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一种从三七花中制备氨基酸的方法与流程

来源：花匠小妙招时间：2025-07-19 04:04

本发明涉及植物活性成分提取技术领域，具体涉及一种从三七花中制备氨基酸的方法。

背景技术：

三七花为五加科植物三七panaxnotoginseng(burk.)f.h.chenexc.chow的花。三七花具有良好的止血功效和镇静安神补脑作用，同时促进各类血细胞分裂生长、增加数目，并且能明显提高失血性贫血的血红细胞数量，对失血性贫血具有较好的治疗作用。三七花中三七素氨基酸具有止血作用，伽马氨基丁酸等具有安神功效。三七素在三七花中含量最高，同时在三七全植株中，三七花的总氨基酸含量也最高，高于三七根茎中的总氨基酸含量。

三七花是三七全株中三七皂苷的高含量部分，目前为止已在其中发现了包括人参皂苷rb1、rb2、rb3、rc、rd等在内的数十种皂苷成分，其中人参皂苷rb3和rc的含量最高，为三七花第一重要成分。此外，三七花中的化学成分还包括氨基酸、黄酮类、多糖类、挥发油类及无机物等，其药理作用广泛。氨基酸为三七花的第二重要成分，三七中含氨基酸十多种，如精氨酸、丙氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、缬氨酸、胱氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苏氨酸、赖氨酸、色氨酸、谷氨酸、天门冬氨酸等。三七花中总氨基酸含量大于10％，高于氨基酸含量为7％的三七根，三七中有7种为人体必需的氨基酸。

氨基酸是三七中第二大重要活性成分，例如三七素、伽马氨基丁酸等，三七全植株中三七花中氨基酸含量最高。目前从三七花中制备氨基酸的制备工艺报道较少，传统的小试试验分析制备方法通常为水提取，有机溶剂萃取去除小皂苷等极性小于氨基酸的成分，再用电泳法、铅盐沉淀法、等电点法、阴或阳离子交换法来制备氨基酸，由于电泳法、沉淀法、等电点法，设备成本高，处理量也小，难以实现工业大规模化。文献报道的离子交换色谱法，进口填料昂贵，主要用于氨基酸单体制备，普通阴离子或阳离子交换树脂也用于总氨基酸制备，例如201x4、001x7，然而这类树脂应用于氨基酸制备时交换速度较慢，上样快，容易交换不完全，交换单量也非常小；根据氨基酸的特性，酸性、碱性、中性氨基酸在阴阳离子上交换能力差异大，交换速度也差异较大，所以普通的阴阳离子树脂用于制备三七花氨基酸不是非常理想。

三七花氨基酸的工业纯化难度主要在于和三七多糖的分离，二者均为大极性水溶性成分，使用常规化学试剂沉淀法在工业上难以行得通，离子交换法也用于氨基酸纯化，目前工业常用的离子交换主要是大颗粒阳离子树脂，交换当量小，颗粒较大，交换速度较慢，树脂耗量较多，使用的时候要调节好ph值。

中国专利申请cn1865232a公开了一种药物技术领域的从三七中提取三七素的方法，即采用醇溶液提取法，然后进行水浸提处理，水溶液加入乙醇沉淀，滤去杂质，水溶液再用正丁醇萃取，合并水相直接以苯乙烯和二乙苯为单体聚合的离子交换树脂(如d001型离子交换树脂)柱工艺除去其中的糖分、植物色素等，洗脱液丙酮沉淀，最后进行重结晶得到纯度较高的三七素。本发明安全，成本低廉，适用于工业化生产，能够提取纯度较高的三七素。以上现有技术中，采用正丁醇进行萃取，而正丁醇具有特殊气味，让人反胃；蒸汽可能引起困倦和眩晕；刺激呼吸系统和皮肤。而且，上述方法主要用于提取三七素，总氨基酸的收率较低。

中国专利申请cn107162926a公开了一种三七素提取方法，以工业三七废渣为原料，提取三七素，在提取过程中采用薄层检测法验证得到的产物含有三七素的情况下，继续进行后续的纯化、结晶等后续步骤，纯化并进行薄层检测后，合并仅有一个斑点且与三七素对照品有相同rf值对应的洗脱液并进行结晶。本发明另一方面还提供了一种三七氨基酸的提取方法，以工业三七废渣为原料，其过程步骤与上述三七素提取方法大致相同，不同之处在于，结晶时，合并的洗脱液与三七素对照品有相同的斑点且还有其他斑点。本发明进一步提供了得到的三七素的应用，可用于制备牙膏、创可贴等具有需要止血功能的产品。但是，该专利申请也主要用于提取三七素，并未公开其他氨基酸如何提取，且制备得到的三七素的纯度较低。

