一种黄芩素制备方法与流程

1.本发明属于黄芩素生产技术领域，具体涉及一种黄芩素制备方法。


背景技术：

2.黄芩是一种常用中药，具有清热燥湿、泻火解毒、止血安胎之功效。黄芩中的有效成分主要是黄芩苷，同时含有少量的汉黄芩苷及黄芩素、汉黄芩素等黄酮类化合物。研究表明，黄芩素比黄芩苷更易于吸收，具有抗菌、抗病毒、抗炎、抗氧化及清除自由基、抗肿瘤及心血管保护等多种生物活性。
3.黄芩中的黄芩素含量较低，单独提取分离较为困难。有研究报道指出，利用酸水解法、碱水解法、微生物发酵法等工艺可以将黄芩苷转化为黄芩素，此类工艺存在生产流程繁琐、设备投入大、运行成本高、废水排放量大等诸多缺陷。黄芩自身含有的多种酶类，在一定条件下可以将黄芩苷转化黄芩素，进而氧化物醌类物质。如果激发黄芩自身的酶类成分活力，在提取时将黄芩苷转化为黄芩素，并避免氧化过程，然后通过适宜的工艺分离纯化得到黄芩素，可以产生良好的经济效益。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是：提供一种黄芩素制备方法，克服了现有技术中的缺陷，通过提高黄芩自身所含酶的活力，利用自身酶进行转化分离，成本低、工艺流程简单，收率高。
5.为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
6.一种黄芩素制备方法，包括以下步骤：
7.a.原料前处理：将黄芩彻底清洗干净后进入切片机，切成厚度0.1～0.3cm的薄片，得黄芩片；如不清洗干净，泥土中含有的重金属如汞、铅等会降低黄芩中酶类，如葡萄糖醛酸酶的活性；而且泥土还会造成提取液浑浊，影响过滤速度；
8.b.提取及转化：将步骤a得到的黄芩片输送至提取罐，加入黄芩片重量6～8倍的温水，温水温度为40～60℃，然后依次添加ph调节剂调节ph值为8～9、加入0.5～1％黄芩片重量的酶激活剂和0.2～0.5％黄芩片重量的抗氧化剂，保温4～6小时,得提取液；其中ph调节剂促进黄芩素的溶解，并具有一定的激活葡萄糖醛酸酶活性的能力；激活剂激发葡萄糖醛酸酶活性；抗氧化剂避免黄芩素被氧化成醌类物质；
9.c.过滤除杂：将步骤b中得到的提取液用超滤膜进行过滤，其中超滤膜孔径2～10nm，操作压力0.2～0.4mpa，得透过液；除去蛋白、鞣质、果胶、多糖等大分子杂质；
10.d.酸析：将步骤c得到的透过液输送至酸沉罐中，加热至80～90℃，边搅拌边加入酸，调节ph值为2～3，保温1～2h后，过滤得滤饼，并用少量纯化水洗涤滤饼；
11.e.分离：将步骤d收集的滤饼，投入到1:3～5w/v的有机溶剂中，30～60rpm搅拌1～2h，过滤得黄芩素溶液和黄芩苷沉淀；黄芩苷沉淀可以返回到提取工序，也可以单独出售；
12.f.干燥成型：将步骤e得到的黄芩素溶液真空浓缩回收溶剂，黄芩素形成沉淀，过
滤得到黄芩素湿品，干燥得到黄芩素成品。
13.优选的，所述的步骤a中黄芩片的厚度为0.2cm。
14.优选的，所述的步骤b中加入黄芩片重量7倍的温水，温水温度为50℃，然后依次添加ph调节剂调节ph值为8.5、加入0.75％黄芩片重量的酶激活剂和0.35％黄芩片重量的抗氧化剂，保温5小时。
15.优选的，所述的步骤b中ph调节剂为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化镁中的一种，酶激活剂为甜菊多酚，抗氧化剂为亚硫酸钠或亚硫酸钾。
