一种从蛹虫草中提取虫草素的方法
成果类型:: 新技术
发布时间: 2022-11-06 20:22:02
采用系列溶剂提取、分离和蒸馏等方式,从蛹虫草中提取虫草素的工艺方法。专利CN102936271A采用微波光波辅助提取,等量活性炭脱色、大孔树脂富集,高效液相色谱3次纯化等技术获得高浓度虫草素,等量活性炭处理导致大量虫草素的丢失,高效液相色谱纯化处理量小,不易规模生产。CN104072559A采用超声水提,732阳离子树脂处理、反渗透浓缩、717阴离子树脂处理、再次反渗透浓缩、多次重结晶获得高浓度虫草素,此方法操作复杂,提取中引入盐分,反渗透浓缩体积比低,多次结晶丢失率高,虫草素结晶技术由于结晶溶剂的问题一直是处于瓶颈状态,晶体生长速度慢且出晶量少。虫草素在蛹虫草中的含量低,选择合适富集方法是提取虫草素的关键,处理步骤不能多于5步,太过繁琐会大大降低回收率,目前的制备型仪器单次处理量小,不适合规模生产。因此一种采用低成本材料、工艺简单、适合规模化放大的虫草素提取方法是非常符合市场需求的。
本发明要解决的技术问题是提供一种提取率高、成本低、操作步骤简单、可实现工业化规模生产的从蛹虫草子实体中提取虫草素的方法。为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:一种从蛹虫草中提取虫草素的方法,包括以下步骤:(1)粉碎脱脂:将蛹虫草子实体烘干,粉碎,加石油醚脱酯,滤去石油醚,风干粉末,得到虫草粉末;(2)乙醇浸提:脱脂后的虫草粉末用乙醇浸提,过滤,浓缩,用水洗涤至少两次,收集滤液,即虫草素粗提液;(3)萃取:在虫草素粗提液中加入乙酸乙酯萃取,减压蒸馏至干;(4)纯化:少量水溶解步骤(3)所得物,过滤除杂,用大孔树脂D1400层析,收集虫草素峰面积超过90%的样品浓缩干燥得高纯度虫草素。优选的,所述步骤(1)中,烘干温度 60-65℃,粉碎粒度10-30目,石油醚用量:2倍体积的蛹虫草粉末。优选的,所述步骤(2)中,提取溶剂为80%(v/v)的乙醇,液料比为:80%乙醇:虫草粉末 = 15-20: 1 (ml/g);
虫草素结构式为3’-脱氧腺苷,它是第一个从真菌中分离出来的核苷类抗生素,溶于水、甲醇和热乙醇,不溶于苯、丁醚和氯仿,紫外最大吸收波长259nm。虫草素具有抗肿瘤、抗炎症、抗病毒、神经保护等药理作用,还对降低胆固醇、降血糖、酒精肝中毒具有辅助治疗作用;1997年美国开始虫草素的一期临床试验,治疗急性前B和前T淋巴细胞白血症患者;虫草素还表现出极强的抗真菌和抗HIV-I型病毒活性。
目前获取虫草素的获取主要通过条途径:一是从蛹虫草子实体中提取;二是通过液体发酵,从发酵液中提取。蛹虫草中虫草素的含量从1‰-8‰不等,提取效率不高,因此虫草素生产成本极高,价格昂贵,随着虫草素药理作用的深入研究,虫草素的国际需求日益增加。
目前虫草素的提取技术大多依靠浸提和液相制备等技术,专利CN102746355A以超低温粉碎、超声波水提、大孔树脂富集、反向高效液相色谱纯化得到高纯度的虫草素,反向高效液相色谱每次处理样量少,且纯化后必须处理由于流动相引入盐,操作方法复杂,回收率低。
