張素敏，王曉聞，賈治勇，張正超

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，山西 太谷030801）

黃芩又名山茶根，為唇形科多年草本植物，它是一種傳統(tǒng)的中藥材。黃芩性寒、味苦，具有清熱燥濕，瀉火解毒，涼血安胎等功效，所以一般臨床上常用于暑溫胸悶嘔吐、濕熱、黃疸、肺炎、痢疾、胎動(dòng)不安、高血壓等的治療。黃芩中的主要活性物質(zhì)是黃酮類(lèi)化合物［1～3］。所謂黃芩生品就是指原材料只是經(jīng)過(guò)除雜質(zhì)、清洗以及干燥而不經(jīng)過(guò)其他任何加工而得到的產(chǎn)品；黃芩炮制的方法有很多種，可以用蒸、煮、炒等方法得到炮制品［4］，本文選用的炮制方法是將黃芩在溫水中浸泡1h后，隔水蒸至上氣時(shí)，取出晾干而得。

天然黃酮類(lèi)化合物主要來(lái)自于植物中，是植物生長(zhǎng)中的一種次級(jí)代謝產(chǎn)物，因其具有調(diào)節(jié)心腦血管系統(tǒng)、保護(hù)肝臟、抗炎、抗病毒以及可清除自由基、抗氧化、抗癌防癌等生理活性特點(diǎn)，已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于食品、藥品、化妝品等產(chǎn)業(yè)中［5～8］。因此如何從植物中提取出黃酮類(lèi)物質(zhì)以及如何提高提取率是目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究重點(diǎn)。傳統(tǒng)的提取黃酮的方法是以水為溶劑進(jìn)行提取，這種方法存在收率低，生產(chǎn)周期長(zhǎng)等問(wèn)題［9］。本文采用乙醇為溶劑來(lái)提取黃酮，并對(duì)提取工藝進(jìn)行優(yōu)化，為黃芩中總黃酮提取的工業(yè)化生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與儀器

1.1 材料

藥材：黃芩生品和炮制品（購(gòu)于朔州）；

試劑：蘆?。ㄉ虾Ｉ噭┒S 生化試劑）；95%乙醇（北京化工廠 分析純）；亞硝酸鈉（天津市天大化工實(shí)驗(yàn)廠 分析純）；硝酸鋁（北京化工廠 分析純）；氫氧化鈉（北京化工廠 分析純）。

1.2 儀器

電熱恒溫水浴鍋（北京化玻聯(lián)醫(yī)療器械有限公司）；WFJ－2100型可見(jiàn)分光光度計(jì)（龍尼柯上海儀器有限公司）；分析天平；燒杯；三角瓶；漏斗；移液管等。

2 試驗(yàn)方法

2.1 蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作

準(zhǔn)確稱(chēng)取蘆丁標(biāo)準(zhǔn)試劑50mg，用30%乙醇溶解，定容至100mL，配制成濃度為0.5g·L－1的蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液。

分別取1.0mL、2.0mL、3.0mL、4.0mL、5.0mL、6.0mL 蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液于50mL容量瓶中，各加入5%NaNO2溶液1.5mL，搖勻，放置5 min后各加入10%Al（NO3）3溶液1.5mL，6min后再各加入1mol·L－1的NaOH溶液5.0mL，混勻，用30%乙醇稀釋至刻度，10min后以30%乙醇溶液為參比溶液在500nm處比色測(cè)定［10］，繪制的標(biāo)準(zhǔn)曲線見(jiàn)圖1。

圖1 蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線圖Fig.1 Standard curve of rutin

2.2 黃芩中總黃酮的提取及其得率的測(cè)定

準(zhǔn)確稱(chēng)取5g干燥黃芩置于圓底燒瓶中，加入一定量的乙醇溶液，在恒溫水浴箱中加熱回流2 h，趁熱過(guò)濾，濾液定容至250mL的容量瓶中（即為待測(cè)的樣液）。

取樣品液2mL，移至50mL容量瓶中，加入5%NaNO2溶液1.5mL，搖勻，放置5min后加入10%Al（NO3）3溶液1.5mL，6min后再加入1 mol·L－1的NaOH溶液5.0mL，混勻，用30%乙醇稀釋至刻度，10min后以30%乙醇溶液為參比溶液在500nm處測(cè)定吸光度。

