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        正交試驗(yàn)優(yōu)選超聲提取蘆筍總皂苷的工藝

        2014-03-29 05:45:08蔡由生
        中國野生植物資源 2014年1期
        關(guān)鍵詞:菝葜皂苷元總皂苷

        揭 晶,王 皓,蔡由生

        (武漢生物工程學(xué)院 制藥工程系,湖北 武漢 430415)

        蘆筍(Asparagusofficinalis),又名石刁柏,系百合科天門冬屬多年生宿根性草本植物,是世界十大名菜之一,質(zhì)地鮮嫩,風(fēng)味獨(dú)特、柔嫩爽口,在國際上享有“蔬菜之王”的美稱[1-3]?,F(xiàn)代研究表明其主要成分為甾體皂苷類,具有較強(qiáng)的生理和藥理活性,包括抗腫瘤、降血脂、抗衰老、抗疲勞、免疫調(diào)節(jié)等作用[4-7]。

        蘆筍總皂苷的提取,目前較為常用的方法是浸提法[8-9],該法提取時間長、操作繁瑣。超聲提取技術(shù)作為一種中藥提取的新技術(shù),具有省時、高效、能耗低等優(yōu)點(diǎn),其在中藥提取工藝中的應(yīng)用越來越受到關(guān)注。本研究以提取率為評價指標(biāo),采用單因素實(shí)驗(yàn)和正交試驗(yàn)優(yōu)選蘆筍總皂苷的最佳提取工藝,旨在為其進(jìn)一步研究提供依據(jù)。

        1 儀器與試藥

        1.1 儀器

        HN22-600C型超聲波清洗機(jī)(上海汗諾儀器有限公司),HHS4S型電子恒溫不銹鋼水浴鍋(上海光地儀器設(shè)備有限公司),TU-1810型紫外分光光度計(jì)(北京普析通用儀器有限責(zé)任公司),ZBY-26型商用制冰機(jī)(江蘇白雪電器股份有限公司),BS124S型電子天平(北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司)。

        1.2 試藥

        蘆筍(市售,購于武漢新辰食品有限公司),經(jīng)本系生藥教研室殷丹老師鑒定為石刁柏,切段干燥,粉碎過60 目篩,備用。菝葜皂苷元對照品(由國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司提供,批號:20100710,純度98%),其他試劑均為分析純。

        2 方法與結(jié)果

        2.1 蘆筍總皂苷的含量測定

        2.1.1 對照品溶液的配制

        精密稱取菝葜皂苷元對照品5.1 mg,置于10 mL容量瓶中,加甲醇溶解,定容至刻度,搖勻,備用。

        2.1.2 最大吸收波長的確定

        精密吸取對照品溶液適量,置于10 mL具塞試管中,水浴揮干溶劑,加高氯酸5 mL,搖勻,65 ℃水浴15 min,取出后于冰水浴中冷卻5 min,隨行空白,在200~500 nm波長范圍內(nèi)掃描,得最大吸收波長為311 nm。

        2.1.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

        精密吸取對照品溶液0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7 mL,置于10 mL具塞試管中,水浴揮干溶劑,加高氯酸5 mL,搖勻,65 ℃水浴15 min,取出后于冰水浴中冷卻5 min,在311 nm處測定吸收度。以菝葜皂苷元質(zhì)量(μg)為橫坐標(biāo),吸收度A為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,得回歸方程y=0.002 2x+0.027 7,r=0.999 1,結(jié)果表明在102~307 μg范圍內(nèi)呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系。

        2.2 蘆筍總皂苷的提取

        精密稱取2 g蘆筍粉末,置于250 mL錐形瓶中,加入一定濃度的乙醇適量,在一定的水浴溫度條件下超聲提取。然后將粗提液置于500 mL圓底燒瓶中用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸干,再用甲醇溶解,過濾,于100 mL容量瓶中定容備用。

        2.3 單因素實(shí)驗(yàn)

        2.3.1 乙醇濃度的影響

        精密稱取2 g蘆筍粉末六份,分別加入30 mL 40%、50%、60%、70%、80%、90%乙醇,在50 ℃、600 W、40 kHz條件下超聲提取50 min,提取1次,照2.2項(xiàng)下蒸干定容。然后精密吸取樣品溶液0.1 mL,置于10 mL具塞試管中,照2.1.3項(xiàng)下測定含量,結(jié)果見圖1。結(jié)果表明,隨著乙醇濃度的提高,總皂苷含量逐漸增加,當(dāng)濃度為70%時,總皂苷含量最高。繼續(xù)提高乙醇濃度,總皂苷含量反而下降。

        圖1 乙醇濃度對提取率的影響

        2.3.2 料液比的影響

        精密稱取2 g蘆筍粉末六份,分別加入料液比為1∶4、1∶6、1∶8、1∶10、1∶15、1∶20(W/V)70%乙醇,在50 ℃、600 W條件下超聲提取50 min,提取一次,照2.2項(xiàng)下蒸干定容。然后精密吸取樣品溶液0.1 mL,置于10 mL具塞試管中,照2.1.3項(xiàng)下測定含量,結(jié)果見圖2。結(jié)果表明,隨著溶劑量的增加,總皂苷含量逐漸增加,當(dāng)料液比為1∶15時,總皂苷含量最高,變化趨勢較為平穩(wěn)。

