。其皂苷配基是螺 甾烷的衍生物，多由27个碳原子所组成（如薯蓣皂苷）。这类皂 苷多存在于百合科和薯蓣科植物中。②三萜皂苷。其皂苷配基是 三萜（见萜）的衍生物，大多由30个碳原子组成。三萜皂苷分为 四环三萜和五环三萜。这类皂苷多存在于五加科和伞形科等植物 中。
9.泡沫分离技术
•
泡沫分离技术是近十几年发展起来的新型分 离技术之一。泡沫分离是根据吸附的原理，向含 表面活性物质的液体中鼓泡，使液体内的表面活 性物质聚集在气液界面（气泡的表面）上，在液 体主体上方形成泡沫层，将泡沫层和液相主体分 开，就可以达到浓缩表面活性物质（在泡沫层） 和净化液相主体的目的。被浓缩的物质可以是表 面活性物质，也可以是能与表面活性物质相络合 的物质，但它们必须具备和某一类型的表面活性 物质能够络合或鳌合的能力。人们通常把凡是利 用气体在溶液中鼓泡，以达到分离或浓缩目的的 这类方法总称为泡沫吸附分离技术，简称泡沫分 离技术。
•
树脂预处理
过柱 解吸 树脂的再生
在皂苷类成分的分离纯化中，利用弱极性的大孔树脂吸附后，很容易 用水将糖等亲水性成分洗脱下来，然后再用不同浓度的乙醇洗下被大孔树脂 吸附的皂苷类，达到纯化的目的。
4.色谱技术
• 经典的制备型薄层色谱和常规的柱色 谱设备简单，操作方便，但分离时间长， 分离效率低，不可逆吸附等缺点，多用于 条件有限的实验室中毫克级到克级的样品 分离，随着人们对色谱分离技术的深入研 究，出现了加压液相色谱、逆流色谱等特 殊的色谱，它们被广泛地用于天然药物的 分离纯化。
4.1 高压液相色谱(HPLC)
• 由于皂苷的结构极其相似且复杂,用 其他方法难以分离,因此可以选择高压液相 色谱作为最后的分离纯化步骤，高压液相 色谱的理论塔板数在200～20 000之间，最 大优点是分离效率高，上样量大,可以实现 批量生产。Decosterd用此技术分Phytolacca dodecandra (商陆科)中的皂苷。
•
天然有机化合物的微波提取方法所用的 提取剂较容易被微波穿透，因而微波可自 由地通过提取剂，并迅速加热提取样品的 内腺系和维管系中的残余水，从而在细胞 内部产生热应力，使提取物料的细胞结构 因为细胞内部产生的热应力而破裂，且细 胞内外的温度差加快了目标产物与溶剂接 触的速度，因此，料液会快速升温而沸腾， 天然成分在短时间内从物料中进入溶剂中， 从而缩短了提取时间。
泡沫的形成：
泡沫分离设备
远高于传统的提取方法。
7.超高压辅助提取法
• 超高压提取技术，是指将超高压技术运用到天 然产物提取中。超高压加工技术是冷加工技术，将其 应用到天然产物提取方面不仅有效地保留其有效成分， 提高药效，而且能提高得率，减少能耗，降低成本， 是一种具有广阔应用前景的新技术。超高压提取一般 在常温或低温条件下进行，即将包装好的样品置于提 取容器中，迅速施加100～1000 MPa的液压，保压一 段时间后卸压，取出样品就完成了整个提取过程。提 取过程中，超高压条件下溶剂利用细胞的通透性，快 速进入细胞内部，和细胞内的有效成分充分结合后， 在很短时间内快速地达到溶解平衡；卸压时以同样的 压差冲出细胞外，从而达到高效提取的目的。超高压 提取技术具有提取时间短、温度要求差、能耗低、安 全环保等优点。
甾 体 皂 苷 元
三萜皂苷