式中：C－根據(jù)回歸方程計(jì)算得到的蘆丁濃度／g·L－1；V1－提取液體／mL；V2－稀釋后提取液體積／mL；V3－待測(cè)液體積／mL；W－黃芩質(zhì)量／g。

2.3 黃芩中總黃酮提取的單因素試驗(yàn)

2.3.1 不同乙醇濃度對(duì)總黃酮得率的影響

分別準(zhǔn)確稱(chēng)取5g干燥黃芩生品置于5個(gè)圓底燒瓶中，加入濃度分別為55%，60%，65%，70%，75%的乙醇溶液60mL。在70℃恒溫水浴箱中加熱回流2h，趁熱過(guò)濾，濾液定容至250mL的容量瓶中。炮制品試驗(yàn)方法同上。

2.3.2 不同提取時(shí)間對(duì)總黃酮得率的影響

分別準(zhǔn)確稱(chēng)取5g干燥黃芩生品置于5個(gè)圓底燒瓶中，加入濃度為60%的乙醇溶液60mL，在70℃恒溫水浴箱中分別加熱回流1h、1.5h、2h、2.5h、3h。趁熱過(guò)濾，濾液定容至250mL的容量瓶中。炮制品試驗(yàn)方法同上。

2.3.3 不同提取溫度對(duì)總黃酮得率的影響

分別準(zhǔn)確稱(chēng)取5g干燥黃芩生品置于5個(gè)圓底燒瓶中，加入濃度為60%的乙醇溶液60mL，分別在50℃，60℃，70℃，80℃，90℃恒溫水浴箱中加熱回流2h。趁熱過(guò)濾，濾液定容至250mL的容量瓶中。炮制品試驗(yàn)方法同上。

2.3.4 不同料液比對(duì)總黃酮得率的影響

分別準(zhǔn)確稱(chēng)取5g干燥黃芩生品置于5個(gè)圓底燒瓶中，分別加入濃度為60%的乙醇溶液50 mL，60mL，70mL，80mL，90mL使得料液比分別為1∶10、1∶12、1∶14、1∶16、1∶18，在70℃恒溫水浴箱中加熱回流2h。趁熱過(guò)濾，將濾液進(jìn)行旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，濃縮到一定體積待測(cè)含量。炮制品試驗(yàn)方法同上。

3 結(jié)果與分析

3.1 黃芩中總黃酮提取的單因素試驗(yàn)結(jié)果

3.1.1 不同乙醇濃度下總黃酮量的得率

從圖2可以看出，在實(shí)驗(yàn)濃度范圍內(nèi)隨著乙醇濃度的升高，兩種黃芩的總黃酮的得率都是先升高后降低，黃芩生品在乙醇濃度達(dá)到65%時(shí)，炮制品黃芩在乙醇濃度達(dá)到60%時(shí)，總黃酮得率達(dá)到最大值。主要原因是乙醇的濃度不同，極性也不同，隨著乙醇濃度的升高，一些脂溶性物質(zhì)的溶出增加，影響了總黃酮的浸出。

圖2 乙醇濃度對(duì)提取量的影響Fig.2 Effect of ethanol concentration on the extraction capacity

3.1.2 不同提取時(shí)間下總黃酮的得率

從圖3可以看出，隨著提取時(shí)間的延長(zhǎng)，總黃酮的得率先升后降，黃芩生品在2.5h時(shí)達(dá)到最大值，黃芩炮制品在2h時(shí)達(dá)到最大值。原因是時(shí)間過(guò)短，黃酮類(lèi)物質(zhì)還未充分溶出，時(shí)間在2.5h和2h時(shí)，總黃酮溶出已達(dá)到平衡，再延長(zhǎng)提取時(shí)間，一些熱敏性組分被破壞或提取時(shí)間過(guò)長(zhǎng)溶劑揮發(fā)導(dǎo)致乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低，使提取物質(zhì)提取量下降。而炮制品提前達(dá)到最大值，有可能是因?yàn)榕谥破伏S芩是被處理過(guò)的，總黃酮物質(zhì)容易溶出。

圖3 提取時(shí)間對(duì)提取量的影響Fig.3 Effect of extraction time on the extraction capacity

