人参エキスからジンセノシドを分離するには?

高麗人参は主に吉林省、遼寧省、黒龍江省、河北省、山西省、中国の他の場所の長白山で生産されている植物パナックス高麗人参c 。 a. meyの乾燥ルートです。それは伝統的で貴重な漢方薬です。現代の研究によると、高麗人参からは40種類以上のジンセノシド単量体が単離され、高麗人参多糖類、アミノ酸、タンパク質、高麗人参ジオール、ジンセノシドなどの有効成分が検出された。このうち、ギンセノシドは高麗人参の主な有効成分の一つで、心臓機能の保護、血糖値の低下、抗酸化、抗疲労、抗腫瘍などの薬理作用がある[1-3]。高品質のギンセノシドを得るために、合理的な抽出・分離方法を選択することが研究のホットスポットとなっている。

According to literature reports [4-5], traditional extraction and separation methods, such as decoction, percolation, Soxhlet extraction, and column chromatography, have played a significant role in the development of the traditional Chinese medicine pharmaceutical industry. However, these methods all have problems to varying degrees, such as long extraction cycles, high loss of effective ingredients, and low extraction efficiency. With the continuous development of modern science and technology, many new extraction and separation techniques have emerged, such as supercritical carbon dioxide extraction technology, microwave-assisted extraction technology, and ultrasonic extraction technology [6-7]. The use of these techniques not only reduces production costs, but also improves yields, providing technical guidance for the industrialization, precision, and automation of ginseng.

1抽出法

多くの問題を解決するためにextraction of ginseng, in recent years, research on new techniques for extracting traditional Chinese medicine has been very active in China, and considerable progress has been made. These techniques not only extract the maximum amount of ginsenosides from ginseng, but also avoid problems such as the loss of ginsenosides and the dissolution of inactive ingredients.

1.1マイクロ波抽出法

Microwave extraction has the advantages of simple equipment, time saving, high extraction rate, low investment, solvent saving and low pollution. Liu Yonglian [8] et al. used microwave extraction to extract ginsenosides from dried American ginseng roots, and found that the yield of ginsenosides was as high as 5.53%, which was 29% higher than that of ethanol reflux extraction, and the extraction time was 2% of that of ethanol reflux.

別の実験[9]では、マイクロ波抽出によるギンセノシドの抽出率は8%であり、従来の逆流法の2.67倍であることが確認された。zhang jingら[10]は、従来の逆流法の1.67倍である5.25%の抽出速度で、マイクロ波抽出法を用いてギンセノシドを抽出した。song yahui[11]等がマイクロ波抽出法を用いてギンセノシドを抽出した結果、この方法によるギンセノシドの抽出率は約8%であったのに対し、逆流法では3.27%であった。マイクロ波抽出は、熱安定性のある製品にのみ適していることは注目に値する。熱に敏感な物質の場合、マイクロ波加熱はこれらの成分の変性または不活性化につながる可能性があります。

1.2超音波抽出法

Ultrasonic extraction method uses a small amount of solvent, has high extraction efficiency, and does not affect the activity of ginsenosides. Ji Xiaohui [12] and others used ultrasonic extraction to extract ginsenoside Re from the stems and leaves of American ginseng, and the extraction rate was 2.77%, which is about 1.2 times that of the conventional water extraction method. Zheng Yi [13] and others used an ultrasonic method to extract ginsenosides, with an extraction rate of 8.13%, which is much higher than the 5.01% of the traditional extraction method. Jin Daming [14] and others used an ultrasonic method to extract ginsenosides, using a central composite design method to determine the optimal extraction conditions: ethanol concentration 64%, ultrasonic time 108min, solvent ratio 26mL / g. The total ginseng saponin extraction rate under these conditions was 5.23%, which confirmed that this method has the advantages of high extraction rate and low energy consumption compared to other traditional methods.

1.3超臨界流体抽出法

Supercritical fluid extraction technology is a new extraction method that is non-toxic, does not use residual solvents, is low-cost, and saves energy. Zhang Le [15] used supercritical fluid extraction technology to extract ginsenosides due to their low polarity. The extraction rate of ginsenosides was found to be about 2.76%, which was slightly lower than the conventional reflux extraction method (3.26%). Although this method is more difficult to extract highly polar saponins, it has the advantages of less pollution and no solvent residue when extracting rare saponins with low polarity, which is environmentally friendly and incomparable to the conventional reflux method.