16.进一步的，所述的步骤b中ph调节剂为氢氧化钙，抗氧化剂为亚硫酸钠。
17.优选的，所述的步骤c中超滤膜孔径6nm，操作压力0.3mpa。
18.优选的，所述的步骤d中加热至85℃，边搅拌边加入酸，酸为稀盐酸、稀硫酸或稀硝酸，调节ph值为2.5，保温1.5h后，经板框过滤得滤饼，板框滤布的孔径300～400目。
19.进一步的，所述的步骤d中酸为稀盐酸，稀盐酸的浓度为8～12％，更优选为10％。
20.优选的，所述的步骤e中有机溶剂为甲醇、乙醇、丙酮或乙酸乙酯，滤饼与有机溶剂的比例为1:4w/v，搅拌转速为30～60rpm，搅拌1.5h；过滤采用板框过滤，滤布的孔径300～400目。
21.进一步的，所述的步骤e中有机溶剂为乙醇，搅拌转速为50rpm。
22.优选的，所述的步骤f中真空浓缩真空度-0.07～-0.09mpa，温度70～85℃；过滤为板框过滤，滤布孔径400～500目；干燥方式为闪蒸干燥，进风温度150～170℃，出风温度65～75℃。
23.进一步的，所述的步骤f中真空浓缩真空度-0.08mpa，温度80℃；过滤为板框过滤，滤布孔径400～500目；干燥方式为闪蒸干燥，进风温度160℃，出风温度70℃。
24.由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
25.本发明通过ph调节剂促进黄芩素的溶解，并具有一定的激活葡萄糖醛酸酶活性的能力；通过激活剂激发葡萄糖醛酸酶活性，尽可能的将黄芩苷转化为黄芩素；通过抗氧化剂避免黄芩素被氧化成醌类物质，这样处理后就可以充分激发和利用黄芩自身所含有的葡萄糖醛酸酶的活性，将黄芩苷转化成黄芩素，再经过该处理和后续的过滤除杂、酸析、分离及干燥工序，得到的黄芩素产品的纯度和收率显著提高，最高可达到黄芩素含量91.5％，有效收率98.3％，重量收率4.72％以上；相比于现有技术(强酸转化或微生物发酵转化等)，黄芩苷转化成黄芩素的转化速度、转化率及黄芩素的产量都得到显著提高。
26.总之，本发明工艺流程简单，反应条件温和，生产成本低，提高了黄芩苷转化为黄芩素的转化率，增加了经济效益。
具体实施方式
27.下面结合实施例对本发明的技术方案进一步描述：
28.实施例1:
29.a.原料前处理：将黄芩彻底清洗干净后进入切片机，切成厚度0.1cm的薄片，得黄芩片；
30.b.提取及转化：将步骤a得到的黄芩片500kg输送至提取罐，加入黄芩片重量6倍的温水，温水温度为60℃，然后依次添加ph调节剂氢氧化钾调节ph值为8、加入0.5％黄芩片重
量的酶激活剂和0.2％黄芩片重量的亚硫酸钾，保温4小时,得提取液；
31.c.过滤除杂：将步骤b中得到的提取液用超滤膜进行过滤，其中超滤膜孔径2nm，操作压力0.2mpa，得透过液；
32.d.酸析：将步骤c得到的透过液输送至酸沉罐中，加热至80℃，边搅拌边加入稀硫酸，调节ph值为2，保温2h后，经板框过滤得滤饼，板框滤布的孔径300目，并用少量纯化水洗涤滤饼；
33.e.分离：将步骤d收集的滤饼，投入到1:3w/v的甲醇中，60rpm搅拌1h，经板框过滤过滤得黄芩素溶液和黄芩苷沉淀，板框滤布的孔径300目；黄芩苷沉淀可以返回到提取工序，也可以单独出售；