3.1.3 不同提取溫度下總黃酮的得率

從圖4可以看出，隨著溫度的升高，黃芩生品中總黃酮的得率在50～70℃之間急劇上升，溫度升高到80℃后緩慢下降，這說(shuō)明70～80℃是黃芩生品總黃酮提取的最佳溫度，相應(yīng)黃芩炮制品總黃酮提取的最佳溫度是65～75℃。當(dāng)各自的溫度繼續(xù)升高后，分子運(yùn)動(dòng)速度加快，黃酮物質(zhì)更容易從細(xì)胞中轉(zhuǎn)移到溶液中，但溫度過(guò)高，一些總黃酮物質(zhì)被氧化破壞，總黃酮得率降低。

圖4 提取溫度對(duì)提取量的影響Fig 4 Effect of extraction temperature on the extraction capacity

3.1.4 不同的料液比下總黃酮的得率

從圖5可以看出，黃芩生品和炮制品總黃酮得率都隨著溶劑量的增加而增大。一般來(lái)說(shuō)，溶劑體積越大，有效成分浸出越完全，得率越大，但在一定的乙醇體積下已將類(lèi)黃酮基本溶出，再增大乙醇體積，黃酮物質(zhì)的溶出量變化不大。會(huì)造成溶劑和能源的浪費(fèi)，并且給后續(xù)的濃縮工作帶來(lái)困難。因此，從降低成本角度綜合考慮，確定黃芩生品和炮制品提取用乙醇體積為80mL即料液比為1∶16比較合適。

圖5 料液比對(duì)提取量的影響Fig.5 Effect of solid－liquid ratio on the extraction capacity

3.2 黃芩中提取總黃酮的正交試驗(yàn)

3.2.1 黃芩生品提取總黃酮的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在單因素結(jié)果的基礎(chǔ)上，選擇因素和水平設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)，見(jiàn)表1。

3.2.2 黃芩生品提取總黃酮的正交試驗(yàn)結(jié)果

由表2可見(jiàn)，實(shí)際最佳因素組合為A2B3C1D2，而理論最佳因素組合為A2B3C3D2，后經(jīng)過(guò)驗(yàn)證試驗(yàn)確定最優(yōu)組合為A2B3C1D2，即提取溫度75℃，提取時(shí)間3h，乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)65%，料液比1∶16。在此條件下，得率最高，可達(dá)92.48mg·g－1。各因素對(duì)提取的影響順序依次為：乙醇濃度＞提取時(shí)間＞提取溫度＞料液比。

表1 因素水平表Table 1 The table of levels and factors

表2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果L9（34）Table 2 The orthogonal test design and results L9（34）

3.2.3 黃芩炮制品提取總黃酮的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在單因素結(jié)果的基礎(chǔ)上，選擇因素和水平設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)，見(jiàn)表3。

3.2.4 黃芩炮制品提取總黃酮的正交試驗(yàn)結(jié)果

由表4可見(jiàn)，黃芩炮制品提取總黃酮的最佳因素組合為A1B2C2D2，即提取溫度70℃，提取時(shí)間2h，乙醇濃度55%，料液比為1∶16。在此條件下提取量最高，可達(dá)90.97mg·g－1。各因素對(duì)提取的影響順序依次為：提取時(shí)間＞提取溫度＞乙醇濃度＞料液比。

表3 因素水平表Table 3 The table of levels and factors

表4 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果L9（34）Table 4 The orthogonal test design and results L9（34）

4 結(jié)論

本研究采用醇提的方法來(lái)提取黃芩生品和黃芩炮制品中的總黃酮?？傸S酮的得率受到提取溫度、提取時(shí)間、乙醇濃度、料液比的影響。通過(guò)單因素和正交試驗(yàn)確定了黃芩生品總黃酮的最佳提取工藝條件。在最佳提取工藝的條件下，黃芩生品中總黃酮的得率可達(dá)92.48mg·g－1，黃芩炮制品中總黃酮的得率可達(dá)90.97mg·g－1。說(shuō)明黃芩富含黃酮類(lèi)物質(zhì)，用醇提法提取黃酮的效率也較高。這就為黃酮的提取工藝提供了理論依據(jù)，并為以后將天然黃酮類(lèi)物質(zhì)應(yīng)用在醫(yī)藥等領(lǐng)域奠定了理論基礎(chǔ)。

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