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        超聲法與連續(xù)回流法提取黃芪總黃酮的工藝對(duì)比研究Δ

        2010-11-02 03:54:06孔繁晟賁永光孫愛群嚴(yán)春艷廣東藥學(xué)院藥科學(xué)院廣州市510006
        中國(guó)藥房 2010年19期
        關(guān)鍵詞:黃酮工藝研究

        孔繁晟,賁永光,孫愛群,嚴(yán)春艷(廣東藥學(xué)院藥科學(xué)院,廣州市510006)

        超聲法與連續(xù)回流法提取黃芪總黃酮的工藝對(duì)比研究Δ

        孔繁晟*,賁永光,孫愛群,嚴(yán)春艷#(廣東藥學(xué)院藥科學(xué)院,廣州市510006)

        目的:對(duì)比研究超聲法和連續(xù)回流法提取黃芪總黃酮的工藝。方法:以乙醇濃度、提取時(shí)間、固液比、提取溫度為考察因素,黃芪總黃酮提取率為考察指標(biāo),采用正交試驗(yàn)優(yōu)選最佳提取工藝條件。結(jié)果:要獲得相同的提取率,超聲法效率更高,其最佳提取工藝為乙醇濃度75%,超聲提取時(shí)間20 min,固液比1∶10,超聲提取溫度25℃,提取率為0.325%。結(jié)論:與連續(xù)回流法比較,采用超聲法提取黃芪總黃酮具有快速、節(jié)省溶劑、提取的有效成分含量高等優(yōu)點(diǎn)。

        黃芪;總黃酮;超聲法;連續(xù)回流法;提取工藝

        黃芪為豆科植物蒙古黃芪Astragalus membranaceus(Fisch.)Bge.Var mongholicus(Bge.)Hsiao或膜莢黃芪Astragalus membranaceus(Fisch.)Bge.的干燥根,為常用中藥,具有補(bǔ)氣固表、利尿托毒、排膿、斂瘡生肌等作用。黃芪所含成分復(fù)雜,但主要可分為三大類即黃酮類、皂苷類和多糖類。具有增強(qiáng)免疫系統(tǒng)、抗氧化、延緩衰老、改善功能狀態(tài)、抗病毒、抗癌等功效。黃芪總黃酮有清除O2-·和OH-·防止生物膜過氧化的作用,也能顯著抑制OH-·對(duì)DNA的損傷作用,是黃芪抗氧化作用的主要成分。黃芪總黃酮對(duì)羥自由基所致V79細(xì)胞的多種損傷皆有不同程度的防護(hù)作用;可降低細(xì)胞脂質(zhì)過氧化物的生成,升高細(xì)胞SOD活性,維持細(xì)胞正常代謝。黃酮類化合物具有顯著的抗肝臟毒性、抗炎、抗菌及保護(hù)心血管系統(tǒng)的作用[1~3]。筆者以超聲法和連續(xù)回流法提取黃芪總黃酮,以比較2種方法優(yōu)劣,為工業(yè)生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

        1 材料

        1.1 儀器

        HH-6型恒溫水浴鍋(江蘇金壇市宏華儀器廠);RE-52CS型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器、循環(huán)水真空泵(河南省鞏義市英峪予華儀器廠);UV1101型紫外-可見分光光度儀(上海天美科學(xué)儀器有限公司);AY120型電子分析天平(日本島津公司);KH-400KDB型高功率數(shù)控超聲清洗器(昆山禾創(chuàng)超聲儀器有限公司);搖擺式高速中藥粉碎機(jī)(溫嶺市大德中藥機(jī)械有限公司)。

        1.2 試藥

        黃芪購(gòu)自廣州致信中藥飲片有限公司,由廣東藥學(xué)院中藥學(xué)院藤希峰講師鑒定為真品;蘆丁對(duì)照品(中國(guó)藥品生物制品檢定所,批號(hào):050923);乙醇、亞硝酸鈉、硝酸鋁、氫氧化鈉、冰醋酸、無水乙酸鈉等試劑均為分析純。

        2 方法與結(jié)果

        2.1 供試品溶液的制備

        稱取3 g黃芪粉末(過50目篩),在30℃下加95%的乙醇20 mL超聲提取30 min,過濾,濃縮至干,回收乙醇,浸膏溶于85%的乙醇,定容至25 mL,精密吸取1 mL至25 mL的容量瓶中,30%乙醇定容,得供試品溶液。

        2.2 黃芪總黃酮含量的測(cè)定

        2.2.1 蘆丁對(duì)照品溶液的制備精確稱取蘆丁對(duì)照品10 mg,置于50 mL容量瓶中,加30%的乙醇30 mL,超聲使之溶解,冷卻至室溫,30%乙醇稀釋至刻度,搖勻,得濃度為200 μg· mL-1的蘆丁對(duì)照品溶液,貯藏,備用。

