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贵州铜仁“藤茶”药用成分提取工艺研究应用
日期:2019-01-02 00:00:00  浏览量:344

  贵州铜仁“藤茶”药用成分提取工艺研究应用

姚元勇

一、项目概况

(一)名称:贵州铜仁“藤茶”药用成分提取工艺研究应用

(二)委托单位:贵州苗药生物技术有限公司

(三)所属的社会服务类别:技术服务

(四)项目实施的时间:2017年9月-2019年12月

(五)项目实施的地点:贵州铜仁江口县

二、项目实施及完成情况

(一) 获得(争取)的过程

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(二)技术路线

本项目特色工艺--一种高效地提取纯化“藤茶”中二氢杨梅素工艺,其工艺技术路线如下:

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该工艺技术路线工艺流程简单,成本低,最终提取的二氢杨梅素纯度高(>95%),成品具有足够的活性,便于后续的生产使用。

(三)组织团队

                                      表1 团队人员

团队成员

教师

姓名

技术职务

学历

专业

学院

姚元勇

副教授

硕士研究生

化学

材料与化学工程学院

陈仕学

教授

硕士研究生

生物化学

材料与化学工程学院

张孟琴

副教授

硕士研究生

生物化学

材料与化学工程学院

卢忠英

讲师

硕士研究生

天然化学

材料与化学工程学院

邢明明

讲师

硕士研究生

生药学

材料与化学工程学院

张萌

讲师

硕士研究生

分析化学

材料与化学工程学院

学生

姓名

年级

专业

成果

学院

程小涛

2014

制药工程

一种提取工艺标准和一项“创青春”比赛省级三等奖

材料与化学工程学院

石宝国

2015

制药工程

材料与化学工程学院

何来斌

2016

制药工程

材料与化学工程学院

袁利军

2016

制药工程

材料与化学工程学院

王云洋

2016

制药工程

材料与化学工程学院

黄玉

2017

制药工程

材料与化学工程学院

闽昌忠

2017

制药工程

材料与化学工程学院

王光明

2017

制药工程

材料与化学工程学院

  1.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(四)项目实施
1.政策背景
2015年,国务院常务会议通过《中医药法(草案)》,并提交全国人大常委会审议,为中医药事业发展提供良好的政策环境和法制保障。2016年,中共中央、国务院印发《健康中国2030》规划纲要,作为今后15年推进健康中国建设的行动纲领,提出了一系列振兴中医药发展、服务健康中国建设的任务和举措。同年,国务院印发《中医药发展战略规划纲要(2016-2030年)》,把中医药发展上升为国家战略,对新时期推进中医药事业发展作出系统部署。另外,2016年12月,国务院新闻办首次发表了《中国的中医药》白皮书,明确指出中医药在经济社会发展中起着的愈发重要地位和作用。因此,基于国家《中国的中医药》白皮书振兴中医药发展的精神、贵州省“十二五”和“十三五”中医药发展规划的纲要精髓,在武陵山区拥有丰富中医药资源的背景之下,构建民族中医药与大健康产业全产业链新路径成为了整个武陵山区域发展的重要策略之一。
2.技术背景
藤茶属葡萄科,蛇葡萄属,学名为显齿蛇葡萄,味甘、淡,性凉,具有清热解毒、祛风湿、强筋骨、消炎、镇痛等功效,民间将其幼嫩茎叶制成保健茶,用于治疗感冒发热、咽喉肿痛、黄疸型肝炎、疱疖等症已有数百年的历史,是一种典型的药食两用植物,藤茶主要有效成分为黄酮类化合物,并以二氢杨梅素含量最高,研究表明,藤茶中总黄酮含量为23.4%~25.0%(质量分数),二氢杨梅素含量高达17.4%~20%,但与地理、气候环境等因素有关。然而,近年来国内外已有部分学者开展了从植物中提取二氢杨梅素的研究,在获取高纯度(>95%)的二氢杨梅素提取纯化工艺方面,现有的提取纯化工艺相对较为复杂,主要采用柱层分离-溶剂重结晶(1-2次,产率:0.5-3%)、多次溶剂重结晶工艺(6-10次,产率:0.4-2%)、高效制备液相色谱法(产率:0.1-1%)等工艺,生产效率低,成本相对较高,不利于工业化生产。

3.实验室技术研究开发工作

(1)引种基地采摘原料--“藤茶”

该工作主要为每年4-5月份,铜仁学院“藤茶”引种基地,采摘藤茶嫩叶。

(2)“藤茶”嫩叶高温杀青、烘干及成品储存

   利用刚采摘的嫩叶,洗净,高温手工杀青,低温(40oC)烘干,并装入密封罐中。     

(3)“藤茶”中药用成分--二氢杨梅素的提取纯化工艺

  “藤茶”浸膏制备

利用乙醇对处理后的藤茶进行常温浸提,3-4次,合并浸提液,浓缩,得到浸膏。

‚ 洗脱剂的制备(自主研发)

利用石油醚、正己烷、乙酸乙酯、乙醇等溶剂,按照一定比例进行混溶。

ƒ “藤茶”中药效成分二氢杨梅素的提取

利用自主研发洗脱液对浸膏中二氢杨梅素进行梯度洗脱,获得粗品--二氢杨梅素

  1.  粗品--二氢杨梅素的纯化制备
    利用水-乙醇对粗品--二氢杨梅素进行重结晶   (1-2次)        