人参皂苷
2.皂苷性质概述
• 1.物性 皂苷多为白色或乳白色无定形粉末，少 数为晶体，味苦而辛辣，对黏膜有刺激性。皂苷 一般可溶于水、甲醇和稀乙醇，易溶于热水、热 甲醇及热乙醇，不溶于乙醚、氯仿及苯。皂苷是 很强的表面活性剂，即使高度稀释也能形成皂液。 皂苷对心脏有刺激作用；又是很强的溶血剂。
【应用举例】
3.树脂吸附法
• 大孔吸附树脂是一类新型的非离子型高 分子化合物，理化性质稳定，不溶于酸、碱及 有机溶媒中，对有机物选择性好，不受无机盐 等离子和低分子化合物的影响。
20世纪70年代末开始用于中草药化学 成分的提取分离。南开大学欧来良、史作清等 利用ADS -2型强极性大孔吸附树脂对三七皂 苷进行了分离纯化研究,得到三七皂苷,产品色 泽较好,溶剂对产品环境无污染。
5.膜分离技术
• 膜分离技术在中草药分离提纯中有广泛的应 用，特点是分离效率高,能耗低，分离时不受热， 处理能力大，操作方便等多种优点。肖文军等利 用微滤澄清,超滤除大分子，纳滤分离等膜技术突 破常规技术分离七叶参的技术瓶颈，分离得到了 七叶参皂苷。 • 但膜分离技术也存在一些有待于解决的不足 之处，如：膜的强度较差，使用寿命不长，易于 被玷污而影响分离效率等。
•
皂苷是一类比较复杂的苷类化合物,由皂苷 元和糖两部分组成,具有天然的表面活性成分,其 水溶液易引起肥皂样泡沫,因此,泡沫分离技术用 于皂苷成分的提取分离有很大优势,在中草药分离 技术中它是一种新兴的分离技术。所以至今将泡 沫分离技术应用于中药有效成分提取分离的报道 并不多。 • 有报道提到关于三七总皂苷和糖的分离,人 参皂苷的分离,成都中医药大学药学院的杨明、兰 洁等用泡沫分离法分离重楼皂苷。分离效果好,可 实现工程放大,应用前景管阔。
原理
• 高速逆流色谱是建立在单向性流体动力平衡体系之上的 一种逆流色谱分离方法，它是在研究旋转管的流体动力平衡时 偶然发现的。当螺旋管在慢速转动时，螺旋管中的两相都从一 端分布到另一端。用某一相作移动相从一端向另一端洗脱时， 另一相在螺旋管里的保留值大约50%，但这一保留量会随着 移动相流速的增大而减小，使分离效率降低。但使螺旋管的转 速加快时，两相的分布发生变化。当转速达到临界范围时，两 相就会沿螺旋管长度完全分开，其中一相全部占据首端的一段， 我们称这一相为首端相，另一段全部占据尾端的一段，称为尾 端相。高速逆流色谱正是利用了两相的这种单向性分布特征， 在高的螺旋管转动速下，如果从尾端送入首端相，它将穿过尾 端相而移向首端，同样，如果从首端相送入尾相，它将穿过首 端相而移向螺旋管的尾端。分离时，在螺旋管内首先注入其中 的一相(固定相)，然后从合适的一端泵入移动相，让它载着样 品在螺旋管中无限次的分配。仪器转速越快，固定相保留越多， 分离效果越好，且大大地提高了分离速度，故称高速逆流色谱。
6.微波提取法
• 微波提取机理首先是由于微波产生的电磁场 加速了被提取成分向提取溶剂界面扩散的速度。 例如以水为提取溶剂时，在微波辐射下水分子处 于高能级的发态（即不稳定态），它通过汽化和 释放自身能量回到基态的稳定状态，所释放的量 传递给其它物质分子（即被提取物质），从而加 速了被提取物质的热运动，缩短了提取部分分子 由物料内部扩散到提取溶剂界面的时间，使提取 速率明显提高。其次是由于吸收了微波能，使得 被提取物质的细胞内部温度迅速上升，细胞内形 成压力差导致细胞壁破裂，而细胞内成分在较低 温度下便可进入介质（即提取溶剂）并溶解。
