大孔吸附樹脂純化山藥總皂苷的工藝研究

平 靜， 李 清， 陳曉輝， 畢開順

(沈陽藥科大學中藥學院，遼寧沈陽110016)

山藥Dioscoreae Rhizoma為薯蕷科植物薯蕷Dioscorea opposita Thumb的干燥根莖，收載于《中國藥典》2010年版一部，但其項下僅有性狀、鑒別和炮制等項目［1］。山藥藥性甘平，歸脾、肺、腎經。具有補脾養胃、生津益肺、補腎澀精之功效，化學成分主要有蛋白質、氨基酸、脂肪酸類化合物、多糖類化合物、微量元素、皂苷類化合物［2-4］。目前國內外對山藥的研究以多糖為主要研究對象，而對其皂苷類成分研究報道很少［5-7］，迄今為止尚無對山藥總皂苷的純化工藝研究報道。皂苷類化合物主要含有薯蕷皂苷(dioscin)、原屬于皂苷(protodioscin)，現代研究證實其抗腫瘤、抗炎、心血管保護等活性顯著，具有很高的藥用價值［8-12］。因此，富集純化皂苷類化合物具有廣泛意義。本實驗通過優化山藥總皂苷大孔吸附樹脂純化工藝研究，為山藥資源的開發利用提供科學依據。

1 儀器與試藥

UV-265FW紫外可見分光光度計(日本島津公司);HY-4調速多用振蕩器(大地自動化儀器廠);RE-52型旋轉蒸發儀(上海亞榮生化儀器廠);KQ5200B型超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司)。

山藥飲片(河南省焦作市中藥材飲片廠，經沈陽藥科大學賈英副教授鑒定為正品);薯蕷皂苷對照品(實驗室自制，純度 ＞98%);大孔吸附樹脂 AB-8，HPD100，HPD300，HPD600(滄州寶恩化工有限公司)和D101(天津市瑞金特化學品有限公司);水為重蒸水，無水乙醇、甲醇、香草醛、冰醋酸、高氯酸均為分析純。

2 方法與結果

2.1 山藥總皂苷UV-VIS分光光度法測定方法的建立 取薯蕷皂苷對照品10 mg，精密稱定，置50 mL量瓶中，加甲醇溶解，并稀釋至刻度，搖勻，即得對照品溶液。精密量取對照品溶液1 mL置具塞試管中，揮干溶劑，精密加入新鮮配制的5%香草醛-冰乙酸溶液 0.2 mL，高氯酸0.8 mL，加塞，于60℃水浴中反應15 min，取出，冷卻至室溫，精密加入冰乙酸5.0 mL，搖勻，以相應試劑為空白，采用島津UV-265FW紫外可見分光光度計在455 nm波長下測定吸光度。精密量取對照品溶液 0、0.3、0.6、0.9、1.2、1.5 mL，分別置具塞試管中，按相同方法處理后，在455 nm波長處測定吸光度，以吸光度為縱坐標，質量為橫坐標，繪制標準曲線。得到回歸方程為y=2.964 x+0.0155，r=0.9997，線性范圍為 0.0612 ～0.3060 mg。

2.2 山藥乙醇粗提物的制備 稱取山藥飲片粉末(過40目篩)200 g，用30倍體積60%乙醇回流提取3次，每次2 h，過濾殘渣，合并濾液，蒸干溶劑，制備成山藥乙醇粗提物，干燥保存，用于以下工藝研究。

式中:C0為吸附前溶液中皂苷初始質量濃度(mg/mL);C1為吸附后溶液中皂苷質量濃度(mg/mL);C2為解吸液中皂苷質量濃度(mg/mL)。

表1 不同型號大孔吸附樹脂對總皂苷的吸附解吸性能

由表1可知，AB-8的吸附率最高，HPD600的解吸率最高，AB-8次之，然而HPD600的吸附率最低，綜合考慮，采用AB-8大孔吸附樹脂純化山藥總皂苷。

2.4 AB-8大孔吸附樹脂上樣吸附時間的考察 分別準確稱取0.5 g預處理過的AB-8大孔吸附樹脂置于6個100 mL三角瓶中，分別加入含山藥總皂苷1 mg的粗提物水溶液，靜置 0.5、1、2、4、6、8 h。測定吸附后的皂苷質量濃度，計算吸附率。見圖1。

如圖1所示，吸附時間達4 h前，山藥總皂苷的吸附率明顯提高，而4 h之后則無明顯增加，因此，上樣吸附時間確定為4 h。

2.5 AB-8大孔吸附樹脂動態吸附量的考察 山藥總皂苷樣品液(0.1176 mg/mL)按體積流量1.5 BV/h不斷加入到預處理的AB-8大孔吸附樹脂柱，柱體積為40 mL，每10 mL收集1個流份，測定每個流份中山藥總皂苷的量，繪制動態泄漏曲線。見圖2。

圖1 AB-8大孔吸附樹脂上樣吸附時間的考察

圖2 AB-8大孔吸附樹脂動態吸附量的考察

如圖2所示，隨著上樣量的增加，流出液中總皂苷的量也隨之增加，當加樣量達到200 mL時，即總皂苷加入23.52 mg時，流出液中總皂苷量達到穩定，即大孔樹脂動態吸附達到飽和，繼續上樣會導致總皂苷隨流出液流出而損失，由此確定動態最大上樣量。

