一种超声水提取、分离甘草酸的方法技术

本发明专利技术涉及甘草酸提取、分离、纯化技术领域，具体为甘草粉末经过逆流超声水溶液提取、大孔吸附树脂吸附、树脂层析分离、重结晶纯化得到甘草酸的方法。提取工艺为：1.在室温下，将甘草(Glycyrrhizauralensis)粉碎后，直接经过超声水溶液提取，获得甘草水提取液；2.甘草酸水提取液经过过滤、离心后，得到澄清甘草酸水提取液；3.甘草酸水提取液利用大孔树脂吸附，有机溶剂洗脱，减压浓缩，获得甘草酸浸膏；4.甘草酸浸膏利用树脂进行层析分离，获得纯度较高的甘草酸浸膏粗品后，经过冰乙酸重结晶数次后，获得纯度达到98％以上的甘草酸纯品。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及甘草酸的提取、分离
，尤其涉及甘草酸的水溶液超声提取技术以及大孔树脂层析分离技术。
技术介绍
甘草酸(Glycyrrhizicacid)是一种五环三萜类化合物，分子式为C42H62O16，分子量为822.92。甘草酸为有机弱酸，纯品甘草酸为白色针状晶体，熔点213～217℃，不溶于冷水，乙醚，可溶于热水，易溶于乙醇，丙酮。结构式见图1。甘草酸具有多方面的药理作用，如：补脾益气、解毒保肝、润肺止咳、降血脂等功效，并且其应用已经向抗病毒、抗癌、增强免疫力等领域扩展。传统的提取方法包括冷浸、渗漉、热浸、热回流以及索氏提取法等。前两种方法最大的弊端是提取时间长，溶剂用量大。虽然后三种方法的提取时间缩短，但能源消耗大，杂质多，有效成分因长时间受热而破坏较多，甘草酸收率低。超声波法作为一种优良新型的提取技术已比较广泛地运用于天然植物有效成分的提取。其中CN102399257A“利用连续逆流超声提取机提取甘草酸和甘草黄酮的方法”、CN1450081A“从甘草渣中提取纯化甘草酸的方法”，利用乙醇和氨水提取，其主要缺点是使用有机溶剂乙醇作为溶媒溶剂，提取物颜色较深且浑浊，提取的杂质多，不利于后期的分离纯化以及大规模的工业化生产；利用氨水提取容易将原料物中的糖、淀粉等杂质混入，分离纯化过程难度加大，并且氨水对环境污染严重，废物处理难度增大。此外，CN101486750A“一种改变甘草酸浸取相平衡的超声提取法”，利用超声技术提取甘草酸，但与本专利有以下不同点，其一，在提取溶剂上，此专利使用的是蒸馏水，蒸馏水成本高，不利于大规模使用，而本专利使用自来水替代蒸馏水，节省了生产成本；其二，在超声提取过程中，此专利使用固定比例的甘草与水的物料比1∶200提取甘草酸，其水使用比例大，容易浪费水资源，而且物料比例固定，不灵活，不利于提高甘草酸产率，本专利使用甘草与水物料比在1∶2～50范围之内，物料比可根据具体情况在一定范围内调整，并且用水比例下降，节约水资源与生产成本；其三，此专利需先将甘草与水搅拌浸取，需要一定的时间，由于工业生产一般选择干甘草作为提取原料，干甘草见水后必须尽快加热提取，浸取放置时间过长会造成甘草中存在的酶分解甘草酸，使产物量下降，产率降低。而本专利在室温条件下，无需搅拌浸取，更适宜大规模生产；其四，此专利需在30℃将甘草与水搅拌浸取达到平衡后，在超声功率250W条件下，提取10分钟，工业生产中，加热达到一定温度不易控制，需要更高的能耗，本专利通过逆流超声设备，在超声功率500～2000W/cm2，超声频率20～100kHz条件下，提取20～150分钟，工业化生产易实现。在分离纯化方面，由于本专利所选提取溶媒为水，提取过程中也随之带来一定的水溶性杂质，为了获得高纯度的甘草酸纯品，需要进行分离纯化。现阶段分离纯化工艺主要以大孔吸附树脂或离子交换树脂等层析技术和重结晶技术为主，大孔吸附树脂近年来被广泛用于天然产物的分离，特别是在中药有效成分的提取分离上取得了良好的效果。本专利中，选择了非极性或弱极性大孔树脂直接动态吸附甘草水提取液，无需其他处理，适合规模化运行，树脂吸附饱和后，利用不同浓度的有机溶剂梯度洗脱，获得高纯度的甘草酸，实验表明，非极性或弱极性大孔吸附树脂对甘草酸的吸附性能较好，利用HP-20树脂进行层析分离，获得纯度较高的甘草酸目标物，最终采取冰醋酸重结晶法获得高纯度的甘草酸。鉴于目前甘草酸提取、分离、纯化方法存在的问题，我们的目的是寻找一套甘草酸提取效率高、产量大、溶剂成本低廉、安全环保且利于大规模工业生产的甘草酸提取、分离方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有提取方法溶媒成本高、用量大、提取效率低、溶剂残留造成环境污染，大规模生产安全性等问题，提供了一种从甘草中快速、高效、安全地提取甘草酸的新方法。本专利技术主要包括以下几个步骤：1.原料的处理：将干燥的甘草粉碎为10～200目，优选20～100目。2.