8.超临界CO2萃取法
• 超临界CO2萃取法具有萃取效率高，时间 短，萃取出的产品纯度高、产量大、无化学残留 物、附加值高等优点。阎巧娟等用体积分数为 95%的乙醇及甲醇、正丁醇和正己烷作为夹带剂 提取黄芪皂苷粗品，结果表明，以甲醇和U(乙醇) 为95%的乙醇作为夹带剂效果较好，得率和含量 都较高：U(乙醇)为95%的乙醇作为夹带剂时， 粗品得率为0. 96%,皂苷质量分数为96. 32%； 甲醇作为夹带剂时，得率为1. 27%，质量分数 为94. 15%。
•
由于微波的以上特性,使得该技术具有选 择性高、耗时少、能耗低、排污量少等优 点,可克服传统提取方法的缺陷,与其他方 法比较适用面更广且设备投资低。 • 【应用举例】 从柴胡中提取柴胡皂苷 的新方法:用乙醇溶液浸泡并加入表面活性 剂后用微波加热提取柴胡皂苷；李继、祖 元光等用微波辅助提取法从文冠果核残渣 中提取三萜皂苷，其提取率达11.62±0.37％，
• 1.常规提取法——溶剂提取 • 2.超声波辅助提取 • 3.树脂吸附法 • 4.膜分离技术 • 5.色谱法 • 6.微波辅助提取法 • 7.超高压辅助提取法 • 8.超临界CO2萃取法 • 9.泡沫分离技术
1.溶剂提取法
• 1.1 先醇浸提后除杂质 先用乙醇或甲醇为溶剂浸提植物，浓缩后将提取物 溶于水，滤去不溶物后于水溶液中加石油醚、苯或乙醚 等亲脂性强的溶剂进行萃取，亲脂性杂质转溶于这些亲 脂性溶剂中，而皂苷类物质因几乎不溶于亲脂性溶剂仍 留在水相。萃取除去脂溶性杂质后的水相，再用正丁醇 进一步萃取，皂苷类物质转溶于正丁醇中，而亲水性强 的杂质仍留在水相。真空浓缩正丁醇溶液，即得总皂苷 粗品。 • 1.2 先脱脂后醇浸提 先用石油醚、乙醚等亲脂性强的溶剂处理物料，提 取除去亲脂性杂质，然后再用乙醇加热提取，冷置提取 液，由于大多数的皂苷类物质难溶于冷乙醇而沉淀析出。
• 2.化性 一类较复杂的苷类化合物，与水混合振 摇时可生成持久性的似肥皂泡沫状物。皂苷的化 学结构中，由于苷元具有不同程度的亲脂性，糖 链具有较强的亲水性，使皂苷成为一种表面活性 剂，水溶液振摇后能产生持久性的肥皂样泡沫。 一些富含皂苷的植物提取物被用于制造乳化剂、 洗洁剂和发泡剂等。
二、皂苷的提取
2.超声波辅助提取法
• 超声震荡仪产生的超声波能产生强烈震动， 高速度，强烈的空化效应，搅拌作用，加速药材 中的有效成分溶解，可以提高有效成分的提出率。 超声震荡所需设备简单、操作方便、提取时间短、 提取效率高、节能、节约药材、无需加热、使药 材中的皂苷成分在提取完全的同时保持稳定。 • 专利：一种三七总皂苷的制备方法,包括超 声震荡提取，大孔吸附树脂富集，高效液相色谱 纯化。
• 王泓使用超高压提取技术提取山茱萸总皂甙，并 优化了提取工艺，得到最佳工艺条件：压力400 MPa,提取时间8min，95%乙醇15ml;总皂甙的 最高提取量可达到17.6 mg/g。 超高压提取技术 目前用在茶叶多酚、刺五加皂甙、除虫菊酯、黄 芩甙、甘草酸、人岑皂苷、重楼甾体皂甙等有效 成分的提取中 。