34.f.干燥成型：将步骤e得到的黄芩素溶液真空浓缩回收溶剂，黄芩素形成沉淀，过滤得到黄芩素湿品，干燥得到黄芩素成品；其中真空浓缩真空度-0.07mpa，温度85℃；过滤为板框过滤，滤布孔径400目；干燥方式为闪蒸干燥，进风温度150℃，出风温度65℃；得到的成品重23千克。其中重量收率4.6％，有效收率96.0％，黄芩素含量91.7％。
35.实施例2:
36.a.原料前处理：将黄芩彻底清洗干净后进入切片机，切成厚度0.3cm的薄片，得黄芩片；
37.b.提取及转化：将步骤a得到的黄芩片500千克输送至提取罐，加入黄芩片重量8倍的温水，温水温度为40℃，然后依次添加ph调节剂氢氧化钠调节ph值为9、加入1％黄芩片重量的酶激活剂和0.5％黄芩片重量的亚硫酸钠，保温6小时,得提取液；
38.c.过滤除杂：将步骤b中得到的提取液用超滤膜进行过滤，其中超滤膜孔径10nm，操作压力0.4mpa，得透过液；
39.d.酸析：将步骤c得到的透过液输送至酸沉罐中，加热至90℃，边搅拌边加入稀硝酸，调节ph值为3，保温1h后，经板框过滤得滤饼，板框滤布的孔径400目，并用少量纯化水洗涤滤饼；
40.e.分离：将步骤d收集的滤饼，投入到1:5w/v的丙酮中，30rpm搅拌2h，经板框过滤过滤得黄芩素溶液和黄芩苷沉淀，板框滤布的孔径400目；黄芩苷沉淀可以返回到提取工序，也可以单独出售；
41.f.干燥成型：将步骤e得到的黄芩素溶液真空浓缩回收溶剂，黄芩素形成沉淀，过滤得到黄芩素湿品，干燥得到黄芩素成品；其中真空浓缩真空度-0.09mpa，温度70℃；过滤为板框过滤，滤布孔径500目；干燥方式为闪蒸干燥，进风温度170℃，出风温度75℃；得到的成品重23.5千克。其中重量收率4.5％，有效收率96.8％，黄芩素含量90.5％。
42.实施例3:
43.a.原料前处理：将黄芩彻底清洗干净后进入切片机，切成厚度0.2cm的薄片，得黄芩片；
44.b.提取及转化：将步骤a得到的黄芩片500千克输送至提取罐，加入黄芩片重量7倍的温水，温水温度为50℃，然后依次添加ph调节剂氢氧化钙调节ph值为8.5、加入0.75％黄芩片重量的酶激活剂和0.35％黄芩片重量的亚硫酸钠，保温5小时,得提取液；
45.c.过滤除杂：将步骤b中得到的提取液用超滤膜进行过滤，其中超滤膜孔径6nm，操作压力0.3mpa，得透过液；
46.d.酸析：将步骤c得到的透过液输送至酸沉罐中，加热至85℃，边搅拌边加入稀盐酸，调节ph值为2.5，保温1.5h后，经板框过滤得滤饼，板框滤布的孔径400目，并用少量纯化水洗涤滤饼；
47.e.分离：将步骤d收集的滤饼，投入到1:4w/v的乙醇中，50rpm搅拌1.5h，经板框过滤过滤得黄芩素溶液和黄芩苷沉淀，板框滤布的孔径400目；黄芩苷沉淀可以返回到提取工序，也可以单独出售；
48.f.干燥成型：将步骤e得到的黄芩素溶液真空浓缩回收溶剂，黄芩素形成沉淀，过滤得到黄芩素湿品，干燥得到黄芩素成品；其中真空浓缩真空-0.08mpa，温度80℃；过滤为板框过滤，滤布孔径500目；干燥方式为闪蒸干燥，进风温度160℃，出风温度70℃；得到的成品重23.6千克。其中重量收率4.72％，有效收率98.3％，黄芩素含量91.5％。
49.实施例4:
50.a.原料前处理：将黄芩彻底清洗干净后进入切片机，切成厚度0.2cm的薄片，得黄芩片；
