甾体皂苷的提取分离

天然产物研究与开发　2005　V ol 117　N o 11NAT URA L PRODUCT RESE ARCH AND DE VE LOPME NT 收稿日期:2004205225 接受日期:2004207223 基金项目:天津市高等学校科技发展基金项目(20031210)1　3通讯作者T el :86222260270043;Email :zhanglmd @yahoo 1com 1cn胡芦巴水溶性甾体皂苷的提取分离工艺研究张黎明3,徐　玮,杜连祥(天津科技大学生物工程学院,天津300222)摘　要:以薯蓣皂苷元的提取率为指标,应用L 9(34)正交试验设计优化了从脱多糖、脱脂胡芦巴豆粉中提取甾体皂苷的工艺条件,并且筛选了ZT C 澄清剂对胡芦巴甾体皂苷水提取液的澄清条件。

实验结果表明,影响水提取的主次因素为:提取次数>提取温度>固液比>提取时间;最佳水提取条件为:固液比为1:10,在70℃下提取3次,每次120min 。

得出胡芦巴种子水提取液的澄清条件如下:ZT C1+1澄清剂的加入次序是先加B 组分再加入A 组分;澄清剂B 和A 的最佳用量分别为110g/L 和015g/L ;加入组分A 或B 后在80℃下作用30min 即可达到澄清目的。

关键词:胡芦巴种子;水提取;甾体皂苷;ZT C1+1澄清剂中图分类号:R284.2;Q946.83 Studies on Extracting Technology of W ater 2solubleSteroidal Saponins from Fenugreek SeedsZH ANGLi 2ming 3,X U Wei ,DU Lian 2xiang(School o f Bioengineeringm ,Tianjin Univer sity o f Science and Technology ,T ianjin 300222,China )Abstract :Using the remainder of fenugreek seeds with separated endosperm as the raw material ,the optimum extraction condi 2tions of steroidal saponins were investigated by orthog onal design and with the extracting rate of diosgenin as index 1The clarify 2ing conditions of steroidal saponins aqueous s olution was als o selected by using ZT C flocculating method 1The results show that the factors in fluencing extraction efficiency were as follows :extraction times >temperature >ratio of feeding stock weight to the v olume of s olvent >duration of extraction 1The optimum extraction condition obtained was :adding 10times of water v olume as much as that of sample and extracting for 120min at 70℃(totally extracting for 3times )1The adding sequence of ZT C1+1natural clarifying agent was clarifier B before clarifier A 1The optimum am ount of ZT C clarifier was 110g/L for clarifier B ,and 015g/L for clarifier A 1The clarifying time after adding clarifier B and A was 30min 1Under these conditions ,the steroidal saponins aqueous s olution w ould become clarify and stability 1K ey w ords :Fenugreek seeds ;water 2extracting ;steroidal saponins ;ZT C 1+1natural clarifying agent 胡芦巴系豆科植物胡芦巴(Trigonella foenum 2graecum L 1)的种子,又名香豆子、芦巴子等。