甘草酸的提取：利用超声水提取设备，在室温下，将甘草粉末直接经过超声水溶液提取，再经过过滤、离心，获得甘草水提取液，其中提取时水溶液与甘草原料比为2～50∶1(V/W)，提取时间为20～150min，超声频率为500～2000W/cm2，超声功率为20～100kHZ。上述方法中使用水溶液超声提取技术的原理为：甘草酸为有机弱酸，易溶于热水，利用超声振动过程中产生的热效应，增大水分子的运动速度，超声及其空化引起了颗粒的震荡和碰撞，超声波在甘草颗粒内传播引起颗粒内甘草酸分子及周围纤维的振动，由于液膜内传质和颗粒内扩散的增强，总传质速率也因此得到有效提高，浸取速率加快，相同时间内甘草酸浸出率增加。与许多提取工艺不同的是，在保障了高提取率的前提下，不使用有机溶剂、氨水、酸水、碱水提取方式，替代使用的提取溶媒为水，提取方便，降低了分离纯化时的难度，可以大大减少工艺生产中的提取成本，减少使用氨水、乙醇、丙酮等带来的废液处理难度，增加了生产的安全性。3.甘草酸的吸附：将经过离心过滤的甘草酸水提取液，直接用非极性或弱极性大孔吸附树脂吸附，再用有机溶剂对吸附柱进行洗脱，获得洗脱液，减压浓缩得到甘草酸浸膏。4.甘草酸的层析分离：采用HP-20树脂层析分离纯化，树脂与甘草酸浸膏的比例为3～10∶1(M/M)比例拌样、径高比为1∶5～12的层析柱进行层析分离，用20％～50％有机溶剂进行梯度洗涤去除主要杂质，60％～80％有机溶剂洗脱后得到高纯度甘草酸，优选有机溶剂为丙酮，减压浓缩后获得纯度较高的甘草酸浸膏粗品。5.甘草酸的重结晶：甘草酸浸膏粗品用冰乙酸重结晶多次后即得纯度达98％以上的甘草酸纯品。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：超声水提取技术提取效率高，提取速度快，提取完全并节省时间，本专利在保证高提取率的前提下，利用水溶液替代有机溶剂提取甘草酸，降低了生产的成本，保证了生产的安全性，并且减少了环境污染；与此同时，利用超声波的作用，充分除去甘草中的脂溶性成份，降低了分离纯化过程中的难度。在甘草酸的纯化过程中，首先利用大孔吸附树脂对甘草酸进行吸附，然后利用有机溶剂对吸附物进行洗脱，操作过程简单，利用树脂进行层析分离，有机溶剂梯度洗脱，分离效果明显，可获得较高纯度的甘草酸浸膏粗品。利用冰乙酸多次重结晶后，可得到高纯度的甘草酸。附图说明图1是甘草酸结构式图。具体实施在下面的具体实施方案中进一步说明了本专利技术，这并不限制本专利技术的范围。在不脱离本专利技术上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和常用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本专利技术的范围内。实例1取新疆乌拉尔甘草640.0克(甘草酸含量为2％)，粉碎至20目。室温下，加入6.4千克水，利用超声提取设备提取，将甘草与水混合物进行连续超声提取30分钟，以相同的甘草与水1∶10物料比提取三次后，合并提取液，将提取液经过过滤、离心，获得甘草酸水提取液。甘草酸的水提取液使用D-101树脂吸附至饱和，以乙醇溶液对吸附柱进行洗脱，获得洗脱液，减压浓缩，获得甘草酸浸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声水提取、分离甘草酸的方法，将甘草(Glycyrrhizauralensis)粉碎后，直接经过超声水溶液提取，获得甘草水提取液；甘草水提取液离心去除沉淀、直接经过大孔树脂吸附，有机溶剂洗脱，减压浓缩，获得甘草酸粗品；甘草酸粗品利用树脂分离纯化；再经过重结晶获得纯品。

【技术特征摘要】
1.一种超声水提取、分离甘草酸的方法，将甘草(Glycyrrhizauralensis)粉碎后，直接经
过超声水溶液提取，获得甘草水提取液；甘草水提取液离心去除沉淀、直接经过大孔树脂吸
附，有机溶剂洗脱，减压浓缩，获得甘草酸粗品；甘草酸粗品利用树脂分离纯化；再经过重
结晶获得纯品。
2.根据权利要求1所述的一种超声水提取、分离甘草酸的方法，其特征在于将甘草粉碎
为10～200目，优选20～100目；提取使用溶剂为自来水，不含有机溶剂；甘草粉末与水溶
液的比例为1∶2～50(M/V)；在室温下提取，无需加热、浸泡，超声工艺参数为：超声时间
为20～150min，超声功率为500～2000W\...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏传递，肖虎，焦燕玲，王惠芳，
申请(专利权)人：北京罗瑞生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11