51.b.提取及转化：将步骤a得到的黄芩片500千克输送至提取罐，加入黄芩片重量7倍的温水，温水温度为50℃，然后依次添加ph调节剂氢氧化镁调节ph值为8.5、加入0.75％黄芩片重量的酶激活剂和0.35％黄芩片重量的亚硫酸钠，保温5小时,得提取液；
52.c.过滤除杂：将步骤b中得到的提取液用超滤膜进行过滤，其中超滤膜孔径6nm，操作压力0.3mpa，得透过液；
53.d.酸析：将步骤c得到的透过液输送至酸沉罐中，加热至85℃，边搅拌边加入稀盐酸，调节ph值为2.5，保温1.5h后，经板框过滤得滤饼，板框滤布的孔径400目，并用少量纯化水洗涤滤饼；
54.e.分离：将步骤d收集的滤饼，投入到1:4w/v的乙酸乙酯中，50rpm搅拌1.5h，经板框过滤过滤得黄芩素溶液和黄芩苷沉淀，板框滤布的孔径400目；黄芩苷沉淀可以返回到提取工序，也可以单独出售；
55.f.干燥成型：将步骤e得到的黄芩素溶液真空浓缩回收溶剂，黄芩素形成沉淀，过滤得到黄芩素湿品，干燥得到黄芩素成品；其中真空浓缩真空-0.08mpa，温度80℃；过滤为板框过滤，滤布孔径500目；干燥方式为闪蒸干燥，进风温度160℃，出风温度70℃；得到的成品重22.8千克。其中重量收率4.56％，有效收率95.4％，黄芩素含量92.0％。
56.实施例5
57.a.原料前处理：将黄芩彻底清洗干净后进入切片机，切成厚度0.3cm的薄片，得黄芩片；
58.b.提取及转化：将步骤a得到的黄芩片500千克输送至提取罐，加入黄芩片重量8倍的温水，温水温度为60℃，然后依次添加ph调节剂氢氧化钠调节ph值为8.5、加入1％黄芩片重量的酶激活剂和0.4％黄芩片重量的亚硫酸钾，保温5小时,得提取液；
59.c.过滤除杂：将步骤b中得到的提取液用超滤膜进行过滤，其中超滤膜孔径6nm，操作压力0.3mpa，得透过液；
60.d.酸析：将步骤c得到的透过液输送至酸沉罐中，加热至85℃，边搅拌边加入稀盐酸，调节ph值为2.5，保温1.5h后，经板框过滤得滤饼，板框滤布的孔径400目，并用少量纯化水洗涤滤饼；
61.e.分离：将步骤d收集的滤饼，投入到1:4w/v的乙醇中，50rpm搅拌1.5h，经板框过滤过滤得黄芩素溶液和黄芩苷沉淀，板框滤布的孔径400目；黄芩苷沉淀可以返回到提取工序，也可以单独出售；
62.f.干燥成型：将步骤e得到的黄芩素溶液真空浓缩回收溶剂，黄芩素形成沉淀，过滤得到黄芩素湿品，干燥得到黄芩素成品；其中真空浓缩真空-0.08mpa，温度80℃；过滤为板框过滤，滤布孔径500目；干燥方式为闪蒸干燥，进风温度160℃，出风温度70℃；得到的成品重23.1千克。其中重量收率4.62％，有效收率95.6％，黄芩素含量91.0％。
63.实施例6
64.a.原料前处理：将黄芩彻底清洗干净后进入切片机，切成厚度0.2cm的薄片，得黄芩片；
65.b.提取及转化：将步骤a得到的黄芩片500千克输送至提取罐，加入黄芩片重量7倍的温水，温水温度为50℃，然后依次添加ph调节剂氢氧化钙调节ph值为8、加入0.5％黄芩片重量的酶激活剂和0.5％黄芩片重量的亚硫酸钠，保温6小时,得提取液；
66.c.过滤除杂：将步骤b中得到的提取液用超滤膜进行过滤，其中超滤膜孔径6nm，操作压力0.3mpa，得透过液；
67.d.酸析：将步骤c得到的透过液输送至酸沉罐中，加热至85℃，边搅拌边加入稀硝酸，调节ph值为2，保温2h后，经板框过滤得滤饼，板框滤布的孔径400目，并用少量纯化水洗涤滤饼；
