張 鵬 ,趙 強 ,楊 莉 ,韓 梅 ,楊利民

(吉林農(nóng)業(yè)大學,吉林 長春 130118)

加拿大蓬 Conyza canadensis(L.)Cronq.,菊科飛蓬屬一年生草本植物,又名小蓬草,小飛蓬。原產(chǎn)于北美洲,1860年入侵我國后在我國各地廣泛分布[1-2]。目前,加拿大蓬為吉林省主要外來入侵物種之一,廣泛分布于長春、吉林、四平、延吉、通化、白城等地。近年來,東北地區(qū)加拿大蓬蔓延速度很快,并且加拿大蓬在入侵地易形成大面積優(yōu)勢群落,其危害已逐漸引起重視[3-4]。如何在減少危害的基礎上變被動防除為主動控制,如實現(xiàn)其資源化利用等,已經(jīng)成為目前需要研究并解決的主要問題?；凶饔檬峭鈦砦锓N入侵的主要機制之一,而黃酮類物質作為化感物質已有報道。據(jù)目前研究顯示[5],加拿大蓬全草含黃酮類等多種生理活性成分,其總黃酮提取物具有抗腫瘤作用,其黃酮類物質是否具有化感作用及總黃酮的提取等問題還未見報道。本文由此出發(fā),采用超聲波提取法,對加拿大蓬全草的總黃酮類化合物進行了提取工藝優(yōu)化,為深入研究開發(fā)利用加拿大蓬奠定理論基礎。

1 材料與方法

1.1 儀器與材料

101-A型數(shù)顯鼓風干燥箱 (通州市大佛儀表廠),電子分析天平 (SHIMDIU.UX420H),DL-10000E智能超聲波清洗器 (上海之信儀器有限公司),紫外可見分光光度計 (UV1700日本島津)。提取用乙醇為分析純 (北京化工廠),甲醇、亞硝酸鈉、硝酸鋁、氫氧化鈉均為分析純。

加拿大蓬全株于 2009年采自吉林農(nóng)業(yè)大學。對照品蘆丁 (中國藥品生物制品檢定所)。

1.2 方法

1.2.1 超聲提取工藝流程

將加拿大蓬全草干燥、粉碎加乙醇浸潤,超聲提取、抽濾、離心、定容,測定吸光度后,計算總黃酮類物質的提取率。

1.2.2 標準曲線

精密稱取蘆丁對照品 20 mg,加適量 95%乙醇溶解,定容于 100 mL容量瓶中。分別吸取上述蘆丁標準液 0.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0、12.0 mL于25 mL容量瓶中,分別加水至 12 mL,依次加入 5%NaNO2溶液 1.0 mL,搖勻,放置 6 min,10%Al(NO)31.0 mL,搖勻,放置 6 min,10%NaOH溶液 10.0 mL,最后加水定容,搖勻,放置 15 min后在510 nm處測定吸光度?；貧w方程為

1.2.3 單因素實驗

1.2.3.1 乙醇濃度對超聲提取效果的影響

精密稱取加拿大蓬樣品 1.000 g,分別加入30%、60%、90%的乙醇溶液 20 mL浸泡 60 min后,40℃下超聲 30 min,測定提取液中吸光度值。

1.2.3.2 提取時間對超聲提取效果的影響

精密稱取加拿大蓬樣品 1.000 g,加入 60%乙醇溶液 20 mL,浸泡 60 min后,40℃下分別超聲提取 15 min、30 min、45 min,測定提取液中吸光度值。

1.2.3.3 不同料液比對提取效果的影響

精密稱取加拿大蓬樣品 1.000 g,加入 10倍、20倍、30倍量 60%乙醇溶液,浸泡 60 min后,在 40℃下超聲提取 30 min,測定提取液中吸光度值。

1.2.3.4 超聲功率對提取效果的影響

精密稱取加拿大蓬樣品 1.000 g,加入 60%乙醇 20 mL,浸泡 60 min后,40℃超聲提取 30 min。超聲功率分別為 40 kW、60 kW、80 kW,測定提取液中吸光度值。

