蔡向杰,馮玉康,程翠娜
(神威藥業(yè)集團(tuán)有限公司,河北 石家莊 051430)
?
響應(yīng)曲面法優(yōu)化山楂總黃酮提取工藝
蔡向杰,馮玉康,程翠娜
(神威藥業(yè)集團(tuán)有限公司,河北 石家莊 051430)
目的:優(yōu)化山楂總黃酮提取工藝。方法:以乙醇為提取試劑,在單因素試驗的基礎(chǔ)上,應(yīng)用Box-Behnken 設(shè)計方法建立數(shù)學(xué)模型,選擇乙醇濃度、提取時間、提取溫度、提取次數(shù)為影響因子,以山楂總黃酮含量為響應(yīng)值,進(jìn)行響應(yīng)曲面分析。結(jié)果:最佳工藝條件:乙醇濃度為80%,提取溫度為55℃,提取時間為2.5h,提取次數(shù)為3次,山楂總黃酮含量可高達(dá)16.085 3mg/g。結(jié)論:提取工藝與設(shè)計模型高度擬合,可用于工業(yè)生產(chǎn),提高山楂總黃酮提取率。
山楂;總黃酮;響應(yīng)曲面法;工藝優(yōu)化
山楂為薔薇科山楂屬植物山里紅CrataeguspinnatifidaBge.var.major N.E.Br.或山楂CrataeguspinnatifidaBge.的干燥成熟果實,為藥食同源植物。藥理研究表明,山楂主要含有機(jī)酸和黃酮類化合物[1],黃酮類化合物能擴(kuò)張冠狀動脈,改善微循環(huán),抗動脈粥樣硬化[2],臨床試驗證明其療效顯著且安全無毒副作用。因此,山楂總黃酮的研究開發(fā)具有重要的經(jīng)濟(jì)價值和社會效益。本試驗以山楂為研究對象,采用有機(jī)溶劑為溶媒,利用響應(yīng)曲面法優(yōu)化山楂總黃酮的提取工藝條件,現(xiàn)報道如下。
1.1 藥材與試劑
山楂:購于平邑縣原田金銀花專業(yè)合作社,經(jīng)鑒定為山楂CrataeguspinnatifidaBge.的干燥果實。蘆丁對照品:中國食品藥品檢定研究院,批號:100080-200707,純度為92.5%。其余試劑均為分析純。
1.2 儀器
島津紫外可見分光光度計UV-2550;AL204電子天平(梅特勒-托利多儀器有限公司,0.1mg)。
2.1 山楂提取工藝
取一定量山楂,加入10倍量一定濃度的乙醇加熱回流,多次提取,過濾合并上清液,回收溶劑,濃縮為浸膏。
2.2 山楂總黃酮含量測定方法
2.2.1 對照品溶液制備 精密稱取于120℃干燥至恒重的蘆丁對照品25mg,置于50mL容量瓶中,加乙醇適量,超聲30min使之溶解,放冷,加乙醇至刻度,搖勻,精密量取20mL上述溶液置于50mL容量瓶中,加水至刻度,即得0.2mg/mL對照品溶液[3]。
2.2.2 蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制 精密量取蘆丁對照品溶液1、2、4、6、8、10mL,分別置于25mL容量瓶中,各加入70%乙醇至10mL。加5%亞硝酸鈉溶液1mL,搖勻,放置6min;加10%硝酸鋁溶液1mL,搖勻,放置6min;后加1.0mol/L氫氧化鈉溶液10mL,用蒸餾水稀釋至刻度,搖勻,放置15min。以不加蘆丁的對照品溶液為空白,采用分光光度法于500nm[4]波長處測定吸光度,以蘆丁濃度C為橫坐標(biāo),吸光度A為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,得線性回歸方程為:A=6.272 6C+0.204 1(r = 0.999),線性范圍為0.008~0.08mg/mL。
2.2.3 樣品溶液制備 精密稱取山楂浸膏25mg,用60%乙醇定容至25mL。精密量取2mL溶液,用60%乙醇定容至10mL,作為樣品溶液。精密量取樣品溶液5mL,按照標(biāo)準(zhǔn)曲線制備方法進(jìn)行試驗。
2.3 提取試劑選擇
取20g山楂,分別用10倍量甲醇、乙醇、乙酸乙酯和丙酮按照“2.1”項工藝流程浸提,比較4種有機(jī)溶劑對總黃酮的提取效果。結(jié)果表明乙醇提取效果最好,總黃酮含量為15.776 2mg/g,甲醇次之,丙酮最差,故選乙醇為提取試劑。
2.4 單因素試驗
2.4.1 乙醇濃度 設(shè)定提取溫度為70℃,提取時間為2h,提取次數(shù)為3次,分別考察10%、30%、50%、70%、90%乙醇溶液對總黃酮含量的影響[5]。結(jié)果表明,用70%乙醇提取時山楂總黃酮含量最高。