1.木脂素：一类由两分子苯丙素衍生物（即C6-C3单体）聚合而成的天然化合物，多数呈游离状态，少数与糖结合成苷而存在于植物的木部和树脂中。

2.氰苷：主要指具有α-羟基腈的苷。

3.酚苷：是苷元分子中的酚羟基与糖的端基碳原子缩合而成的苷。

4.萜：指具有（C5H8）n通式以及其含氧和不同饱和程度的衍生物，可以看成是由异戊二烯或异戊烷以各种方式连结而成的一类天然化合物。

5.双皂苷：由6个异戊二烯单位、30个碳原子构成的，组成的糖既有中性糖也有酸性糖，组成的糖含有两条糖链的苷类化合物。

6.香豆素：香豆素是具有苯骈α-吡喃酮母核的一类天然化合物的总称，在结构上可以看成是顺邻羟基桂皮酸失水而成的内酯。

7.甾体皂苷：是一类螺旋甾烷及其生源相似的甾族化合物的低聚糖。

8.鞣质：指植物界存在的一类能与蛋白质结合生成水不溶性沉淀的结构复杂的多元酚类化合物。

简单题：1.如何预试某中药中是否含有脂溶性生物碱？答：利用吸附薄层色谱法检识是否含有脂溶性生物碱。

因为硅胶和氧化铝薄层色谱适用于分离和检识脂溶性生物碱。

尤其是氧化铝的吸附力较硅胶强，更适合于分离亲脂性较强的生物碱。

2.鞣质可分为哪些类型？分类依据是什么？答：（1）可水解鞣质（2）综合鞣质依据是它们的水解情况。

3.如何用化学反应鉴别3-羟基黄酮与5-羟基黄酮？答：锆盐－枸橼酸反应：加2%二氯氧锆(ZrOCl)的甲醇溶液到样品的甲醇溶液中，若出现黄色，说明有3-OH或5-OH与锆盐生成络合物，再加入2%的枸橼酸的甲醇溶液，黄色不退，示有3-OH，如果黄色减退，加水稀释后转为无色，示无3-OH，但有5-OH。

4.一般情况下，生物碱盐的溶解度有什么特点？┌氮原子的存在状态││分子的大小│·影响生物碱溶解度的因素┤功能团的种类││功能团的数目│└溶剂的种类·溶解性┌亲脂性│(数量多，易溶于低极性有机溶剂，可溶于极性较大的有机溶剂，难溶或不溶水。

)│游离生物碱┤│└水溶性(数量少，易溶于水、酸水和碱水，可溶极性大的有机溶剂。

甾体皂苷提取分离方法甾体皂苷( steroidal saponins) 是天然产物中一类重要的化学成分,大多都具有一定的生理活性,在天然产物化学研究中日趋活跃。

据不完全统计,超过90 个科的植物含有甾体皂苷,尤以单子叶植物的百合科、石蒜科、薯蓣科和龙舌兰科等植物报道最多。

由于含甾体皂苷成分的动植物药有相当的疗效。

所以,人们在应用和研究方面越来越广泛。

例如: Dracaena draco 被用于抗腹泻和止血[1],蒺藜用于治疗眼病、浮肿、腹胀、高血压、皮癣和气管炎[2], Chlorophytum malayense 对肿瘤有潜在的细胞毒活性[3], A gave americana有通便和利尿的作用[4], Solanum nigrum 在中国和日本用于对各种癌症的治疗[5],白首乌民间用于滋补药膳,是一种有前途的抗衰老药物[6],虎眼万年青民间用于抗肿瘤[7],西陵知母用于治疗烦热消渴,骨蒸劳热,肺热咳嗽等[8]。

本文就甾体皂苷的提取分离方法做一简单综述。

甾体皂苷类化合物由于连有糖残基, 一般有较强的极性, 易溶于水、甲醇、乙醇等极性溶剂, 不易溶于氯仿、乙醚等非极性溶剂。

甾体皂苷不易形成结晶（苷元例外）,且有时结构相似，给分离带来一定困难。

甾体皂苷提取分离基本步骤为粗提、除杂、分离。

1、提取目前, 实验室最常用不同浓度的工业乙醇或甲醇提取。

也有用水作为溶剂的, 如:Jianying zhang 等用80 - 85℃的水从Anemarrhena asphodeloides 的根状茎中提取到六种甾体皂苷[9]。