68.e.分离：将步骤d收集的滤饼，投入到1:4w/v的丙酮中，50rpm搅拌2h，经板框过滤过滤得黄芩素溶液和黄芩苷沉淀，板框滤布的孔径400目；黄芩苷沉淀可以返回到提取工序，也可以单独出售；
69.f.干燥成型：将步骤e得到的黄芩素溶液真空浓缩回收溶剂，黄芩素形成沉淀，过滤得到黄芩素湿品，干燥得到黄芩素成品；其中真空浓缩真空-0.08mpa，温度80℃；过滤为板框过滤，滤布孔径500目；干燥方式为闪蒸干燥，进风温度160℃，出风温度70℃；得到的成品重22.9千克。其中重量收率4.58％，有效收率96.0％，黄芩素含量92.1％。
70.对比例1：
71.将实施例1中的酶激活剂去除，其它条件不变。得到的成品重16.9千克。其中重量收率3.38％，有效收率61.9％，黄芩素含量80.5％。
72.对比例2：
73.将实施例2中的亚硫酸钠去除，其它条件不变。得到的成品重18.5千克。其中重量收率3.7％，有效收率62.1％，黄芩素含量73.8％。
74.对比例3：
75.将实施例3中的ph调节剂氢氧化钙去除，其它条件不变。得到的成品重20.5千克。其中重量收率4.1％，有效收率83.8％，黄芩素含量89.8％。
76.对比例4：
77.将实施例4中的乙酸乙酯换成等量的氯仿，其它条件不变。得到的成品2.5千克。其中重量收率0.5％，有效收率9.05％，黄芩素含量79.5％。
78.结果及分析：
79.将实施例1-6和对比例1-4产品进行分析(2020版药典检测方法)，数据如表1：
80.表1实施例1-6及对比例1-4产品检测数据
81.ꢀꢀ
重量收率％有效收率％黄芩素含量％实施例14.6％96.0％91.7％实施例24.5％96.8％90.5％实施例34.72％98.3％91.5％实施例44.56％95.4％92.0％实施例54.62％95.6％91.0％实施例64.58％96.0％92.1％对比例13.38％61.9％80.5％对比例23.7％62.1％73.8％对比例34.1％83.8％89.8％对比例40.5％9.05％79.5％
82.结果分析:
83.通过对实施例1～6及对比例的产品分析和实际应用测试可以得出如下结论：
84.本发明中，酶激活剂对有效收率和黄芩素含量的影响非常显著，ph调节剂对有效收率和黄芩素含量的也有明显的影响；在各种工艺参数的变化中，实施例3为最佳工艺条件，其中的重量收率4.72％，有效收率98.3％，黄芩素含量91.5％,而现有技术cn104610401a一种从黄芩中同时提取黄芩苷、黄芩素和汉黄芩素的方法中，其公开的最高收率“以黄芩中所含黄芩素计黄芩素提取率为90％”(见其实施例二)，因此可见使用本发明方法，与现有技术相比较，黄芩素重量收率和有效收率都有明显提高。
85.应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所附权利要求书所限定的范围。

技术特征：