河北省科学院成立于1978年,是河北省政府直属的综合性自然科学研究与技术开发机构,全院占地13.8万m2,建筑面积8.3万m2,总资产1.76亿元,固定资产1.29亿元。院机关设有8个处室,下辖地理科学研究所、应用数学研究所、生物研究所、能源研究所、自动化研究所、激光研究所、微生物研究所和机电一体化中试基地(机电研究所)等8个研究开发单位。全院共有职工700余人,专业技术人员530余人,高级职称人员170余人,博士31人,硕士98人,博士生导师14人,硕士生导师18人,享受国务院特殊津贴专家2人,享受河北省政府特殊津贴专家10人,河北省“百人计划”(省政府特聘专家)2人,入选河北省“三三三人才工程”第二层次人选15人、第三层次人选41人。 近年来,省科学院先后承担了“863”、“973”等国家、省部级重点项目和基金课题430余项,取得各类科研成果 1480余项,获省部级以上奖励697项,授权发明专利100项、软件著作权85项。
专利CN102936271A采用微波光波辅助提取,等量活性炭脱色、大孔树脂富集,高效液相色谱3次纯化等技术获得高浓度虫草素,等量活性炭处理导致大量虫草素的丢失,高效液相色谱纯化处理量小,不易规模生产。CN104072559A采用超声水提,732阳离子树脂处理、反渗透浓缩、717阴离子树脂处理、再次反渗透浓缩、多次重结晶获得高浓度虫草素,此方法操作复杂,提取中引入盐分,反渗透浓缩体积比低,多次结晶丢失率高,虫草素结晶技术由于结晶溶剂的问题一直是处于瓶颈状态,晶体生长速度慢且出晶量少。
虫草素在蛹虫草中的含量低,选择合适富集方法是提取虫草素的关键,处理步骤不能多于5步,太过繁琐会大大降低回收率,目前的制备型仪器单次处理量小,不适合规模生产。因此一种采用低成本材料、工艺简单、适合规模化放大的虫草素提取方法是非常符合市场需求的。
(1)粉碎脱脂:将干燥好蛹虫草子实体原料粉碎后,加入2倍于粉末体积的石油醚,脱脂48h,过滤风干。由于在后续步骤中高浓度乙醇、乙酸乙酯对脂质的溶解度高,且大孔D1400也为非极性树脂,对脂质的吸附性强,容易引入脂质杂质,因此在本发明中首先采用虫草素不溶的石油醚脱脂,为后续步骤打下良好的基础。作为优选,烘干温度 60-65℃,粉碎粒度10-30目,石油醚用量:2倍体积的蛹虫草粉末。
(2)乙醇浸提:脱脂后的虫草粉末用80%的乙醇浸提或超声辅助提取至少两次,合并提取液,过滤浓缩至小体积,再加水至一定体积,过滤,再加一定水待萃取。结合图2和图3-7所示,80%乙醇提取有多方面的优点:首先是80%的高浓度乙醇中对多糖和蛋白的溶解度很低,无需在对提取液除多糖和蛋白;然后是80%的乙醇对虫草素的提取率较高,同时对虫草素类似物腺苷的溶解度却很低,降低了腺苷对后续分离中的干扰。最后因为80%乙醇醇提取液粘度低,常压下过滤速度快,等量水的虫草素浸提液过滤花费时间为乙醇浸提液的5倍。提取液浓缩后先加一定量的水溶解再过滤是为了除去易溶于高浓度乙醇但在水中溶解度低的杂质;采用超声辅助提取对提取收率的影响不显著,但可缩短处理时间。作为优选,80%乙醇:虫草粉末 = 15-20: 1 (ml/g),浸提温度30℃,浸提时间2h,或超声辅助80%乙醇提取:超声频率20-30KHz,输出功率:100-250W;提取液浓缩后加水定容体积为5~6倍的步骤(1)中的虫草粉末质量,充分摇匀过滤,再加等体积的水得虫草素粗液,待萃取。
(3)萃取:如上粗体液用乙酸乙酯萃取,减压蒸馏,回收乙酸乙酯。乙酸乙酯萃取后,杂质显著减少,虫草素的浓度较上一步增加10倍左右,色素大量被去除,同时乙酸乙酯的萃取使得盐分显著降低,萃取过程在常温下即可进行。