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本研究以虎杖的干燥根茎为原料,采用超声波辅助提取、酶解技术、微生物产酶发酵和大孔吸附树脂分离技术,对虎杖中白藜芦醇的提取、分离及纯化进行了较深入系统的研究,并对中压高效液相色谱法(MPLC)在虎杖中芪类化合物的分离纯化中的应用进行了探讨。
1.以白藜芦醇为研究对象,采用薄层色谱法(TLC)进行定性分析,采用MPLC进行定量测定。首次建立了同时测定虎杖中白藜芦醇和白藜芦醇苷的MPLC法,并确定了色谱条件:色谱柱为SOURCE5RPC ST4.6/150,流动相为乙腈-水(体积比28-72),洗脱方式为等度洗脱,流速为1mL/min,检测波长为310nm,进样容积为10μL,柱温为室温。白藜芦醇与白藜芦醇苷均在0.1-1.0mg/mL范围内与峰面积呈良好的线性关系。
2.对虎杖中白藜芦醇的制备工艺进行了研究。
(1)采用单因素实验和正交实验,确定了从虎杖中同时提取白藜芦醇、白藜芦醇苷的超声波辅助乙醇提取工艺,即:以60%的乙醇,料液比为1:10(g/mL),在40℃下提取两次,每次30min。经MPLC分析,虎杖中白藜芦醇得率为1.44mg/g,白藜芦醇苷得率为16.49mg/g。
(2)采用酶法提取,即虎杖粗粉先加酶制剂水解,筛选合适的酶制剂并且考察酶解条件,然后再用溶剂提取,并考察了酶解后的溶剂提取工艺。通过单一酶和复合酶的单因素实验,设计正交实验,筛选出的配比酶为002-005-007A(其中SPE-002占0.25%,SPE-005占0.16%,SPE-007占0.08%)。探讨了酶解的影响因素,确定了最佳酶解条件为:酶解温度为45℃、酶用量为0.7%(占虎杖干粉重量)、酶解时间为60min、最适pH为5.0、底物浓度为17%。考察了酶解后醇提工艺,得出最佳的提取工艺条件。与超声波辅助提取相比,白藜芦醇得率由1.44mg/g提高到了4.56mg/g,白藜芦醇苷得率由16.49mg/g提高到了23.49mg/g。
(3)采用酶法转化,即虎杖粗粉先超声辅助综合提取白藜芦醇和白藜芦醇苷,再加入酶制剂进行转化,同时筛选合适的酶制剂并考察了酶解条件。与酶法提取相似,通过单一酶和复合酶的单因素实验,设计正交实验,筛选配比酶,但植物精提复合酶SPE-007A与实验所得配比酶的酶解效果相当。故探讨了SPE-007A酶解的影响因素,确定了最佳酶解条件为:酶解温度为40℃、酶用量为0.5%(占虎杖干粉重量)、酶解时间为48h、最适pH为5.0、底物浓度为15%。经MPLC分析,虎杖中白藜芦醇得率为14.16mg/g,白藜芦醇苷得率为10.08mg/g。结果显示部分白藜芦醇苷转化为白藜芦醇,与酶法提取相比白藜芦醇得率提高了近90%。
(4)尝试采用微生物产酶发酵提取,考察了摇瓶发酵培养的影响因素,确定了最佳发酵条件为:接种量为5%、料液比为1:12.5(g/mL)、最适碳源为蔗糖、最适氮源为硝酸钠、发酵时间为72h、发酵温度为25℃。经MPLC分析,白藜芦醇得率为3.59mg/g,与空白相比,产物得率提高了60%。
3.分离纯化虎杖酶解液中白藜芦醇的工艺研究。实验中对.AB-5、D101、XDA5、AB-8、NKA-Ⅱ五种大孔吸附树脂进行了比较,通过静态吸附实验,确定选用D101树脂。再通过动态实验,采用70%的乙醇溶液洗脱,收集洗脱液,得到了纯度为83.87%的白藜芦醇单体。
本实验研究的虎杖中白藜芦醇的酶法制备及树脂分离工艺,虽然有待于工业化生产的进一步放大研究,但酶法制备工艺对虎杖原料药及其它植物化学成分的综合开发利用具有重要的指导意义。