也可以先用氯仿、石油醚等强亲脂性溶剂处理中草药原料, 然后用乙醇为溶剂加热提取, 冷却提取液, 多数甾体皂苷由于难溶于冷乙醇而作为沉淀析出[10]。

2、除杂方法无论是用水还是醇作为溶剂提取所得到的皂苷,多还包含许多杂质, 如无机盐、糖类、鞣质、色素等, 尚需要进一步精制。

2.1 液液萃取法这是一种最普遍的皂苷除杂方法, 利用皂苷一般极性较大, 易溶于水而其中的一些杂质极性较小易溶于非极性溶剂的性质来去除一些脂溶性的杂质。

皂苷皂苷概述皂苷是苷元为三萜或螺旋甾醇类化合物的一类糖苷。

苷元为三萜类化合物则称为三萜皂苷，如为螺旋甾烷类化合物则称为甾烷皂苷。

皂苷类化合物主要分布于陆地高等植物中，其中甾体皂苷主要存在于薯蓣科、百合科和玄参科等;三萜类皂苷主要存在于五加科、豆科、远志科及葫芦科等。

有许多植物的皂苷含量很高，如甘草根含有2%-12%的皂苷，皂树皮含有10%的皂苷，七叶树种子含有高达13%的七叶皂苷，薯蓣的球状根茎含有丰富的甾体皂苷，是人工合成激素的重要原料。

此外，海星、海参等海洋生物也存在皂苷类化合物。

皂苷根据苷元连接糖链数目的不同，可分为单糖链皂苷，双糖链皂苷及三糖链皂苷。

在一些皂苷的糖链上，还通过酯键连有其他基团。

在皂苷的化学结构中，由于苷元具有不同程度的亲脂性，糖链具有较强的亲水性，使皂苷成为一种表面活性剂，用力振荡其水液可产生持久性的泡沫。

一些富含皂苷的植物提取物被用于制造乳化剂、洗洁剂及发泡剂等。

此外，一些皂苷对细胞膜具有破坏作用，表现出毒鱼、灭螺、溶血、杀精及细胞毒等活性。

皂苷的表面活性作用受其连接糖链数日的影响，一般单糖链皂昔的溶血，灭螺作用更强，双糖链皂苷的作用稍弱。

皂苷的溶血作用也与昔元有关，如以人参三醇为昔元的皂昔其有明显溶血作用，而以人参二醇为苷元的人参皂苷则具有抗溶血作用。

可用一些颜色反应对皂苷进行初步鉴定，最常用的颜色反应为Liebermann-Burchard反应，其方法如下：在试管中将少量样品溶十乙酸酐，再沿试管壁加入浓硫酸，如两层液体交界面呈紫红色则为阳性反应。