1.2.4 正交試驗

在單因素試驗的基礎上,確定乙醇濃度、超聲時間、料液比、超聲功率 4個因素進行正交試驗 (見表1),以總黃酮得提取量為考察指標,確定加拿大蓬總黃酮的最佳工藝條件。

表1 正交因子水平表

2 結果與分析

2.1 單因素分析

2.1.1 乙醇對超聲提取效果的影響

乙醇濃度為 30%,60%,90%時總黃酮得率分別為 23.48%,25.99%,12.58%。分析原因可能是部分黃酮類化合物是水溶性的,如果提取溶劑中水分含量太少,一些脂溶性物質的溶出增加,影響黃酮類化合物的浸出。

2.1.2 提取時間對超聲提取效果的影響

提取時間為 15 min,30 min,45 min時,總黃酮得率分別為 13.03%,16.91%,15.66%。其原因可能是提取時間延長,導致細胞內大量不溶物及較多黏液質等混入提取液中,影響了黃酮類物質的溶出。

2.1.3 不同料液比對提取效果的影響

料液比為 1∶10,1∶20,1∶30時 ,總黃酮得率分別為 22.92%,27.94%,18.44%?？赡茉蚴浅暡ǖ淖饔孟?其中所含黃酮類物質已經(jīng)基本提取完成,且其他雜質進入浸提液,使浸提液黏度增大,擴散速度變慢,導致黃酮類化合物不易溶出。

2.1.4 功率對超聲提取效果的影響

超聲功率為 40 kW,60 kW,80 kW時,總黃酮得率分別為 21.00%,25.25%,24.51%。這可能是由于隨著功率增大,產(chǎn)生的熱量使溶質擴散加快,當溫度達到一定程度時,溫度對傳質效應的影響變小。

2.2 正交試驗

正交試驗和方差分析結果如表2和表3,結果表明乙醇濃度與提取時間對加拿大蓬總黃酮的提取效果有顯著影響。超聲功率對總黃酮的提取影響最小。從表2中可以看出提取加拿大蓬總黃酮的最佳工藝條件為 A2B3C3D3即料液比 1∶20,乙醇濃度60%,超聲功率 60 kW,超聲時間 45 min。采用上述最佳條件進行驗證實驗,結果加拿大蓬粉末中的總黃酮類物質得率達到 31.076 mg/g。

表2 加拿大蓬總黃酮物質的最佳提取條件正交試驗結果分析

表3 正交試驗方差分析表

3 討 論

由正交試驗結果顯示,溶劑體積比和料液比對加拿大蓬總黃酮類物質成分提出量都有影響。采用超聲波可以強化乙醇浸提法,達到省時、高效、節(jié)能的目的,此方法采用全物理過程,無任何污染,是一條理想的提取黃酮類物質的途徑,具有廣闊的應用前景。近年來,世界上掀起了植物藥資源開發(fā)的熱潮,植物藥以其天然低毒的特點倍受青睞,而黃酮類化合物以其廣譜的藥理作用引人矚目?；凶饔米鳛橹参锷娴囊环N重要的生存機制,常通過不同的途徑帶到環(huán)境中,并且隨環(huán)境的變化而變化。黃酮類物質作為化感物質之一, 在加拿大蓬中的含量變化,也許在其種群的蔓延與擴散中起作用的根本原因。本實驗結果表明,加拿大蓬中含有較為豐富的黃酮類物質,因此加拿大蓬具有廣泛開發(fā)和利用價值,值得綜合利用,加強資源開發(fā)。也為進一步研究加拿大蓬化感作用提供理論基礎,為進一步確定黃酮類物質是否為其主要化感作用物質奠定基礎。

[1] 中國科學院中國植物志編輯委員會.中國植物志:第 74卷[M].北京:科學出版社,1985:348-350.

[2] 萬方浩,鄭小波,郭建英.重要農(nóng)林外來入侵特種的生物學與控制[M].北京:科學出版社,2005.

[3] 王虹揚,何春光,盛連喜.吉林省生物入侵的現(xiàn)狀及對策[J].安全與環(huán)境學報,2004(10):60-63.

[4] 孫 倉,王志明,圖力古爾,等.吉林省外來入侵生物的危害及防治對策[J].吉林農(nóng)業(yè)大學學報,2007,29(4):384-388,405.

[5] 嚴銘銘,趙大慶,劉 威,等.小飛蓬總黃酮提取物及其制備方法和藥物用途:中國,200910066486.8[P].2009-07-08.