因此，利用开发一种能解决上述技术问题的从三七花中提取氨基酸的方法是非常必要的。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种收率和纯度高、提取时间短、成本低的从三七花中提取氨基酸的方法。

本发明是通过以下技术方案予以实现的：

三七或三七花中同样富含植物蛋白，植物多肽也为大分子物质，本发明为提高氨基酸收率，把蛋白质多肽先水解成氨基酸，以提高氨基酸收率，如不水解，大分子蛋白质和多肽即便被离子交换吸附，也会在氨水洗脱时随着氨基酸一起下来，影响氨基酸纯度；酸性、碱性氨基酸在阴阳离子树脂上的交换速度存在大差异，单纯地使用阳离子，上样速度会很慢，影响交换速度，本发明采用的离子树脂为粉末树脂，粒度非常小，交换速度快，交换单量大，洗脱损耗溶剂少，采用阴阳离子一起交换吸附大大提高上样速度、交换速度。

一种从三七花中制备氨基酸的方法，包括如下步骤：

(1)将三七花干燥、粉碎，加入酶和水进行酶解，再加入乙醇提取，过滤，得到提取液，浓缩回收乙醇，得到浸膏；

(2)将浸膏与萃取液混合，倒入分液漏斗中，静置分层，取下层液体，浓缩，得到清膏；

(3)将清膏冷却、结晶，过滤，得到上清液，加水稀释后得到稀释液；

(4)将步骤(3)所得稀释液过阳离子树脂和阴离子树脂进行交换吸附，装柱时阴离子树脂装下层，阳离子树脂装上层，纯水平衡后上样，当交换饱和后停止上样，再依次采用水和氨水溶液洗脱，合并收集氨水洗脱液；

(5)将氨水洗脱液减压浓缩，得到稠膏，冷冻干燥，即得。

优选地，步骤(1)中所述酶为木瓜蛋白酶和大豆肽水解酶中的至少一种与中性蛋白酶的混合物。

本发明的酶用于水解三七花中的蛋白质、多肽、多糖中结合蛋白质。

更优选地，所述木瓜蛋白酶和大豆肽水解酶中的至少一种与中性蛋白酶的质量比为1.5-2:0.5-1。

更优选地，所述酶为木瓜蛋白酶和中性蛋白酶的混合物，两者质量比为1.5-2:0.5-1。

更优选地，所述酶为大豆肽水解酶和中性蛋白酶的混合物，两者质量比为1.5-2:0.5-1。

优选地，所述酶的用量为干燥后的三七花质量的0.1-0.2％。

优选地，所述水的体积与干燥后的三七花质量的体积质量比为6-8ml/g。

优选地，步骤(1)提取的工艺具体如下：将三七花干燥、粉碎，加入0.1-0.2％的酶和6-8倍量的水进行酶解，再加入95％乙醇至整个体系的含醇量为50-65％后提取2-3次，过滤，得到提取液，浓缩回收乙醇，得到浸膏。

更优选地，步骤(1)加入95％乙醇至含醇量为50-65％后在45-55℃提取2-3h，过滤得到第一滤渣和第一滤液，将第一滤渣加入5-7倍量的50％-65％的乙醇在45-55℃提取1-2h，过滤，得到第二滤液，将第一滤液和第二滤液合并得到提取液，在40-60℃真空浓缩回收乙醇至1倍生药质量(即三七花质量的1倍)，得到浸膏。

更优选地，步骤(1)包括如下步骤：

(1)将三七花干燥、粉碎，加入0.1-0.2％的酶和6-8倍量的水酶解30-50min，再加入95％乙醇至整个体系的含醇量为50-65％后在45-55℃提取2-3h，过滤得到第一滤渣和第一滤液，将第一滤渣加入5-7倍量的50％-65％的乙醇在45-55℃提取1-2h，过滤，得到第二滤液，将第一滤液和第二滤液合并得到提取液，在40-60℃真空浓缩回收乙醇至1倍生药质量(即三七花质量的1倍)，得到浸膏。