Jiang Xiaoqing [16] and others used supercritical fluid extraction technology to extract ginsenosides Rh1 and Rh2 from ginsenosides. The results showed that the yields of ginsenosides Rh1 and Rh2 were 7.33% and 14.69%, respectively, which were higher than those of the traditional reflux extraction method. Another experiment proved [17] that after a specific surfactant was introduced into the extraction system, the extraction rate of ginsenosides reached 15.9%, which is 13.3 times higher than that without the addition of surfactant. Although this technology has the advantages of low-temperature operation, rapidity and environmental protection, it has problems such as high equipment investment, high production costs and safety. Therefore, attention should be paid to these problems when promoting and applying the method.

1.4酵素抽出法

Enzyme hydrolysis is a new technology used in recent years for the extraction of active ingredients from natural plants. The use of the right enzyme can gently break down plant tissue, accelerate the release of active ingredients, and thereby increase the extraction rate [18]. Zhang Ying [19] and others have demonstrated that the extraction of ginseng after treatment with laccase from the basidiomycete Trametes versicolor can significantly increase the extraction rate of total ginsenosides. This method improves the extraction rate by 65.31% compared to water extraction. Wang Ye [20] and others found that the enzymatic hydrolysis of lac enzyme increased the extraction rate of ginsenoside Re to 0.511%, which was 90.0% higher than the traditional heating reflux method. Wu Qing [21] and others used the cellulase method to extract ginsenosides from ginseng leaves and found that the ginsenoside extraction rate was as high as 6.29%. Although the enzymatic extraction method has the advantages of high catalytic efficiency and mild catalytic conditions, this technology has high requirements for enzymes and production conditions. Therefore, in future research work, it is necessary to strengthen the control of the generated products and establish the screening of special active enzymes.

1.5バイオミメティック抽出法

bionic extraction[22]は、phの異なる酸性水とアルカリ性水を使用して、人間の消化管の消化と操作をシミュレートし、バイオニックエキスを得るために順番に抽出します。ginsenosidesの抽出はでは、主としての原則に基づいて、「好きなはよう溶ける」であり、条件は整っ抽出溶剤」と一線を画しているように生理条件で—ヒトの消化器系について、サポニン成分は一般的に有効体外ででもは无効になるかつてそれら体内に入るとた。この現象に基づき、chen xin[23]は、バイオミメティクス溶媒と水を抽出溶媒としてジンセノシドを抽出し、バイオミミクリ抽出したジンセノシドの収率は61.31%で、水抽出法の収率54.26%よりも高いことを確認した。この方法は抽出速度が速く、生産サイクルが短く、伝統的な漢方薬の本来の機能を変更しないという特徴があるが、現在のところ熱に敏感な有効成分に一定の影響を与える熱抽出法である。したがって、この技術を使用する際には、一部の熱に敏感な有効成分の保護に注意する必要があります。

1.6他の方法

近年、銀瀬乃シド抽出技術の急速な発展により、上記抽出技術以外にも多くの技術が登場している。例えば、2相抽出法とは、2相の物質分布の違いを利用して抽出する新しい抽出法です。zhang ruら[24]は、2相抽出法を用いて高麗人参の根からギンセノシドを抽出し、このシステムにおけるギンセノシドの回収率が従来の抽出法よりも高いことを見いだした。マセレーション法:ギンセノシドは水溶性が高いため、すべての人参サポニンから抽出することができる。zhang chunhong[25]らは、マセレーション法を用いて、抽出速度8.33%のギンセノシドを抽出した。

Another experiment [26] proved that after ginseng was soaked for 48 hours using the maceration method, the extraction rates of ginsenosides Rb1, Rg1, and Re were 2.906%, 0.2450%, and 1.3420%, respectively. Reflux method: Wu Zhengzhong [27] and others used a reflux method to extract ginsenosides, with a total ginsenoside extraction rate of 5.52% and a total ginsenoside Rg1 and Re extraction rate of 0.2473%, which is higher than the traditional maceration method. High-pressure extraction method: Chen Ruizhan [28] and others used high-pressure extraction to extract ginsenosides from ginseng, and the results proved that the yield of ginsenosides extracted by high-pressure extraction was 7.76%, which was much higher than that of the traditional extraction method.

