黃莉清,蘇嬌嬌,王黔陽,彭麗娟,何珺
(1.貴州大學(xué) 藥學(xué)院,貴州 貴陽 550025;2.貴州省生化工程中心,貴州 貴陽 550025;3.貴州大學(xué) 煙草學(xué)院,貴州 貴陽 550025)
我國銀杏資源約占全世界總量的75%,其中銀杏葉產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量90%以上[1-2],銀杏葉提取物市場藥用價(jià)值極高[3-5]。銀杏葉提取物每年生產(chǎn)中產(chǎn)生廢棄提取粘渣約2 000 t,其中銀杏酚酸含量約為17%,近300 t銀杏酚酸排廢丟棄,會(huì)引起污染環(huán)境人或畜中毒[6-7]。
銀杏酚酸具有抗腫瘤、抑菌、殺蟲等活性[8-9]。銀杏葉中銀杏酚酸的相關(guān)研究正逐年上升[10],集中在其脫除研究[11-12],對(duì)銀杏酚酸的提純?cè)倮幂^少。本文以銀杏葉生產(chǎn)提取物醇提液濃縮加水靜置沉淀產(chǎn)生水沉的廢渣為原料,研究HPD-5000型大孔樹脂純化銀杏酚酸的工藝,回收純化銀杏酚酸組分,對(duì)銀杏資源的綜合利用及環(huán)境保護(hù)具有重要意義。
銀杏葉提取物生產(chǎn)水沉廢渣,于2022年 1月 12 號(hào)取自貴州北極興藥業(yè)有限公司;對(duì)照品白果新酸(批號(hào)111594-20160)由中檢院提供;HPD-5000、LX-60、D101、AB-8、DM130、DA201均由西安藍(lán)曉科技材料股份有限公司提供;無水乙醇、甲醇、石油醚(60-90)、三氟乙酸均為分析純;乙腈,色譜級(jí);娃哈哈水(貴陽娃哈哈昌盛飲料有限公司)。
LC-2040C 3D超高效液相色譜儀;KQ3200DE數(shù)控超聲波清洗器;BSA1245電子天平;HH-1水浴加熱鍋。
1.2.1 HPLC測定色譜條件 色譜柱:Supersil-U C18(4.6 mm×150 mm,5 μm),流動(dòng)相為乙腈-0.1%三氟乙酸水(0 min 75∶25→30 min 90∶10→35 min 90∶10→35.5 min 75∶25→38 min 75∶25),檢測波長310 nm,進(jìn)樣量50 μL,柱溫45 ℃,流速 1 mL/min,分析時(shí)間40 min。
1.2.2 對(duì)照品溶液的制備 精密稱定適量白果新酸對(duì)照品,置于容量瓶中,加入甲醇超聲溶解,定容,搖勻,配制成質(zhì)量濃度為3.44 μg/mL銀杏酚酸的對(duì)照品溶液。
1.2.3 白果新酸標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作 精密吸取白果新酸對(duì)照品溶液1,2,2.5,5,10 mL,加入甲醇定容至10 mL,振蕩均勻后按1.2.1節(jié)HPLC色譜條件進(jìn)行分析,以白果新酸濃度為橫坐標(biāo),峰面積為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性回歸方程為:y=34 959x+4 051.6,R2=0.998 2,表明白果新酸濃度范圍在0.334~3.44 μg/mL時(shí)有良好的線性相關(guān)性。
1.2.4 供試品含量測定 精密稱取0.01 g置于 10 mL 容量瓶中,加入甲醇溶解,定容,搖勻,得供試品。按1.2.1節(jié)進(jìn)行檢測分析,得HPLC色譜圖見圖1、圖2。
圖1 對(duì)照品色譜圖Fig.1 Chromatogram of reference substance
圖2 純化產(chǎn)品色譜圖Fig.2 Chromatogram of purified product
1.3.1 樹脂預(yù)處理 將HPD-5000、LX-60、AB-8、DM130、DA201 五種型號(hào)樹脂用5% NaOH浸泡 3~5 h,水洗至中性,再用5% 鹽酸浸泡3~5 h,水洗至中性,70%乙醇溶液平衡樹脂,備用。
1.3.2 銀杏酚酸上柱原料液制備 取100 g銀杏葉提取物生產(chǎn)水沉渣作為原料,用料液比為1∶2甲醇攪拌溶解,離心去不溶沉淀后,加200 mL石油醚萃取,補(bǔ)適量水使分層明顯后,取石油醚層濃縮為萃取浸膏。再采用70%乙醇溶解萃取浸膏得銀杏酚酸上柱液。
稱取預(yù)處理后的樹脂各5 g,分別置于三角瓶中,各添加50 mL 2.308 5 mg/mL銀杏酚酸原料液,置25 ℃恒溫、180 r/min搖床振蕩吸附24 h,使銀杏酚酸充分吸收;濾過,吸干樹脂表面水分,加入95%乙醇,各70 mL,25 ℃恒溫、180 r/min搖床振蕩解析 24 h,使銀杏酚酸充分解吸。檢測濾液和洗脫液中銀杏酚酸的含量,并計(jì)算飽和吸附量和解析率,吸附率=(銀杏酚酸吸附量/上樣液中銀杏酚酸總量)×100%,解析率=(銀杏酚酸解吸附量/銀杏酚酸吸附量)×100%,結(jié)果見表1。
表1 銀杏酚酸不同大孔樹脂的靜態(tài)吸附和 解析性能(n=2)Table 1 Static adsorption and analytical properties of different macroporous resins of ginkgolic acid