本发明中的“生药量”没有特殊说明，均指干燥的三七花的质量。

优选地，步骤(2)中所述萃取液为聚乙二醇6000、无水磷酸氢二钠和水的混合溶液。

更优选地，步骤(2)中所述浸膏与萃取液的体积比为0.15-0.20:1。

更优选地，所述聚乙二醇6000的质量是所述萃取液质量的9-11％。

更优选地，所述无水磷酸氢二钠质量是所述萃取液质量的13-15％。

优选地，步骤(2)中将浸膏与萃取液混合，在50-60℃加热搅拌溶解，然后倒入分液漏斗中，静置分层，取下层液体，浓缩至波美度为1.1-1.2，得到清膏。

更优选地，步骤(2)包括如下步骤：

将浸膏与萃取液混合，所述浸膏与萃取液的体积比为0.15-0.20:1，所述萃取液为聚乙二醇6000、无水磷酸氢二钠和水的混合溶液，所述聚乙二醇6000的质量是所述萃取液质量的9-11％，所述无水磷酸氢二钠质量是所述萃取液质量的13-15％，在50-60℃加热搅拌溶解，然后倒入分液漏斗中，静置放冷到室温分层，取下层液体，浓缩至波美度为1.1-1.2，得到清膏。

萃取静置分层后的下层液体为含有氨基酸的磷酸氢二钠水液，上层液体为含有皂苷、黄酮等成分的聚乙二醇液。

优选地，步骤(3)中将清膏在1-3℃冷却、结晶，过滤结晶，得到上清液，加8-10倍量的水稀释后得到稀释液。

更优选地，步骤(3)包括如下步骤：

将清膏在1-3℃冷却24h、析出磷酸氢二钠结晶，过滤结晶，得到上清液，将上清液加入8-10体积倍量的水稀释后得到稀释液。

优选地，步骤(4)中所述阴离子树脂为zgapx粉末树脂，所述阳离子树脂为zgcpx-h粉末树脂。

优选地，所述阴离子树脂和阳离子树脂的质量比为1:1.5-2.5。

优选地，所述阴、阳离子树脂的总质量与步骤(1)干燥三七花的质量比为1:0.5-0.8。

优选地，所述上样的流速为2个柱体积量/每小时。

优选地，所述洗脱的流速为3-4个柱体积量/每小时。

优选地，步骤(4)中所述氨水溶液的质量浓度为15-20％。

更优选地，步骤(4)包括如下步骤：

将步骤(3)所得稀释液过zgcpx-h阳离子粉末树脂和zgapx阴离子粉末树脂进行交换吸附，所述阴、阳离子树脂的总质量与步骤(1)干燥后的三七花的质量比为1:0.5-0.8，阴离子粉末树脂和阳离子粉末树脂的质量比为1:1.5-2.5，装柱时阴离子树脂装下层，阳离子树脂装上层，纯水平衡后将稀释液以2个柱体积量/每小时的流速上样，上样时茚三酮检识，当交换饱和后停止上样，静置2h后再以3-4个柱体积量/每小时的流速依次采用水和15-20％氨水溶液洗脱，水洗到水无色无味后再采用氨水溶液洗脱，氨水溶液洗脱时用茚三酮做氨基酸检识反应，无氨基酸后停止洗脱，合并收集氨水洗脱液。

优选地，步骤(5)中将氨水洗脱液减压浓缩至含水量低于50％。

更优选地，步骤(5)包括如下步骤：

将氨水洗脱液在60℃以下的温度减压浓缩至含水量低于50％，得到稠膏，冷冻干燥，即得。

本发明的有益效果是：

本发明为提高氨基酸收率，把蛋白质、多肽、多糖结合型氨基酸的肽键水解成氨基酸，以提高氨基酸收率，如不水解，大分子蛋白质和多肽即便被离子交换吸附，也会在氨水洗脱时随着氨基酸一起下来，影响氨基酸纯度；酸性、碱性氨基酸在阴阳离子树脂上的交换速度存在大差异，单纯地使用阳离子，上样速度会很慢，影响交换速度，本发明采用的离子树脂为粉末树脂，粒度非常小，交换速度快，交换单量大，洗脱损耗溶剂少，采用阴阳离子一起交换吸附大大提高上样速度、交换速度。

三七氨基酸可溶于中度乙醇，高分子多糖、鞣质、果胶等不溶于中度乙醇，所以大部分多糖不会被提取出；本发明通过优化萃取工艺，把提取液中的皂苷、黄酮等成分萃取到聚乙二醇上层，氨基酸萃取到磷酸氢二钠水溶液下层，并利用磷酸氢二钠低温冷藏时饱和度较低的特性，可以冷藏析出大部分磷酸氢二钠，达到脱盐的效果，残留的少量的磷酸氢二钠在离子交换上样和水洗时会顺着离子交换柱直接流出，不会带入到最终产品中。

本发明优化了萃取液的组成，显著提高了氨基酸的收率和纯度。

本发明优化了酶的组成和醇提的具体工艺，显著提高了氨基酸的收率。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