2. モノマーを分離して精製する方法

人参saponins are chemically unstable and are easily hydrolyzed in the presence of enzymes and acidic conditions. Currently, the methods for separating and purifying the ginseng saponin monomers include the separation and purification methods using macroporous adsorption resins, the high-speed countercurrent chromatography separation method, and the foam flotation separation method. These methods have the advantages of high separation and purification, good separation effect and fast speed, and have broad application prospects.

2.1マクロ多孔質吸着樹脂分離精製法

Xie Liling [29] et al. studied the purification process of ginseng total saponins through macroporous adsorption resin, and found that the total extraction rate of ginsenosides Rg1, Re and Rb1 obtained after separation and purification by macroporous resin was 0.989%. Another report [30] also demonstrated that the purity of ginsenosides extracted using weakly polar macroporous resin can reach more than 60%. Cai Xiong [31] and others confirmed that the elution rate of ginsenosides after enrichment and purification using macroporous resin was more than 90%. Liu Jihua [32] and others confirmed the use of macroporous adsorption resin to extract total ginsenosides from American ginseng pulp, and the total ginsenoside content exceeded 50%. Sun Chengpeng [33] and others used D101C macroporous adsorption resin to separate and purify total ginsenosides from ginseng roots, and the separation purity reached 94.62%. Although this method has a high separation purity, it also has certain limitations in application, and the separation targets are mainly concentrated on ingredients such as saponins and alkaloids. In application, a detection method for resin residues and cracking products should also be established, and reasonable limit standards should be formulated.

2.2高速逆電流クロマトグラフィー分離法

高速逆電流クロマトグラフィーは、近年開発された新しい分離技術です。サンプルの90%以上を分離することができます。調製量が多く、分離効果が良好で、速度が速いという利点があります。zhang min[34]らは、re、rg1、rg3の3つのギンセノシド単量体化合物を高速逆電流クロマトグラフィーを用いて分離し、hplcによって95%以上の純度が検出された。また、ある文献報告[35]によると、ギンセノシドrg1、rf、rdは同じ方法で調製され、純度はhplcによってそれぞれ96.2%、94.3%、95.1%であった。この結果、高速逆電流クロマトグラフィーは、従来のカラムクロマトグラフィーよりも簡便かつ高速であり、実用価値が高いことが確認されました。

2.3泡浮選分離法

The foam flotation separation method is a technique that uses the difference in adsorption of substances on the surface of bubbles to separate and purify. It has the characteristics of high enrichment and no need for organic solvents. Wang Yutang [36] and others used dynamic foam flotation to separate and enrich diol-type ginsenosides in ginseng water extract. The results showed that the enrichment efficiency of dynamic foam flotation for ginsenosides Rb1, Rc, Rb2 and Rd was better than that of other methods, with recovery rates of 93.3%, 98.6%, 96.9% and 98.3%, respectively. The presence of surface-active ingredients in the solution is one of the necessary conditions for foam separation. Ginseng saponins have surface-active properties, and can produce stable foam when stirred or aerated, which makes ginseng water extract suitable for foam separation [37]. It can be seen that the use of foam flotation separation can also effectively increase the enrichment factor of ginseng saponins and improve the yield of ginseng saponins.