由表1可知,DA201樹脂的吸附率及純度最高,其次是HPD-5000及DM130。但由于銀杏葉提取物工業(yè)生產(chǎn)中常用HPD-5000脫酸、DM130吸附黃酮,因此綜合工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)有條件及成本消耗等角度考慮,選用HPD-5000進(jìn)行深入研究。
取30 mL HPD-5000樹脂3份濕法裝柱,分別裝入相同規(guī)格的層析柱中,各取200 mL 2.226 7 mg/mL銀杏酚酸原料液,并各以1,2,3 BV/h 的流速上樣,分別收集3份上樣流出液并測定其銀杏酚酸含量,結(jié)果見圖3。
圖3 不同上樣流速吸附結(jié)果Fig.3 Adsorption results at different samples flow rate
由圖3可知,隨著上樣流速的加快,流出液中的銀杏酚酸含量越多,目標(biāo)物丟失越大,大孔樹脂吸附效果越差。因此,綜合考慮選擇上樣流速為1 BV/h。
取100 mL HPD-5000樹脂濕法裝柱,160 mL銀杏酚酸原料液1 BV/h上柱,2 BV 70%乙醇除雜,依次用3 BV 75%,80%,90%乙醇洗脫,收集不同濃度洗脫液,濃縮為浸膏并測定銀杏酚酸含量,結(jié)果見圖4。
由圖4可知,70%乙醇中幾乎不含銀杏酚酸,90%乙醇洗脫劑中富集大量銀杏酚酸,因此選擇乙醇濃度為70%乙醇除雜,90%乙醇為洗脫劑。
圖4 不同濃度乙醇洗脫液洗脫結(jié)果Fig.4 Elution results of different concentrations of ethanol eluent
取100 mL HPD-5000樹脂濕法裝柱,160 mL銀杏酚酸原料液1 BV/h上柱,2 BV 70%乙醇除雜,用90%乙醇洗脫,每100 mL收集1份洗脫液,檢測每份洗脫液中銀杏酚酸含量,結(jié)果見圖5。
圖5 洗脫劑用量篩選結(jié)果Fig.5 Screening results of eluent dosage
由圖5可知,第2 BV流份的銀杏酚酸洗脫量達(dá)到最高,當(dāng)接到第4 BV時(shí)銀杏酚酸量開始極少,從成本及純度等角度綜合考慮,確定選用4 BV 90%乙醇為最佳洗脫劑用量。
取3根不同規(guī)格的層析柱,使相同體積大孔樹脂濕法裝柱后徑高比分別為1∶4,1∶6,1∶8,取相同濃度相同體積銀杏酚酸原料液,1 BV/h上樣,2 BV 70%乙醇除雜,4 BV 90%乙醇洗脫,收集洗脫液,旋干為浸膏測銀杏酚酸含量,結(jié)果見圖6。
圖6 樹脂徑高比篩選結(jié)果Fig.6 Screening results of resin diameter-to-height ratio
由圖6可知,當(dāng)徑高比為1∶6和1∶8時(shí)銀杏酚酸含量都較高,但從成本及效果綜合考慮,確定1∶6為最佳樹脂徑高比。
精密稱取3份100 g銀杏葉提取物廢渣,用甲醇料液比為1∶12,溫度40 ℃,加熱回流提取 90 min,濃縮提取液得到銀杏酚酸提取浸膏。用 200 mL 熱水溶解提取浸膏,按料液比1∶2加入乙酸乙酯萃取2次濃縮得到銀杏酚酸萃取浸膏。用70%乙醇溶解萃取浸膏得銀杏酚酸上柱液。分別精密量取200 mL HPD-5000樹脂,濕法裝柱到徑高比為1∶6 的層析柱中,上樣流速為1 BV/h,2 BV 70%乙醇除雜,4 BV 90%乙醇洗脫,收集洗脫液,旋干為浸膏測銀杏酚酸含量,相關(guān)數(shù)據(jù)見表2、表3。
表2 銀杏酚酸提純工藝驗(yàn)證(n=3)Table 2 Validation of ginkgolic acid purification process
表3 銀杏酚酸提純含量驗(yàn)證(n=3)Table 3 Validation of purified content of ginkgolic acid
由表2、表3可知,3次平行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的RSD值為1.77%,小于2%,說明該銀杏葉提取物廢渣中銀杏酚酸HPD-5000樹脂分離工藝驗(yàn)證重復(fù)性好,工藝穩(wěn)定可行。
本文以銀杏葉提取物生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的水沉廢渣為原料,采用大孔吸附樹脂方法分離純化工藝研究。對(duì)HPD-5000、LX-60、AB-8、DM130、DA201 5種型號(hào)樹脂進(jìn)行靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn),綜合考察,選用HPD-5000型樹脂作為銀杏葉提取物廢渣中分離銀杏酚酸的吸附樹脂。確定分離純化工藝為:以HPD-5000型樹脂為柱層析樹脂,上樣流速1 BV/h,洗脫劑乙醇濃度為70%除雜、90%洗脫,90%乙醇洗脫劑體積為4 BV,樹脂徑高比1∶6。該工藝可以將銀杏葉提取物廢渣中17%銀杏酚酸含量有效提升至77.87% 。
銀杏葉提取物廢渣中銀杏酚酸的提取工藝目前相關(guān)報(bào)道極少,本實(shí)驗(yàn)采用大孔吸附樹脂的方法對(duì)銀杏葉提取物廢渣中銀杏酚酸進(jìn)行分離純化,結(jié)果顯示大孔樹脂純化后銀杏酚酸富集效果明顯。該工藝操作簡單,周期短,樹脂可重復(fù)利用,有利于銀杏葉藥材資源綜合開發(fā)利用及生產(chǎn)。