本发明的zgcpx-h阳离子粉末树脂和zgapx阴离子粉末树脂购自浙江争光实业股份有限公司。

实施例1

一种从三七花中制备氨基酸的方法，包括如下步骤：

(1)将三七花干燥、粉碎，加入0.1％的酶(所述酶为木瓜蛋白酶和中性蛋白酶的混合物，两者质量比为1.5:1)和6倍量的水酶解30min，再加入95％乙醇至整个体系的含醇量为50％后在45℃提取2h，过滤得到第一滤渣和第一滤液，将第一滤渣加入5倍量的50％的乙醇在45℃提取1h，过滤，得到第二滤液，将第一滤液和第二滤液合并得到提取液，在40℃真空浓缩回收乙醇至1倍生药质量，得到浸膏；

(2)将浸膏与萃取液混合，所述浸膏与萃取液的体积比为0.15:1，所述萃取液为聚乙二醇6000、无水磷酸氢二钠和水的混合溶液，所述聚乙二醇6000的质量是所述萃取液质量的9％，所述无水磷酸氢二钠质量是所述萃取液质量的13％，在50℃加热搅拌溶解，然后倒入分液漏斗中，静置放冷到室温分层，取下层液体，浓缩至波美度为1.1，得到清膏；

(3)将清膏在1℃冷却24h、析出磷酸氢二钠结晶，过滤结晶，得到上清液，将上清液加入8体积倍量的水稀释后得到稀释液；

(4)将步骤(3)所得稀释液过zgcpx-h阳离子粉末树脂和zgapx阴离子粉末树脂进行交换吸附，所述阴、阳离子粉末树脂的总质量与步骤(1)干燥后的三七花的质量比为1:0.5，阴离子粉末树脂和阳离子粉末树脂的质量比为1:1.5，装柱时阴离子树脂装下层，阳离子树脂装上层，纯水平衡后将稀释液以2个柱体积量/每小时的流速上样，上样时茚三酮检识，当交换饱和后停止上样，静置2h后再以3个柱体积量/每小时的流速依次采用水和15％氨水溶液洗脱，水洗到水无色无味后再采用氨水溶液洗脱，氨水溶液洗脱时用茚三酮做氨基酸检识反应，无氨基酸后停止洗脱，合并收集氨水洗脱液；

(5)将氨水洗脱液在60℃减压浓缩至含水量低于50％，得到稠膏，冷冻干燥，即得。

实施例2

一种从三七花中制备氨基酸的方法，包括如下步骤：

(1)将三七花干燥、粉碎，加入0.2％的酶(所述酶为大豆肽水解酶和中性蛋白酶的混合物，两者质量比为2:0.5)和8倍量的水酶解50min，再加入95％乙醇至整个体系的含醇量为65％后在55℃提取3h，过滤得到第一滤渣和第一滤液，将第一滤渣加入7倍量的65％的乙醇在55℃提取2h，过滤，得到第二滤液，将第一滤液和第二滤液合并得到提取液，在60℃真空浓缩回收乙醇至1倍生药质量，得到浸膏；

(2)将浸膏与萃取液混合，所述浸膏与萃取液的体积比为0.20:1，所述萃取液为聚乙二醇6000、无水磷酸氢二钠和水的混合溶液，所述聚乙二醇6000的质量是所述萃取液质量的11％，所述无水磷酸氢二钠质量是所述萃取液质量的15％，在60℃加热搅拌溶解，然后倒入分液漏斗中，静置放冷到室温分层，取下层液体，浓缩至波美度为1.2，得到清膏；

(3)将清膏在3℃冷却24h、析出磷酸氢二钠结晶，过滤结晶，得到上清液，将上清液加入10体积倍量的水稀释后得到稀释液；

(4)将步骤(3)所得稀释液过zgcpx-h阳离子粉末树脂和zgapx阴离子粉末树脂进行交换吸附，所述阴、阳离子粉末树脂的总质量与步骤(1)干燥后的三七花的质量比为1:0.8，阴离子粉末树脂和阳离子粉末树脂的质量比为1:2.5，装柱时阴离子树脂装下层，阳离子树脂装上层，纯水平衡后将稀释液以2个柱体积量/每小时的流速上样，上样时茚三酮检识，当交换饱和后停止上样，静置2h后再以4个柱体积量/每小时的流速依次采用水和20％氨水溶液洗脱，水洗到水无色无味后再采用氨水溶液洗脱，氨水溶液洗脱时用茚三酮做氨基酸检识反应，无氨基酸后停止洗脱，合并收集氨水洗脱液；

