杜仲膠不同提取分離工藝的比較研究

雷燕妮，張小斌，甘全明，陳冬平，李多偉，5，陳書存

(1.商洛學院 生物醫藥與食品工程學院，陜西 商洛 726000；2.陜西秦嶺特色生物資源產業技術研究院，陜西 商洛 726000；3.商洛學院 健康管理學院,陜西 商洛 726000；4.西安宇沐生物技術研究院有限公司，陜西 西安 710068；5.西北大學 生命科學學院，陜西 西安 710069；6.商洛市中醫醫院，陜西 商洛726000)

杜仲為杜仲科杜仲屬植物杜仲(EucommiaulmoidesOliv.)[1]。杜仲籽殼、皮和葉中富含工業原料-天然杜仲膠。從結構層面看，杜仲膠與天然三葉橡膠很像，二者是同分異構體，種類都是烯烴類。杜仲膠有許多特征鮮明的方面，比如其形態隨著溫度改變會發生很大改變，在正常室溫下性質與塑料相仿，環境溫度超過60°時，會隨著溫度的升高形變量增加，因此，現在很多行業都將其作為記憶性功能材料，其在醫學領域的發展前景不可估量[2-4]。目前利用杜仲籽殼、皮和葉提取分離杜仲膠的方法有很多，這種提取途徑得到了很多研究者的青睞[5-7],但是有關采用亞臨界提取杜仲膠的方法甚少。本文以杜仲籽殼、皮和葉為原料,采用直接提取法、酶解提取法和亞臨界提取法進行比較研究，以尋找出適合于工業化生產的杜仲膠提取新工藝。

1 儀器與材料

1.1 儀器

江蘇昆山超聲儀器公司KQ-50DB 超聲清洗器；上海亞蓉生化儀器廠R50 2B旋轉蒸發器；上海醫療器械五廠H·H·S21-6C電熱恒溫水浴鍋；SHZ-D(Ⅲ)循環水式真空泵；101A-2真空干燥箱；天津市泰斯特儀器有限公司LD5-10高速離心機；FZ102植物粉碎機；德國賽多利斯ME235S-電子分析天平。

1.2 試藥

杜仲葉、皮、殼的提供單位是陜西略陽縣的華瑞杜仲有限責任公司，鑒定過程的執行方為西北大學的生命科學學院，流程較為縝密。石油醚、甲醇、丙酮均為國產分析純。

2 方法與結果

2.1 方法

2.1.1 杜仲膠純度的測定[8]準確稱取0.5 g杜仲膠，以丙酮抽提至無色，于70～75℃烘箱中烘干。用鉻酸氧化杜仲膠，蒸出生成的乙酸，用NaOH滴至終點，依下式計算出杜仲膠的純度。

式中，V—標準的NaoH用量(ml); N—標準Na0H的摩爾濃度;w—樣品質量(g);0.090 8—換算常數。

2.1.2 杜仲膠生產工藝流程

2.1.2.1 杜仲葉、皮、殼直接法提取杜仲膠。取杜仲葉、皮或殼500 g用10倍量水超聲提取45 min，過濾，濾液用于分離綠原酸、黃酮，濾渣烘干，用溶劑熱回流提取，濃縮，析晶，脫色，重結晶，干燥得杜仲精膠。

2.1.2.2 杜仲葉、皮、殼酶解法提取杜仲膠 取杜仲葉、皮或殼500 g加輔料及水拌料，接入曲子后拌勻，壓實、覆蓋，保溫發酵培養，3～5 d后加水至料面，保溫水解2～3 d，過濾、濾渣在用6倍量水超聲提取30 min，過濾，濾液合并用于分離綠原酸、黃酮，濾渣烘干，揉搓除雜獲得粗膠絲，粗膠絲溶劑熱回流提取，濃縮，析晶，脫色，重結晶，干燥得杜仲精膠。

2.1.2.3 杜仲葉、皮、殼亞臨界提取杜仲膠 取杜仲葉、皮或殼500 g用10倍量水超聲提取45 min，過濾，濾液用于分離綠原酸、黃酮，濾渣烘干，用亞臨界超聲提取，濃縮，析晶，脫色，重結晶，干燥得杜仲精膠。

