馬 翠, 廖克儉*, 趙志添, 苑寶龍
(1.遼寧石油化工大學(xué)石化學(xué)院,遼寧 撫順 113001; 2.遼寧石油化工大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院,遼寧 撫順 113001)
側(cè)柏葉為柏科植物側(cè)柏Platycladus orientalis (L.) Franco的干燥枝梢及葉,全國大部分地區(qū)有產(chǎn),具有涼血止血,生發(fā)烏發(fā)之功效[1]。側(cè)柏葉主要含黃酮類成分和揮發(fā)油,其療效作用主要是通過黃酮類物質(zhì)起作用的。最近大量的文獻報道黃酮類化合物具有抗炎、鎮(zhèn)痛等多種作用[2-4]。黃酮類化合物的傳統(tǒng)提取方法主要有水煎煮法、浸提法或索氏提取法,但費時費力且收率較低[5]。微波萃取在黃酮類物質(zhì)的提取上具有良好的效果,在提取過程中具有反應(yīng)高效性和強選擇性等特點[6]。微波技術(shù)應(yīng)用于植物細胞破壁,有效地提高了收率,具有快速、溶劑用量少、提取率高、成本低和質(zhì)量好等許多優(yōu)點[7-9]。本試驗對微波法提取側(cè)柏葉中黃酮類化合物的工藝條件進行了研究。
微波儀PJ21C-AU(2450MHz);KDM型控溫電熱套(山東鄄城華魯電熱儀器有限公司);YXYQ型循環(huán)水多用真空泵(山東省鄄城永興儀器廠);FA2104電子天平(上海精密科學(xué)儀器有限公司);LHI01電熱鼓風(fēng)干燥箱(遼陽市恒溫儀器分廠);RE-52A旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(上海亞榮生化儀器廠);傅里葉變換紅外光譜儀GX(美國Perkin-Elmer公司);減壓蒸餾裝置(自制)等。
側(cè)柏葉粗粉(市售);無水乙醇,質(zhì)量分數(shù)≥99.7%;國藥集團化學(xué)試劑有限公司;石油醚,分析純,北京化工廠;正丁醇,分析純,國藥集團化學(xué)試劑有限公司;乙酸乙酯,分析純,國藥集團化學(xué)試劑有限公司;蒸餾水。
1.3.1黃酮類化合物的提取方法
稱取10 g側(cè)柏葉粗粉,加入石油醚適量,加熱回流1 h脫脂。揮干溶劑后,加入規(guī)定用量一定濃度的乙醇溶液,以一定的微波功率輻射30 s,間隔60 s,再輻射30 s,直到規(guī)定時間,趁熱抽濾。按同樣條件重復(fù)提取1次,合并濾液,減壓蒸餾回收乙醇得浸膏。將浸膏依次用乙酸乙酯、正丁醇萃取,上清液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀真空濃縮至干,得淡黃色粉末,即為側(cè)柏葉中黃酮類化合物。
1.3.2黃酮類化合物的顯色反應(yīng)
鹽酸-鎂粉還原反應(yīng)是鑒定黃酮類化合物最常用的顏色反應(yīng)。將樣品溶于熱乙醇中,加鎂粉,再加濃鹽酸后,黃酮、黃酮醇或雙氫黃酮醇呈橙黃至紫紅色[1,10]。
1.3.3紅外光譜法檢測
用紅外光譜檢測側(cè)柏葉中的黃酮類化合物,在4 000~400 cm-1區(qū)間內(nèi)進行紅外光譜掃描,分析所得譜圖,驗證其是否符合分子式結(jié)構(gòu)。
在單因素試驗基礎(chǔ)上,選用4因素3水平L9(34)正交試驗設(shè)計法進行正交試驗,因素水平見表1,試驗結(jié)果見表2,方差分析見表3。
表1 因素水平表Table 1 Factor and level of orthogonal test
表2 正交試驗設(shè)計方案及結(jié)果分析
表3 方差分析
由表2直觀分析可知,根據(jù)各個極差的大小,影響側(cè)柏葉黃酮類化合物提取率的主次因素依次為C>A>B>D;最適宜因素水平組合為A1B3C3D1。
其中給定α=0.10 查表得Fα(2,2)為9.00。在對方差做分析時,通常用所求得的FA、FB、FC、FD與Fα做比較,其中比Fα值大越多則對試驗有顯著影響,比Fα小的影響效果最差。由表3方差分析可知,,F(xiàn)C>9,9>FA>FB>FD,由此得出微波功率對提取物收率具有顯著影響;φ(乙醇) 和料液質(zhì)量比對提取物收率的影響不顯著,而微波時間對提取物收率影響最差。因此,選擇φ(乙醇)為60%,料液質(zhì)量比為1∶20,微波功率為385 W,微波時間為240 s,即選定A1B3C3D1為最適宜工藝。
選用正交試驗得到的最適宜工藝條件:φ(乙醇)60%,料液質(zhì)量比1∶20,微波功率385 W,微波時間240 s,進行4次驗證試驗,結(jié)果列于表4中。
表4 驗證試驗
對微波提取和直接提取進行了比較,結(jié)果詳見表5。
表5 微波提取與直接加熱提取的比較
由表5可知,微波提取與直接加熱提取相比,不僅效率高得多,提取劑用量省,提取時間縮短了30倍左右,而且提取物收率也比直接加熱提取法高得多。
2.4.1顯色反應(yīng)
鹽酸-鎂還原反應(yīng)可以證明總黃酮的存在。將得到的提取物粉末溶于熱甲醇中,趁熱加鎂粉,再加濃鹽酸后,溶液呈橙黃色,證明有黃酮類化合物的存在。
2.4.2紅外光譜法
用紅外光譜定性檢測側(cè)柏葉提取物的主要成分,在4 000~400 cm-1區(qū)間內(nèi)進行紅外光譜掃描。譜圖如圖1所示。
圖1 側(cè)柏葉提取物紅外光譜圖Fig.1 IR spectrum of extractants in Platycladus orientalis
圖2 黃酮類化合物結(jié)構(gòu)式Fig.2 Configuration of flavones
微波對提取側(cè)柏葉中黃酮類化合物具有明顯的協(xié)同作用,降低提取劑用量,縮短提取時間和提高收率,有省時、高效、節(jié)能等優(yōu)點,從而降低提取成本,在多方面優(yōu)于傳統(tǒng)的直接加熱提取法。
以側(cè)柏葉提取物的收率為指標(biāo),正確選取正交試驗的因素和水平,按正交試驗表L9(34)安排試驗。通過對試驗結(jié)果的直觀分析和方差分析,研究結(jié)果表明:微波功率對提取物收率具有顯著影響;φ(乙醇)和料液質(zhì)量比對提取物收率的影響不顯著,而微波時間對提取物收率影響最差。因此,選擇φ(乙醇)為60%,與文獻[11]分析結(jié)果基本一致,料液質(zhì)量比為1∶20,微波功率為385 W,微波時間為240 s,即選定A1B3C3D1為最適宜工藝。在此工藝條件下進行驗證試驗,側(cè)柏葉提取物的收率高達5.905%,與參考文獻[12]所用的提取工藝相比,提取率提高4.82%。同時對提取物有效成分進行了化學(xué)定性檢測,結(jié)果表明側(cè)柏葉中確實有黃酮類化合物的存在。
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