        圖2 料液比對提取率的影響

        2.3.3 超聲時間的影響

        精密稱取2 g蘆筍粉末6份,加入30 mL 70%乙醇,在50 ℃、600 W、40 kHz條件下,分別超聲提取10、20、30、40、50、60 min,提取1次,照2.2項(xiàng)下蒸干定容。然后精密吸取樣品溶液0.1 mL,置于10 mL具塞試管中,照2.1.3項(xiàng)下測定含量,結(jié)果見圖3。結(jié)果表明,隨著超聲時間的增加,總皂苷含量逐漸增加,當(dāng)超聲時間為50 min時,總皂苷含量最高。繼續(xù)增加超聲時間,總皂苷含量稍有下降。

        2.3.4 超聲溫度的影響

        精密稱取2 g蘆筍粉末五份,加入30 mL 70%乙醇,分別控制超聲溫度為40、50、60、70、80 ℃,于600 W、40 kHz條件下,超聲提取50 min,提取1次,照2.2項(xiàng)下蒸干定容。然后精密吸取樣品溶液0.1 mL,置于10 mL具塞試管中,照2.1.3項(xiàng)下測定含量,結(jié)果見圖4。結(jié)果表明,當(dāng)超聲溫度為50 ℃時,總皂苷含量最高。繼續(xù)升高溫度,總皂苷含量下降,可能與高溫破壞皂苷成分有關(guān)。

        圖3 超聲時間對提取率的影響

        圖4 超聲溫度對提取率的影響

        2.4 正交試驗(yàn)考察

        以蘆筍總皂苷提取率作為指標(biāo),考察乙醇濃度(%)、料液比(W/V)、超聲時間(min)、超聲溫度(℃)的影響,采用L9(34)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì),優(yōu)選蘆筍總皂苷的提取工藝。正交試驗(yàn)因素水平詳見表1,結(jié)果及分析見表2、3。

        由表2極差可知,各因素對蘆筍總皂苷提取率的影響順序?yàn)锳>C>B>D,即乙醇濃度>超聲時間>料液比>超聲溫度,同時表3結(jié)果表明,乙醇濃度和超聲時間對提取率的影響有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,其中乙醇濃度的影響非常顯著。因此蘆筍總皂苷超聲提取的最佳工藝為A1B3C1D1,即乙醇濃度70%,料液比1∶15(W/V),超聲時間50 min,超聲溫度40 ℃。

        表1 因素水平表

        表2 正交試驗(yàn)結(jié)果表

        續(xù)表2

        表3 方差分析表

        2.5 驗(yàn)證試驗(yàn)

        最佳提取條件下,按照“2.2”項(xiàng)下方法,計(jì)算蘆筍總皂苷提取率。進(jìn)行了3次重復(fù)測定,結(jié)果分別為124.5 mg/g、131.7 mg/g、125.9 mg/g,平均提取率為127.4 mg/g,約等于正交試驗(yàn)中的最高提取率,表明通過正交試驗(yàn)研究達(dá)到了優(yōu)化目的。

        3 討 論

        蘆筍中的甾體皂苷類化合物是抗癌的主要成分,其水解產(chǎn)物是菝葜皂苷元[10],所以選擇菝葜皂苷元作為對照品。由于菝葜皂苷元沒有紫外吸收,所以選擇高氯酸作為顯色劑,間接測定蘆筍總皂苷的含量。

        前期實(shí)驗(yàn)中,還考察了超聲頻率和提取次數(shù)對提取率的影響,結(jié)果表明40 kHz比59 kHz條件下的提取率大,第一次的提取率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于第二次和第三次,占總提取率的80%,所以單因素考察時,選擇提取頻率40 kHz,提取1次。由于實(shí)驗(yàn)條件所限,超聲功率定額600 W,無法進(jìn)行超聲功率的考察,此項(xiàng)有待完善。

        參考文獻(xiàn):

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        [2] 鞠玉棟.蘆筍的化學(xué)成分及其藥理作用[J].中國園藝文摘,2011(2):125-126.

        [3] 王春燕,王衛(wèi)東,李超,等.蘆筍的生物活性成分及其生理功能[J].食品與藥品,2010,12(9):369-372.

        [4] 顧關(guān)云,蔣昱.蘆筍的化學(xué)成分和生物活性[J].國外醫(yī)藥——植物藥分冊,2007,22(2):47-50.

        [5] 宋擎,柴秋彥,張立偉.蘆筍總皂苷抗腫瘤作用研究[J].食品科學(xué),2010,31(13):273-275.

        [6] 王潔瓊,趙頔,冉霞,等.蘆筍皂苷的抗腫瘤作用研究進(jìn)展[J].現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)進(jìn)展,2011,11(2):393-396.

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        [8] 劉杰.正交實(shí)驗(yàn)法優(yōu)選蘆筍莖中總皂苷的提取工藝[J].光明中醫(yī),2008,23(11):1672-1676.

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