2.2 結果

2.2.1 杜仲葉、皮、殼直接法提取與酶解法提取杜仲膠浸出率的比較 杜仲葉、皮、殼直接法提取與酶解法提取杜仲膠浸出率見表1、2。

表1 杜仲葉、皮、殼直接法提取與酶解法提取杜仲膠浸出率的比較

從表1可以看出：500 g杜仲葉經水超聲提取后殘渣和500g杜仲葉經酶解、超聲提取后殘渣再經過干燥，揉搓，除雜處理，這兩種方法都使用了非常充足的溶劑，并且其提取時間也足夠，在這種情況下，前者的提取率為葉1.34%和1.41%，皮6.84%和7.09%，殼9.02%和9.35%，后者比前者僅高出葉5.22%、皮3.65%、殼3.66%左右，這個結果告訴我們，想要將其中的杜仲膠盡可能多的提取出來，必須具備足量的溶劑并且保證提取時間充足，滿足這兩點基本可以保證最大量的收集到浸出的杜仲膠，不過在實際的操作過程中，時間的過度浪費，會導致投入成本的增加，尤其是易燃易爆石油醚的大量使用，勢必造成生產的危險性和不易操作性。

從表2可以看出：500 g杜仲葉經水超聲提取后殘渣和500 g杜仲葉經酶解、超聲提取后殘渣在經過干燥，揉搓，除雜處理，兩者都在利用劑量不充足的溶劑與非常緊張的時間，在這一前提下，提取率葉1.26%和0.63%，皮6.72%和3.25%，殼8.83%和4.15%，前者比后者高出葉50.00%、皮51.64%、殼53.00%左右，說明杜仲葉、皮、殼經過一系列的處理過程，包括酶解與除雜等化學過程，也包括干燥與揉搓等物理過程，經過這一系列的過程后，其效果會出現很大區別，酶解過程讓許多多糖類物質轉化成了結構較為簡單的單糖，破壞細胞壁等結構，而后期經過揉搓等物理過程，粗膠絲的狀態大多裸露在外面，這會增加膠體的浸出率，就可以使用更少的時間達到更好的效果，有效緩解了在實際的生產過程中浪費過多的時間，從一定角度來說大大減少了成本投入，尤其是易燃易爆石油醚使用量的減少，降低了生產的危險性和不易操作性。

表2 杜仲葉、皮、殼直接法提取與酶解法提取杜仲膠浸出率的比較

2.2.2 杜仲葉、皮、殼酶解法與亞臨界法提取杜仲膠浸出率的比較 杜仲葉、皮、殼酶解法與亞臨界法提取杜仲膠浸出率見表3。

表3 杜仲葉、皮、殼酶解法與亞臨界法提取杜仲膠浸出率的比較

從表3可以看出：500 g杜仲葉經酶解、超聲提取后殘渣再經過干燥，揉搓，除雜處理后，用溶劑提取與500 g杜仲葉經水超聲提取后殘渣干燥后，再用亞臨界提取，兩者杜仲膠得率分別為葉1.26%和1.45%，皮6.72%和7.86%，殼8.83%和10.25%，后者比前者高出葉15.08%、皮16.96%、殼17.21%左右，說明亞臨界法明顯優于酶解法，雖然酶解法已優于直接法50%以上，且具有省溶劑、省時間的優點，但是，在提取過程中仍需要使用大量易燃易爆的石油醚溶劑，而亞臨界法使用不易燃易爆的R134 a為溶劑，降低了生產過程的危險性，且具有提取率高、省時、減少了濃縮過程的優點，大大增加了產能，使杜仲膠可實現真正的產業化。

2.2.3 杜仲葉、皮、殼直接法、酶解法與亞臨界法提取杜仲膠提取率、含量的比較 杜仲葉、皮、殼直接法、酶解法與亞臨界法提取杜仲膠提取率、含量的比較見表4。

表4 杜仲葉、皮、殼直接法、酶解法與亞臨界法提取杜仲膠提取率、含量的比較

從表4可以看出：從純度上看，酶解法優于亞臨界法，亞臨界法優于直接法；從純膠量上看，亞臨界法優于酶解法，酶解法優于直接法；亞臨界法膠平均含量高于95%，已符合產品質量要求，鑒于亞臨界法可規模化生產的特殊優點，建議在杜仲膠工業化生產中采用。

3 討論

(1)杜仲葉、皮、殼提取分離杜仲膠亞臨界法高于酶解法平均15%以上，酶解法高于直接法平均50%。

(2)杜仲葉、皮、殼提取分離杜仲膠優化生產工藝確定為：杜仲葉、皮、殼經水超聲提取杜仲有效成分后，殘渣在經烘干，亞臨界超聲提取，濃縮，析晶，脫色，重結晶，干燥得杜仲精膠。

(3)亞臨界超聲提取杜仲膠具有提取率高、省時、省溶劑，使用不易燃不易爆的R134a使生產大大降低了危險性，亞臨界超聲提取器具有生產量大的優點可使杜仲膠生產真正實現規模化生產。