        2.2.2 吸收波長(zhǎng)的選擇(1)對(duì)照品測(cè)定波長(zhǎng)的確定:取對(duì)照品溶液1 mL,于400~700 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)掃描,結(jié)果在500 nm波長(zhǎng)處為最大吸收。(2)樣品測(cè)定波長(zhǎng)的確定:取樣品的乙醇提取液1 mL,于400~700 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)掃描,結(jié)果在500 nm波長(zhǎng)處有最大吸收。故確定500 nm為檢測(cè)波長(zhǎng)。

        2.2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制備精密吸取蘆丁對(duì)照品溶液0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL,分別置25 mL容量瓶中,分別加入5%亞硝酸鈉溶液0.3 mL,搖勻,放置6 min,加入10%硝酸鋁溶液0.3 mL,放置6 min,加入1 mol·L-1氫氧化鈉溶液4 mL,分別用30%的乙醇定容,放置15 min,置比色皿中,在500 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。以吸光度(A)為縱坐標(biāo),濃度(C)為橫坐標(biāo),進(jìn)行線性回歸,得回歸方程為A=0.0109C-0.0013(r=0.9998)。結(jié)果表明,蘆丁對(duì)照品在0~400 μg·mL-1濃度范圍內(nèi)與吸光度線性關(guān)系良好。

        2.3 黃芪中總黃酮提取率的測(cè)定

        取黃芪提取液,用紫外-分光光度計(jì)于500 nm波長(zhǎng)下測(cè)出吸光度(A),代入回歸方程及下列公式,計(jì)算出黃芪中總黃酮的提取率。提取率(%)=(C×V×10-6)/W×100%。式中,V為定容體積(mL);W為黃芪藥粉質(zhì)量(g);C為黃芪提取液濃度(μg·mL-1)。

        2.4 連續(xù)回流提取法

        稱取黃芪粗粉3 g,加入60倍量70%乙醇,索氏提取1、2、3、4 h,濃縮提取液,回收乙醇,用30%乙醇溶解殘?jiān)?,并定容?5 mL,按“2.2.3”項(xiàng)下方法測(cè)定總黃酮含量,繪制單因素圖。提取時(shí)間對(duì)提取率的影響見圖1。

        由圖1可知,黃芪總黃酮的提取率隨時(shí)間的延長(zhǎng)而升高,在此工藝條件下提取率不斷上升。提取的傳質(zhì)過程,需要一段時(shí)間才能達(dá)到平衡,時(shí)間太短,還未達(dá)到平衡,其提取率就偏低;當(dāng)傳質(zhì)過程達(dá)到平衡后,提取率就不會(huì)明顯上升。

        2.5 超聲輔助提取的正交試驗(yàn)

        為了考察超聲輔助提取黃芪總黃酮的最佳工藝條件,對(duì)提取時(shí)間(A)、乙醇濃度(B)、固液比(C)、溫度(D)4因素進(jìn)行正交試驗(yàn)。因素水平見表1;正交試驗(yàn)結(jié)果見表2;方差分析結(jié)果見表3。

        表1 因素水平Tab 1Factor and level

        由表1、表2、表3可知,在影響超聲法提取黃芪總黃酮的4因素中,乙醇濃度對(duì)提取率的影響最大,提取溫度的影響最小。其影響黃芪總黃酮提取率的大小次序先后為:B>A>C>D,即乙醇濃度>提取時(shí)間>固液比>提取溫度。4個(gè)因素中都沒有顯著性,但是從F值可知,B因素相對(duì)其他因素對(duì)提取率的影響大。因此結(jié)合直觀分析,在本試驗(yàn)參數(shù)的基礎(chǔ)上,為了獲得較高的提取率和節(jié)省溶劑用量,各因素的優(yōu)化工藝參數(shù)為乙醇濃度75%,超聲提取時(shí)間20 min,固液比1∶10,超聲提取溫度25℃。經(jīng)測(cè)定,在此最優(yōu)工藝條件下,黃芪中總黃酮的提取率是0.325%。

        表2 正交試驗(yàn)結(jié)果Tab 2Results of orthogonal experiment

        表3 方差分析結(jié)果Tab 3Results of variance analysis

        2.6 超聲法與連續(xù)回流法提取效果對(duì)比

        在不同提取方法下黃芪總黃酮的提取率見表4。

        表4 在不同提取方法下黃芪總黃酮的提取率Tab 4Extraction rate of total flavonoids from RadixAstragali by different extraction technologies

        由表4可知,相比連續(xù)回流法,超聲法在提取率增加22.6%的情況下,提取時(shí)間縮短為原來的1/12,固液比為原來的2/3。因而超聲法具有節(jié)省溶劑用量、省時(shí)、高效、有效成分提取率高等優(yōu)點(diǎn)。