1.一种黄芩素制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a.原料前处理：将黄芩彻底清洗干净后进入切片机，切成厚度0.1～0.3cm的薄片，得黄芩片；b.提取及转化：将步骤a得到的黄芩片输送至提取罐，加入黄芩片重量6～8倍的温水，温水温度为40～60℃，然后依次添加ph调节剂调节ph值为8～9、加入0.5～1％黄芩片重量的酶激活剂和0.2～0.5％黄芩片重量的抗氧化剂，保温4～6小时,得提取液；c.过滤除杂：将步骤b中得到的提取液用超滤膜进行过滤，其中超滤膜孔径2～10nm，操作压力0.2～0.4mpa，得透过液；d.酸析：将步骤c得到的透过液输送至酸沉罐中，加热至80～90℃，边搅拌边加入酸，调节ph值为2～3，保温1～2h后，过滤得滤饼，并用少量纯化水洗涤滤饼；e.分离：将步骤d收集的滤饼，投入到1:3～5w/v的有机溶剂中，30～60rpm搅拌1～2h，过滤得黄芩素溶液和黄芩苷沉淀；f.干燥成型：将步骤e得到的黄芩素溶液真空浓缩回收溶剂，黄芩素形成沉淀，过滤得到黄芩素湿品，干燥得到黄芩素成品。2.如权利要求1所述的黄芩素制备方法，其特征在于：所述步骤a中黄芩片的厚度为0.2cm。3.如权利要求1所述的黄芩素制备方法，其特征在于：所述步骤b中加入黄芩片重量7倍的温水，温水温度为50℃，然后依次添加ph调节剂调节ph值为8.5、加入0.75％黄芩片重量的酶激活剂和0.35％黄芩片重量的抗氧化剂，保温5小时。4.如权利要求1所述的黄芩素制备方法，其特征在于：所述步骤b中ph调节剂为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化镁中的一种，酶激活剂为甜菊多酚，抗氧化剂为亚硫酸钠或亚硫酸钾。5.如权利要求4所述的黄芩素制备方法，其特征在于：所述步骤b中ph调节剂为氢氧化钙，抗氧化剂为亚硫酸钠。6.如权利要求1所述的黄芩素制备方法，其特征在于：所述步骤c中超滤膜孔径6nm，操作压力0.3mpa。7.如权利要求1所述的黄芩素制备方法，其特征在于：所述步骤d中加热至85℃，边搅拌边加入酸，酸为稀盐酸、稀硫酸或稀硝酸，调节ph值为2.5，保温1.5h后，经板框过滤得滤饼，板框滤布的孔径300～400目。8.如权利要求1所述的黄芩素制备方法，其特征在于：所述步骤e中有机溶剂为甲醇、乙醇、丙酮或乙酸乙酯，滤饼与有机溶剂的比例为1:4w/v，搅拌转速为30～60rpm，搅拌1.5h；过滤采用板框过滤，滤布的孔径300～400目。9.如权利要求1所述的黄芩素制备方法，其特征在于：所述步骤f中真空浓缩真空度-0.07～-0.09mpa，温度70～85℃；过滤为板框过滤，滤布孔径400～500目；干燥方式为闪蒸干燥，进风温度150～170℃，出风温度65～75℃。

技术总结
本发明属于黄芩素生产技术领域，公开了一种黄芩素制备方法,将黄芩洗净切片后加入黄芩片重量6～8倍的温水、pH调节剂调节pH值为8～9、加入0.5～1％黄芩片重量的酶激活剂和0.2～0.5％黄芩片重量的抗氧化剂，保温4～6小时的提取液，然后用超滤膜进行过滤得透过液，将透过液加热至80～90℃，调节pH值为2～3，保温1～2h后，过滤得滤饼，将滤饼，投入到1:3～5W/V的有机溶剂中，30～60rpm搅拌1～2h，过滤得黄芩素溶液，真空浓缩后过滤得到黄芩素湿品，干燥得到黄芩素成品。本发明工艺流程简单，反应条件温和，生产成本低，提高了黄芩苷转化为黄芩素的转化率，增加了经济效益。增加了经济效益。


技术研发人员：朱理平 杜国营 潘洪春 李亚静 何报春
受保护的技术使用者：诸城市浩天药业有限公司
技术研发日：2023.05.17
技术公布日：2023/8/13