 

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⑤ 二氢杨梅素纯度检测

利用高效液相色谱法对产品进行纯度评价

 

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该产品二氢杨梅素提取率可达到17-23%,纯度可达到>95%。

4.实验室工作涉及人才培养、课程、专业的相关知识点和技能点:

(1)因涉及到天然药用植物学、天然产物提取分离及纯化、有机化学分子结构分析、溶剂选择性等相关知识点,做好该工作,需要熟练掌握《有机化学》课程中“物质与溶剂的相似相溶原理”、“分子结构分析”等课程内容;

(2)《有机化学》作为化学、制药工程、食品科学与工程等相关专业的核心基础课程,其重要性显而易见,因此需要团队成员认真学好该门课程,人才培养方案中亦应将该门课作为重要课程进行安排,给予足够的课时。

(3)在实验过程中,需掌握不同极性的溶剂的分类、减压浓缩技术、重结晶技术等基本实验室技能。

5.与企业洽谈合作

与贵州苗药生物技术有限公司合作,解决藤茶叶中二氢杨梅素高纯度的提取工艺。

6.项目实施过程遇到的困难及解决办法

项目实施过程中遇到的困难主要在于: (1) 二氢杨梅素的提取工艺,目前只停留在“克”级别,未能实现中试(公斤级)。(2)二氢杨梅素的药效功效没有得到明确,并用于相关产品的开发。

其中与“藤茶”相关的成绩有:大学生创业计划竞赛“酮谷科技有限责任公司”获2018年全国大学生“创青春”创业设计大赛三等奖(贵州赛区)和第三届“中国创翼”创业创新大赛贵州赛区三等奖(市级)。

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7.项目完成情况

(1)完成了大健康产业发展分析的调研

2)完成了藤茶生叶到粗成品的制作

3)完成了藤茶中药效成分-二氢杨梅素的提取纯化工艺

4)完成了二氢杨梅素的提取纯化工艺标准及纯度检测报告

三、项目取得的成果及效应

(一)科研成果

发明专利1项。

姚元勇,陈仕学,程小涛,石宝国,王云洋,何来斌等.一种具有纯化天然二氢杨梅素的制剂制备方法.(受理)

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(二)人才培养效应、学科建设效应

培养本科生8名,其中3人获得第十五届大学生科学技术“挑战杯”三等奖(省级)。已毕业的2名学生(2014级)目前在上海一家生物技术公司从事研发工作,其中一名担任公司研发部项目经理。

四、人才培养效应

通过项目课程《“藤茶”药用成分提取工艺研究应用》的开展,使在校专业本科生将实践学习与理论学习相互融合,相互渗透,从而实现学生应用能力实质上的提升。在项目课程开展期间,学生们利用《中药学》知识对地方性地道中草药进行识别,例如,显齿蛇葡萄藤本植物,(俗名:藤茶)。其次,通过对《天然产物》和《有机化学》理论课程学习,学生们掌握了显齿蛇葡萄藤本植物中主要成分的分子结构及化学性质,同时提出提取工艺思路及撰写研究方案。再次,学生们结合化学相关性质,如“相似相溶”原理,对研究对象进行药效成分的工艺提取研究,使学生掌握了提取工艺技能、分离纯化技能、分析检测技能。

1.社会效应

(1)借助铜仁市委重大决策项目“铜仁打造“梵净山珍,健康养生”品牌策略研究”和“生物医药与大健康产业全产业链路径研究”资金支持,充分地对铜仁区域进行实地调研,并充分地了解了大健康产业的发展现状及产业发展现状为铜仁市大健康产业的发展提供一定理论支撑。

该项成果得到了贵州省铜仁电视台报道:

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(2)利用梵净山引种的藤茶为原料,并对其中药用成分--二氢杨梅素进行提取纯化,为后续开发相关大健康保健产品提供技术支撑。

(3)为地方企业解决了关于天然植物中提取药效成分的技术问题,促进地方企业技术转型发展。

五、项目取得的主要经验及启示

(一)项目实施过程中应注意的关键事项、主要经验

本项目实施过程中有几个关键点,也取得了一些经验,主要有如下几点:

关键事项:

(1)选取地方特色产业进行开发,可有效为地方产业发展做出一定贡献;

(2)“打铁还需自生硬”;

(3) 主动与地方企业合作;

主要经验:

(1)负责人要带好队伍、明确职责、有效沟通、强化执行、团结协作;

(2)多与指导老师沟通、多查阅文献,这样才能做到事半功倍;

(3)大胆去想,谨慎求证。

(二)项目对人才培养、教学、科研的启示

1.国家层面:充分当地资源,为促进区域经济发展提供科学依据。

2.学校层面:提升社会服务能力,为学校树立了良好的形象。  

3.学生层面:将课堂理论知识与实际操作相结合,巩固了专业知识;培养了挑战自我的意识和团结互助的团队精神,培养了吃苦耐劳、勇敢顽强的品质;学生意识到多参加教师做课题和科研,可大大提高自己的综合水平。

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图8 团队合影

     (作者系铜仁学院材料与化学工程学院副教授 姚元勇)

 

               

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