任堅忍,余凡,張詩蓓,雷迎,田光輝
(陜西理工學院化學與環(huán)境科學學院,陜西漢中 723001)
夏枯草(Spica Prunellae)為唇形目唇形科植物,別名麥穗夏枯草、鐵線夏枯草、鐵色草等,主要生長于疏林、荒山、田埂及路旁,花期4月~6月,果期7月~10月,夏至即枯。夏枯草具有清火明目、清肝火、降血壓、抗病原微生物等作用,是一種常見的中藥材。一般是在夏季采取半干燥果穗入藥,但在臺灣市場多見全草使用。在一般涼茶鋪都有賣夏枯草飲料[1-2]。齊墩果酸是五環(huán)三萜類化合物,以游離體和配糖體的形式存在于多種植物中。齊墩果酸主要具有護肝降酶、促進肝細胞再生、抗炎、強心、利尿、抗腫瘤等作用,還具有降血糖、降血脂、鎮(zhèn)靜的作用,是開發(fā)治療肝病和降血糖等藥物有效成分[3]。這里采取微波提取技術,其優(yōu)點是可以大幅度地提高有效成分的提取率,簡化提取操作步驟,縮短生產周期,節(jié)省溶劑,通過單因素實驗,探討夏枯草中齊墩果酸最佳提取工藝[4-6],使夏枯草中齊墩果酸提取達到一個較高水平,為夏枯草中齊墩果酸的工業(yè)生產以及夏枯草在飲料產業(yè)的應用提供一定參考。
1.1.1 材料
野生夏枯草收集于陜南秦巴山區(qū),漂洗干凈,烘干研磨成粉狀,避光低溫密封備用。
1.1.2 試劑
乙醇、丙酮、甲醇、氯仿、正丁醇、冰醋酸、高氯酸、香草醛(均為國產分析純,西安試劑廠),齊墩果酸標準品(外購)。水為二次蒸餾水。
1.1.3 儀器
UV-6300PC紫外可見分光光度計:上海美譜達儀器有限公司;UWave-1000型微波萃取儀:上海新儀微波化學科技有限公司;DOB-2003型光電分析天平:重慶試驗設備廠;SHB-III循環(huán)水式多用真空泵:鄭州長城科工貿有限公司;101型電熱鼓風干燥箱:北京科偉永興儀器有限公司。
1.2.1 齊墩果酸標準溶液的配制和標準曲線的繪制
精密稱取齊墩果酸標準品10 mg,用無水乙醇溶解并定容到50 mL容量瓶,即得0.2 mg/mL的齊墩果酸標準溶液。準確移取齊墩果酸標準溶液0.5 mL置于5 mL比色管中,顯色(加熱揮發(fā)掉溶劑,加5%香草醛-冰醋酸0.2 mL,高氯酸0.8 mL,后60℃水浴15 min,取出后冰水浴冷卻2 min,再加4 mL乙酸乙酯,搖勻),以未加對照品的的試劑空白為參比,于波長300 nm~800 nm間進行掃描,的最大吸收波長為654 nm,見圖1,準確移取標準溶液 0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7 mL,顯色,在波長654 nm下測定其吸光度A654,繪制其標準曲線,見圖2。
圖1 夏枯草齊墩果酸光譜吸收Fig.1 Absorption spectrum of Spica Prunellae oleanolic acid
圖2 標準曲線Fig.2 Standard curve
1.2.2 夏枯草中齊墩果酸的提取
采用不同乙醇濃度、微波時間、溫度、料液比4個因素對夏枯草中齊墩果酸提取率的影響進行單因素考查。結合單因素實驗結果設計四因素三水平L9(34)的正交試驗如表1,尋求最佳提取工藝條件。
表1 正交試驗因素表Table 1 Factor level of orthogonal design
2.1.1 溶劑的影響
分別準確稱取1.000 g夏枯草粉末,分別在10 mL蒸餾水、無水乙醇、丙酮、甲醇、正丁醇、氯仿溶劑中進行提取中,微波提取90 s,抽濾,再重復提取一次,定容,在波長為654.00 nm處測定不同濾液的吸光值A654,其結果如表2。無水乙醇作為溶劑時,所測吸光度最大,即齊墩果酸提取率最高,選用乙醇作為提取溶劑。
表2 不同溶劑對夏枯草中齊墩果酸提取率的影響Table 2 Effects of different solvents on Spica Prunellae oleanolic acid
2.1.2 微波提取時間的選擇
分別準確稱取夏枯草粉末1.000 g,加入10mL無水乙醇,依次在微波中提取 30、60、90、120、150 s,抽濾,重復提取一次,定容,在波長654.00 nm處測其吸光度A654,如表3所示微波時間對夏枯草中齊墩果酸提取率的影響曲線,說明微波提取90 s齊墩果酸的提取率最高,提取最佳時間為90 s。