(5)将氨水洗脱液在50℃减压浓缩至含水量低于50％，得到稠膏，冷冻干燥，即得。

实施例3

一种从三七花中制备氨基酸的方法，包括如下步骤：

(1)将三七花干燥、粉碎，加入0.15％的酶(所述酶为木瓜蛋白酶和中性蛋白酶的混合物，两者质量比为1.5:0.7)和7倍量的水酶解40min，再加入95％乙醇至整个体系的含醇量为60％后在50℃提取2.5h，过滤得到第一滤渣和第一滤液，将第一滤渣加入6倍量的60％的乙醇在50℃提取1.5h，过滤，得到第二滤液，将第一滤液和第二滤液合并得到提取液，在50℃真空浓缩回收乙醇至1倍生药质量，得到浸膏；

(2)将浸膏与萃取液混合，所述浸膏与萃取液的体积比为0.18:1，所述萃取液为聚乙二醇6000、无水磷酸氢二钠和水的混合溶液，所述聚乙二醇6000的质量是所述萃取液质量的10％，所述无水磷酸氢二钠质量是所述萃取液质量的14％，在55℃加热搅拌溶解，然后倒入分液漏斗中，静置放冷到室温分层，取下层液体，浓缩至波美度为1.1，得到清膏；

(3)将清膏在2℃冷却24h、析出磷酸氢二钠结晶，过滤结晶，得到上清液，将上清液加入9体积倍量的水稀释后得到稀释液；

(4)将步骤(3)所得稀释液过zgcpx-h阳离子粉末树脂和zgapx阴离子粉末树脂进行交换吸附，所述阴、阳离子粉末树脂的总质量与步骤(1)干燥后的三七花的质量比为1:0.6，阴离子粉末树脂和阳离子粉末树脂的质量比为1:2，装柱时阴离子树脂装下层，阳离子树脂装上层，纯水平衡后将稀释液以2个柱体积量/每小时的流速上样，上样时茚三酮检识，当交换饱和后停止上样，静置2h后再以3.5个柱体积量/每小时的流速依次采用水和18％氨水溶液洗脱，水洗到水无色无味后再采用氨水溶液洗脱，氨水溶液洗脱时用茚三酮做氨基酸检识反应，无氨基酸后停止洗脱，合并收集氨水洗脱液；

(5)将氨水洗脱液在40℃减压浓缩至含水量低于50％，得到稠膏，冷冻干燥，即得。

对比例1

与实施例3的区别仅在于木瓜蛋白酶和中性蛋白酶的质量比为1.5:0.2，其余条件均相同。

对比例2

与实施例3的区别仅在于木瓜蛋白酶和中性蛋白酶的质量比为1.5:2，其余条件均相同。

对比例3

与实施例3的区别仅在于所述萃取液中的无水磷酸氢二钠替换为等质量的硫酸铵，其余条件均相同。

对比例4

与实施例3的区别仅在于步骤(4)采用的阳离子交换树脂为001x12阳离子交换树脂，不采用阴离子交换树脂，其余条件均相同，具体如下：

一种从三七花中制备氨基酸的方法，包括如下步骤：

(3)将清膏在2℃冷却24h、析出磷酸氢二钠结晶，过滤结晶，得到上清液，将上清液加入9体积倍量的水稀释后得到稀释液；

(4)将步骤(3)所得稀释液过001x12阳离子交换树脂进行交换吸附，所述001x12阳离子交换树脂的总质量与步骤(1)干燥后的三七花的质量比为1:0.6，纯水平衡后将稀释液以2个柱体积量/每小时的流速上样，上样时茚三酮检识，当交换饱和后停止上样，静置2h后再以3.5个柱体积量/每小时的流速依次采用水和18％氨水溶液洗脱，水洗到水无色无味后再采用氨水溶液洗脱，氨水溶液洗脱时用茚三酮做氨基酸检识反应，无氨基酸后停止洗脱，合并收集氨水洗脱液；

(5)将氨水洗脱液在40℃减压浓缩至含水量低于50％，得到稠膏，冷冻干燥，即得。

测试例1

实施例1-3和对比例1-3制备得到的氨基酸的收率和纯度测试：取产品采用日立l-8900氨基酸分析仪按gb/t5009.124-2003项下以混合氨基酸标准溶液为对照进行测定，结果如表1所示。

表1氨基酸的收率和纯度测试

由上表可知：

1.本发明制备所得氨基酸含量较高，收率超过90％。

2.由对比例4可知，采用广谱大孔离子交换树脂001x12交换氨基酸，由于颗粒较大，大颗粒树脂容易产生死吸附，而且死吸附较重，上样时流速要缓慢，上样速度快容易泄漏，解析时溶剂用量大，解析后所得收率偏低。

上述详细说明是针对本发明其中之一可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本发明技术方案的范围内。