2.6 AB-8大孔吸附樹脂上樣質量濃度的考察 經預處理的AB-8樹脂濕法裝柱，柱體積為40 mL，分別加入山藥總皂苷質量濃度為2、4、6、8 mg/mL的粗提物水溶液(總上樣量為20 mg)，上樣吸附時間為4 h，分別測定流出液中總皂苷質量濃度，計算吸附率。見圖3。

圖3 AB-8大孔吸附樹脂上樣質量濃度的考察

如圖3所示，隨著上樣質量濃度的增加，樹脂對山藥總皂苷的吸附能力有所下降，當上樣質量濃度為4 mg/mL時吸附率最高，因此，上樣質量濃度確定為4 mg/mL。

2.7 AB-8大孔吸附樹脂洗脫溶劑的考察 經預處理的AB-8大孔吸附樹脂濕法裝柱，柱體積為40 mL，加入含山藥總皂苷20 mg的粗提物水溶液，上樣吸附時間為4 h，依次用蒸餾水，15%、30%、50%、70%、95%乙醇溶液各4 BV洗脫，每個濃度收集為一個流份，分別測定各洗脫流份中總皂苷的質量。見表2。

表2 AB-8大孔吸附樹脂洗脫溶劑的考察 (n=3)

由表2可知，水和15%乙醇幾乎不能把山藥總皂苷洗脫下來，30%，50%，70%乙醇對于山藥總皂苷均有一定的洗脫能力，其中50%的乙醇洗脫能力最強，而且把皂苷基本洗脫完全。因此，確定首先以水和15%乙醇洗去雜質，再以50%乙醇進行洗脫。

2.8 AB-8大孔吸附樹脂洗脫體積的考察 經預處理的AB-8大孔吸附樹脂濕法裝柱，柱體積為40 mL，加入含山藥總皂苷20 mg的粗提物水溶液，上樣吸附時間為4 h，先用蒸餾水洗至無色，再用15%乙醇洗去雜質，然后用50%乙醇進行洗脫，洗脫液每40 mL(一個柱體積)為一個收集單位，至流出液無皂苷反應，分別測定每份洗脫液中總皂苷的質量。見表3。

表3 AB-8大孔吸附樹脂洗脫體積的考察 (n=3)

由表3可知，5 BV即可將皂苷洗脫完全，因此，確定洗脫體積為5 BV。

2.9 AB-8大孔吸附樹脂洗脫體積流量的考察 經預處理的AB-8樹脂濕法裝柱，柱體積為40 mL，加入含山藥總皂苷20 mg的粗提物水溶液，上樣吸附時間為4 h，先用蒸餾水洗至無色，再用15%乙醇出去雜質，然后用50%乙醇洗脫5 BV，洗脫體積流量分別為 1.5、3、5、7 BV/h，收集洗脫液，分別測定每份洗脫液中總皂苷的質量。見圖4。

圖4 AB-8大孔吸附樹脂洗脫體積流量的考察

由圖4可知，隨著洗脫流速的增加，解吸率有明顯降低，因此，增加流速并不能提高山藥總皂苷的解吸效率，應選擇1.5BV/h 較為適宜。

2.10 AB-8大孔吸附樹脂上樣pH值的考察 經預處理的AB-8樹脂濕法裝柱，柱體積為40 mL，加入含山藥總皂苷20 mg的粗提物水溶液，上樣pH分別為4，7，9，上樣吸附時間為4 h，先用蒸餾水洗至無色，再用15%乙醇除去雜質，然后用50%乙醇洗脫5 BV，洗脫體積流量為1.5 BV/h，收集洗脫液，分別測定每份洗脫液中總皂苷的質量。見圖5。

圖5 AB-8大孔吸附樹脂上樣pH值的考察

由圖5可知，上樣pH對吸附率的影響并不明顯，考慮操作簡便，節省成本，山藥總皂苷的上樣pH值選為7。

2.11 驗證試驗 按以上工藝優化結果進行驗證試驗，結果見表4。結果表明該工藝穩定可行，總皂苷質量分數達到52.1%。

表4 驗證試驗結果 (n=3)

3 討論

3.1 山藥中皂苷多為甾體皂苷，由非極性的甾體苷元和極性的糖基組成，整個分子顯示強極性，而在水溶液中苷元部分可通過疏水作用與樹脂的疏水表面相吸附。因此，皂苷類既可以被非極性樹脂吸附，也可以被極性的樹脂吸附。本試驗結果表明，弱極性樹脂對山藥中皂苷的吸附較強。

4.2 本試驗通過對大孔吸附樹脂純化山藥總皂苷工藝的研究，確定純化工藝為:采用AB-8型大孔吸附樹脂進行純化，上樣pH為7，上樣吸附時間為4 h，上樣質量濃度為4 mg/mL，洗脫體積流量為1.5 BV/h，經水和15%乙醇除去雜質，然后用50%乙醇洗脫5 BV。經驗證試驗結果表明，在該工藝下，總皂苷質量分數可達50%以上。

4.3 中藥成分較復雜，通過現代中藥純化技術，可使中藥提取物的純度提高，從而提高療效，降低不良反應。大孔吸附樹脂法純化中藥，為進一步成型工藝及質量控制提供便利形式。本試驗采用AB-8大孔吸附樹脂純化山藥總皂苷吸附效果好、解吸附條件溫和，使有效成分高度富集，穩定性好，受pH、溫度和其他因素影響小，容易再生、可以多次反復使用，具有較廣闊的工業生產應用前景。

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