        3 討論

        黃芪為常用中藥材,在我國(guó)分布廣泛。傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)認(rèn)為黃芪具有補(bǔ)氣固表、利尿托毒、排膿、斂瘡生肌等功能。隨著近代藥理研究的深入,特別是增強(qiáng)免疫系統(tǒng)、抗氧化、延緩衰老、改善功能狀態(tài)、抗病毒、抗癌等功能的發(fā)現(xiàn),黃芪的應(yīng)用將越來越廣泛。黃芪總黃酮的有效提取及含量測(cè)定,是了解其藥理作用和合理開發(fā)的重要基礎(chǔ)工作。但是,由于不同產(chǎn)地、不同藥用部位所含的有效成分含量差異較大,所以在中藥制劑生產(chǎn)過程中要注意控制原料藥材的質(zhì)量。另外,應(yīng)注意各種方法的綜合使用,為更好地開發(fā)利用黃芪資源奠定基礎(chǔ)。

        超聲波是頻率大于20 Hz以上、人的聽覺閾以外的聲波,具有頻率高、波長(zhǎng)短、功率大、穿透力強(qiáng)的特點(diǎn)。超聲提取法是利用超聲波具有的機(jī)械效應(yīng)、空化效應(yīng)及熱效應(yīng),通過增大介質(zhì)分子的運(yùn)動(dòng)速度、增強(qiáng)介質(zhì)的穿透力以提高中藥有效成分提取效率的方法。近年來,超聲技術(shù)已廣泛應(yīng)用于生物堿、黃酮類、多糖、皂苷、有機(jī)酸、蛋白質(zhì)、油脂等物質(zhì)的提取,應(yīng)用研究表明超聲提取法具有能耗低、效率高、不破壞有效成分的特點(diǎn),有較高的開發(fā)價(jià)值。因此,用它強(qiáng)化天然產(chǎn)物的提取已成為當(dāng)前研究的一個(gè)熱點(diǎn)[4~7]。本文采用超聲法提取黃芪中的總黃酮,并與連續(xù)回流提取法作比較,通過進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)超聲法提取黃芪總黃酮的提取率比連續(xù)回流法高;超聲法具有節(jié)省溶劑用量、省時(shí)、高效、有效成分提取率高等優(yōu)點(diǎn)。通過采用正交設(shè)計(jì)法確定超聲提取的最佳工藝條件,可為黃芪的工業(yè)應(yīng)用提供工藝參數(shù)。

        [1]姚美村,齊瑩,畢開順,等.黃芪藥效物質(zhì)基礎(chǔ)研究[J].中國(guó)野生植物資源,2000,19(2):33.

        [2]汪德清,田亞平,宋淑珍,等.黃芪總黃酮抗突變作用實(shí)驗(yàn)研究[J].中國(guó)中藥雜志,2003,28(12):1164.

        [3]汪德清,田亞平,向蘭.黃芪總黃酮生物學(xué)活性作用的化學(xué)成分基礎(chǔ)研究[J].軍醫(yī)進(jìn)修學(xué)院學(xué)報(bào),2006,27(1):13.

        [4]胡斌杰,陳金鋒,王宮南.提取靈芝多糖的比較研究[J].食品工業(yè)科技,2007,28(20):190.

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        [6]謝彩娟,張志琪.超聲提取延胡索總生物堿的研究[J].西北藥學(xué)雜志,2005,20(4):153.

        [7]王佩琪,郭偉英,王軼晶,等.超聲提取大黃游離蒽醌的研究[J].中成藥,2004,26(7):592.

        Comparison of Ultrasonic Method and Continuous Reflux Extraction Process of Total Flavonoids from Radix Astragali

        KONG Fan-sheng,BI Yong-guang,SUN Ai-qun,YAN Chun-yan(College of Pharmacy,Guangdong Pharmaceutical University,Guangzhou 510006,China)

        OBJECTIVE:To compare the ultrasound method and continuous reflux extraction process of total flavonoids from Radix Astragali.METHODS:The extraction technology was optimized by orthogonal test with the content of total flavonoids of Radix Astragali as index and with the concentration of ethanol,extraction time,solid-fluid ratio,extraction temperature as factors. RESULTS:Ultrasound extraction process was superior to continuous reflux extraction process.Optimal extraction technology was as follows:the concentration of ethanol of 75%,ultrasonic extraction time of 20 min,solid-liquid ratio of 1∶10,ultrasonic extraction temperature of 25℃and extraction rate of 0.325%.CONCLUSION:As compared with continuous reflux extraction process,ultrasonic extraction is fast to operate,solvent saving and high extraction.

        Radix Astragali;Flavonoids;Ultrasonic method;Continuous reflux extraction;Extraction technology

        R283;R97

        A

        1001-0408(2010)19-1752-03

        2009-12-04

        2010-03-07)

        Δ廣東省中醫(yī)藥局項(xiàng)目(2009418);廣東藥學(xué)院師資隊(duì)伍建設(shè)經(jīng)費(fèi)資助項(xiàng)目

        *實(shí)驗(yàn)師,主管藥師。研究方向:藥物制劑、制藥工程。電話:020-39661095。E-mail:kmkfs@163.com

        #通訊作者:副教授,博士。研究方向:天然藥物化學(xué)。E-mail:ycybridge@163.com

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