2.4.2 提取時間 設(shè)定提取溫度為70℃,提取溶劑為70%乙醇,提取次數(shù)為3次,分別考察1、2、3、4h提取時間對總黃酮含量的影響。結(jié)果表明,提取時間為3h時總黃酮含量最高。
2.4.3 提取溫度 設(shè)定提取溶劑為70%乙醇,提取時間為3h,提取次數(shù)為3次,分別考查40、50、60、70、80℃提取溫度對總黃酮含量的影響。結(jié)果表明60℃下提取山楂總黃酮含量最高。
2.4.4 提取次數(shù) 設(shè)定提取溶劑為70%乙醇,提取溫度為60℃,提取時間為3h,分別考查1、2、3、4、5次提取次數(shù)對總黃酮含量的影響。結(jié)果表明,提取3次時總黃酮含量最高。
2.5 響應(yīng)曲面試驗
在單因素實驗的基礎(chǔ)上,根據(jù)Box-Behnken的中心組合設(shè)計原理設(shè)計自變量,以總黃酮含量為響應(yīng)值,通過響應(yīng)曲面分析進(jìn)行工藝優(yōu)化。
2.5.1 因素選擇 在單因素試驗的基礎(chǔ)上,確定了各因素最適宜的條件,根據(jù)Box-Behnken中心組合試驗設(shè)計原理,設(shè)計四因素三水平的響應(yīng)面分析試驗。
2.5.2 響應(yīng)曲面試驗 采用Design-Expert8.0.5軟件進(jìn)行試驗設(shè)計,具體結(jié)果如表1所示。
2.6 模型建立及顯著性檢驗
利用Design-Expert8.0.5軟件對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸擬合分析,得到山楂總黃酮含量與各因素變量的二次方程模型為:
Y=15.68+0.069X1-0.17X2+0.16X3-0.67X4+0.28X1X2-1.00X1X3-0.30X1X4+0.64X2X3+0.59X2X4+0.38X3X4+0.039X12-0.17X22-0.68X32-1.47X42
由方差分析結(jié)果可知,試驗所選模型P<0.000 1,表明回歸模型極顯著,失擬項P=0.836 9>0.05不顯著,說明數(shù)據(jù)中沒有異常點,不需要引入更高次數(shù)的項。各因素對山楂總黃酮含量的影響從大到小依次為提取次數(shù)、提取時間、提取溫度、乙醇濃度。由響應(yīng)分析結(jié)果可知,最佳提取條件為乙醇濃度80%,提取溫度56.2℃,提取次數(shù)3次,提取時間2.5h。
2.7 響應(yīng)曲面模型驗證
為驗證響應(yīng)面優(yōu)化山楂提取條件結(jié)果的可靠性,同時為了計算方便,得出最終提取條件為乙醇濃度80%,提取溫度55℃,提取次數(shù)3次,提取時間2.5h。在此條件下連續(xù)進(jìn)行了3次試驗,得出山楂總黃酮的含量分別為16.012 5 mg/g、16.107 9 mg/g、16.135 4mg/g,平均值為16.085 3mg/g,RSD=0.4%,表明基于響應(yīng)曲面法的山楂總黃酮提取條件準(zhǔn)確可靠。
表1 響應(yīng)面試驗設(shè)計及結(jié)果
采用Design-Expert 8.0.5軟件設(shè)計響應(yīng)面試驗,并進(jìn)行試驗驗證,得出山楂總黃酮的最佳提取工藝條件為乙醇濃度80%,提取溫度55℃,提取次數(shù)3次,提取時間2.5h。提取工藝與模型高度擬合,可用于工業(yè)生產(chǎn),提高山楂總黃酮提取率。
[1] 李貴海,孫敬勇,張希林,等.山楂降血脂有效成份的實驗研究[J].中草藥,2002,33(1):50-52.
[2] 高瑩,肖穎.山楂及山楂黃酮提取物調(diào)節(jié)大鼠血脂的效果研究[J].中國食品衛(wèi)生雜志,2002,14(3):14-16.
[3] 張妍,李厚偉,張永春,等.山楂中總黃酮幾種分離方法的考察及含量測定[J].哈爾濱醫(yī)科大學(xué)學(xué)報,2001,35(3):183-184.
[4] 張海英,薛潔.山楂總黃酮提取工藝的研究[J].新疆中醫(yī)藥,2006,24(5):17-18.
[5] 馬桂芝,云琦,高曉黎.大豆中大豆異黃酮提取工藝的研究[J].中成藥,2002,24(11):828-831.
(責(zé)任編輯:尹晨茹)
2014-03-13
蔡向杰(1984-),女,神威藥業(yè)集團(tuán)有限公司助理工程師,研究方向為制藥工藝技術(shù)。
R284.2
A
1673-2197(2014)12-0025-02