3. 複数の技術の組み合わせ

With the rapid development of modern extraction and separation technologies, the combined use of multiple technologies has gradually penetrated into the ginseng industry. The combined use of technologies can be targeted at the characteristics of ginseng extracts, and the combination of technologies can be carried out in an integrated manner to give full play to their respective advantages, complement each other'の欠陥、およびそれぞれのアプリケーションスコープを展開します。これにより、より少ないエネルギー消費でより速い速度でより高い収率のギンセノシドを短時間で抽出することが可能となり、幅広い応用の見通しがあります。

3.1超音波強化超臨界流体抽出法

Ultrasonic-enhanced supercritical fluid extraction technology is a combined technology that enhances the ability of supercritical fluid extraction to separate effective substances in traditional Chinese medicine through an ultrasonic field. This technology has the characteristics of reducing extraction pressure and temperature, shortening extraction time, reducing energy consumption, reducing fluid flow, and high extraction rate. Luo et al. [38] used ultrasonic-enhanced supercritical fluid extraction to extract ginsenosides and analyzed the extraction rate of ginsenosides before and after the addition of ultrasound. The results showed that the extraction rate of ginsenosides was 8.06% before the addition of ultrasound. Under the optimized conditions after the addition of ultrasound, the ginsenoside extraction rate reached 13.20%. It can be seen that the addition of ultrasound can significantly improve the extraction rate and production efficiency of supercritical CO2 extraction of ginsenosides.

3.2超音波シリカゲルカラムクロマトグラフィー

wang lele[39]らは、超音波シリカゲルカラムクロマトグラフィー技術を組み合わせてギンセノシドrg1を分離・精製した。その結果、この方法で高麗人参50 gを分離し、89.63%の純度で約9.91 gのギンセノシドrg1が得られることを確認した。この方法は正確で低コストであり、得られる生成物の純度が高い。そして、高品質のギンセノシドrg1を得るための有効な方法として使用することができます。この方法は、超音波法の特長である操作が簡単で、時間が短く、収率が高いだけでなく、ギンセノサイドモノマーをさらに分離・精製し、純度を向上させる従来のシリカゲルカラムクロマトグラフィー法の利点も保持しています。したがって、超音波シリカゲルカラムクロマトグラフィー技術の組み合わせは、ギンセノシドの収率と純度を向上させる効果的な方法でもあります。

3.3マクロ多孔質吸着レジンシリカゲルカラムクロマトグラフィー

In order to obtain ginsenoside Rd, Wang Yan [40] and others used macroporous adsorption resin technology to extract total ginsenosides from 1 g of ginseng, and then separated ginsenoside diol to obtain ginsenoside Rd. The ginsenoside diol was then separated using silica gel column chromatography to obtain relatively pure ginsenoside Rd. The result was relatively pure ginsenoside Rd 500 mg, with a yield of 50% and a purity of 98%. This method takes advantage of the characteristics of the two methods for ginseng extract, and combines the two methods in an integrated manner to give full play to their respective advantages, complement each other'の欠陥は、それぞれのアプリケーションスコープを展開し、ギンセノシドの純度を向上させます。

4結論

Ginsenosides are one of the main active ingredients in ginseng,良好な薬理活性と臨床薬効を有する。市場の需要が大きいため、高品質の銀セノシドをいかに効率よく抽出するかが重要視されています。近年、伝統的な中国医学の分野での新技術の継続的な導入と開発に伴い、ジンセノシドの抽出と分離でいくつかの成果を達成しています。本論文では,一般的に用いられる高麗人参からのギンセノド抽出法を比較する。これらの新技術には、ターゲットを絞った高収率で、原料ロスが少なく、エネルギー消費が少ないという利点があることが示されています。

しかし、彼ら自身の限界もあります。様々な抽出方法が銀セノシドの粗抽出に焦点を当てており、抽出された銀セノシドの純度は高くない。モノマーを分離精製する方法は、上記の抽出方法の欠点を補うことができる。しかし、どのような方法でギンセノシドを抽出・分離しても純度を最大化することはできません。唯一の統合された方法で技術を組み合わせることによって、それぞれの利点を十分に発揮し、お互いを補完する'の欠陥は、それぞれの適用と効果の範囲を拡大することができます。現在の研究から、複数の技術を組み合わせて使用することは、主に実験室での研究段階にあります。高麗人参の原料生産に応用するためには、解決しなければならない技術的課題が多い。研究機関と企業が力を合わせて高麗人参の本質的な品質を高め、新技術を絶えず探求・開発し、高麗人参の生産に広く活用し、高麗人参産業の現代化に役割を果たすようにしなければならない。

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