表3 不同超聲時間對夏枯草齊墩果酸提取率的影響Table 3 Effects of ultrasonic time on Spica Prunellae oleanolic acid
2.1.3 溫度的影響
準確稱取夏枯草粉末1.000 g,加入10 mL無水乙醇,分別在不同溫度條件下,微波提取90 s,抽濾,重復提取一次,定容于容量瓶中,然后在654.00 nm下測定吸光度A654,結果如表4,表明夏枯草齊墩果酸在30℃至70℃時提取率隨溫度上升而上升,在70℃時提取率達到最大。
表4 不同溫度對夏枯草齊墩果酸提取的影響Table 4 Effects of ultrasonic temperature on Spica Prunellae oleanolic acid
2.1.4 微波功率的選擇
分別準確稱取夏枯草粉末1.000 g,加入10 mL無水乙醇,依次在不同微波功率下提取90 s,抽濾,重復提取一次,定容,在波長654.00 nm處測其吸光度A654,如表5所示,微波功率為300 W夏枯草齊墩果酸提取率最高,故提取最佳功率為300 W。
表5 不同功率對夏枯草齊墩果酸提取的影響Table 5 Effects of microwave power ature on Spica Prunellae oleanolic acid
2.1.5 最佳料液比的尋找
準確稱取夏枯草粉末1.000 g,加入10 mL無水乙醇,分別按 1 ∶5、1 ∶10、1 ∶15、1 ∶20、1 ∶25、1 ∶30(g/mL)比例加入溶劑,微波(300 W,70℃)提取90 s,抽濾,重復提取一次,定容,然后在654.00 nm下測定吸光度A654,結果如表6,表明夏枯草齊墩果酸在料液比1∶5 g/mL~1∶20 g/mL時提取率隨溶劑增加而上升,在1∶20 g/mL時提取率達到最大。
表6 不同液料比對夏枯草齊墩果酸提取的影響Table 6 Effects of ultrasonic Liquid-solid ratio on Spica Prunellae oleanolic acid
2.1.6 乙醇濃度的影響
分別準確稱取夏枯草粉末1.000 g,分別在20 mL 50%、60%、70%、80%、90%、100%的乙醇溶液中進行提取,微波(300 W,70℃)提取90 s,抽濾,重復提取一次,定容,在波長為654.00 nm處測定不同濾液的吸光值A654,其結果如表7所示,90%乙醇溶液作為提取溶劑時,齊墩果酸提取率最高。
表7 不同乙醇濃度對夏枯草齊墩果酸提取率的影響Table 7 Effects of different Ethanol concentration on Spica Prunellae oleanolic acid
2.2.1 因素與水平設計
將微波時間、溫度、乙醇濃度、料液比4個因素各取3個水平,結合單因素實驗結果設計的L9(34)正交試驗安排實驗,正交實驗結果如表8所示。
經極差分析可知,夏枯草齊墩果酸提取工藝的影響因素次序大小是C>D>B>A,夏枯草齊墩果酸提取最佳工藝為C2D2B2A2,即微波時間為120 s,料液比為1∶20 g/mL,溶劑為90%的乙醇溶液,溫度為70℃,提取率比普通浸取高出將近一倍(普通浸取24 h提取率為 6.894 mg/g)。
表8 正交試驗方案和結果Table 8 Orthogonal experimental program and results
夏枯草齊墩果酸在提取過程中用90%乙醇溶液作溶劑提取效果較好,對環(huán)境友好,價廉易得,且溶劑能回收循環(huán)利用。溫度、料液比、微波提取時間對夏枯草齊墩果酸提取率影響較大,夏枯草齊墩果酸的提取溫度不宜太高,應在60℃~70℃下為宜,夏枯草齊墩果酸提取過程中微波功率在300 W,料液比設定在 1∶20 g/mL,時間為90 s就能達到較好的提取效果,提取周期較短,且提取率達到13.276 mg/g,是一種綠色環(huán)保、節(jié)能經濟的提取過程。夏枯草是一種有開發(fā)價值的天然藥材,在保健飲品開發(fā)方面具有非常大的開發(fā)應用空間,其具體的應用還需要進一步探究。
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