1 皂苷的存在形式和分布皂苷由皂苷元和糖、糖醛酸或其他有机酸所组成。

组成皂苷的糖常见的有：葡萄糖、半乳糖、鼠李糖、阿拉伯糖、木糖和其他戊糖类。

根据苷元又可分为两大类：三萜类皂苷和类固醇类皂苷。

三萜又可分为四环三萜和五环三萜，其中以五环三萜为常见。

四环三萜型皂苷中以达玛烷型皂苷研究较多，且较深入；五环三萜型皂苷中作药用的以齐墩果烷型皂苷研究最多。

甾体皂苷的分离方法甾体皂苷是一类具有广泛生物活性的天然产物，具有抗炎、抗肿瘤、降血脂、降血糖等多种药理作用。

因此，对甾体皂苷的分离方法的研究具有重要的意义。

本文将从甾体皂苷的来源、结构特点、分离方法等方面进行探讨。

一、甾体皂苷的来源甾体皂苷是一类广泛存在于植物中的天然产物，主要分布在葫芦科、番茄科、百合科、五加科、苦参科等植物中。

其中，葫芦科植物是甾体皂苷的主要来源，如苦瓜、冬瓜、丝瓜、黄瓜等。

此外，还有一些动物体内也含有甾体皂苷，如海参、海参皂苷等。

二、甾体皂苷的结构特点甾体皂苷是一类具有四环结构的化合物，其基本结构为甾核和糖基。

甾核是由四个环组成的，包括A环、B环、C环和D环。

其中，A 环和B环为六元环，C环为五元环，D环为六元环。

糖基则是由葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖等单糖组成的。

1. 薄层色谱法薄层色谱法是一种简单、快速、经济的分离方法，适用于甾体皂苷的初步分离和鉴定。

其原理是利用不同化合物在固定相和流动相之间的亲疏性差异，通过在薄层板上的分离实现。

常用的固定相有硅胶、氧化铝、纤维素等，流动相则是有机溶剂和水的混合物。

2. 柱层析法柱层析法是一种高效的分离方法，适用于甾体皂苷的纯化和分离。

其原理是利用不同化合物在固定相和流动相之间的亲疏性差异，通过在柱子中的分离实现。

常用的固定相有硅胶、氧化铝、纤维素等，流动相则是有机溶剂和水的混合物。

柱层析法还可以根据不同的分离原理分为正相柱层析、反相柱层析、离子交换柱层析等。

3. 高效液相色谱法高效液相色谱法是一种高效、快速、灵敏的分离方法，适用于甾体皂苷的纯化和分离。

其原理是利用不同化合物在固定相和流动相之间的亲疏性差异，通过在高效液相色谱柱中的分离实现。

常用的固定相有C18、C8、C4等，流动相则是有机溶剂和水的混合物。

高效液相色谱法还可以根据不同的分离原理分为正相高效液相色谱、反相高效液相色谱、离子交换高效液相色谱等。

4. 气相色谱法气相色谱法是一种高效、快速、灵敏的分离方法，适用于甾体皂苷的纯化和分离。

皂苷分离1、分段沉淀法：（适合于皂苷的分离）①原理：利用皂苷难溶于乙醚、丙酮等溶剂。

②操作：将粗皂苷先溶于少量甲醇或乙醇中，然后逐滴加入乙醚、丙酮或乙醚-丙酮（1：1）的混合溶剂（加入量以能使皂苷从醇溶液中析出为限），边加边摇匀，皂苷即可析出。

③分段沉淀法，逐渐降低溶剂极性，极性不同的皂苷就可分批沉出，从而达到分离的目的。

分段沉淀法虽然简便，但难以分离完全。

2、胆甾醇沉淀法①原理：皂苷可与胆甾醇生成难溶性的分子复合物（三萜皂苷与胆甾醇形成的复合物不如甾体皂苷与胆甾醇形成的复合物稳定）。

②操作：先将粗皂苷溶于少量乙醇中，再加入胆甾醇的饱和乙醇溶液，至不再析出沉淀为止（混合后需稍加热），滤过，取沉淀用水、醇、乙醚依次洗涤以除去糖类、色素、油脂和游离的胆甾醇，然后将此沉淀干燥后，用乙醚回流提取，胆甾醇被乙醚提出，使皂苷解脱下来，残留物即为较纯的皂苷。

但是，此法已经基本不被应用。

3、色谱分离法色谱法是目前分离三萜类化合物最常用的方法，通常采用多种色谱法相组合的方法。

①吸附柱色谱法；②分配柱色谱法；③高效液相色谱法；④大孔树脂柱色谱；⑤凝胶色谱法。

（1）吸附柱色谱法：①常用方法，可用于分离各类三萜化合物。

②依据所用的吸附剂性质的不同，分为正相吸附柱色谱和反相吸附柱色谱。

③正相吸附柱色谱的吸附剂常用硅胶。

④反相柱色谱通常以键合相硅胶Rp-18、Rp-8或Rp-2等为填充剂。

（2）分配柱色谱法：多用于分离皂苷，常用硅胶等作为支持剂，固定相为3%草酸水溶液等，流动相为含水的混合有机溶剂：如氯仿-甲醇-水，正丁醇-水等。

（3）高效液相色谱法：是目前分离皂苷类化合物最常用的方法，分离效能较高。

用于皂苷的分离制备一般采用反相色谱柱，以甲醇-水、乙腈-水等系统为洗脱剂。

（4）大孔树脂柱色谱：适用于皂苷的精制和初步分离。

操作：将含有皂苷的水溶液通过大孔树脂柱后，先用水洗涤除去糖和其他水溶性杂质，然后再用浓度由低到高的甲醇或乙醇依次进行梯度洗脱，极性大的皂苷可被l0%～30%的醇洗脱下来，极性小的皂苷则被50%以上的醇洗脱下来。

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试剂：乙醇、正丁醇、石油醚、乙酸乙酯、甲醇、水等。