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        五味子主要有效成分的綜合提取方法

        2014-08-12 09:54:49程振玉楊英杰劉治剛等
        江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2014年6期
        關(guān)鍵詞:木脂素五味子揮發(fā)油

        程振玉+楊英杰+劉治剛+等

        摘要:五味子先經(jīng)水蒸氣蒸餾提取揮發(fā)油并收集后,再將水提液與藥渣分離,對(duì)水提液濃縮后加入乙醇沉淀多糖,對(duì)藥渣采用超聲波-微波輔助乙醇溶液萃取木脂素。結(jié)果顯示,與未提揮發(fā)油而分別直接水提、醇提的五味子比較,該方法所獲得的五味子多糖、木脂素類成分含量均未有明顯變化。水蒸氣蒸餾法能同時(shí)提取五味子揮發(fā)油和多糖,剩余藥渣可作為原料,采用超聲波-微波法繼續(xù)提取木脂素,消耗時(shí)間短,溶劑用量小,操作簡(jiǎn)便。由此可知,該方法能節(jié)約資源,降低成本,充分提高藥用資源五味子的利用率。

        關(guān)鍵詞:五味子;揮發(fā)油;多糖;木脂素;超聲波-微波法;綜合提取

        中圖分類號(hào): R284.2文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A文章編號(hào):1002-1302(2014)06-0273-03

        收稿日期:2013-10-08

        作者簡(jiǎn)介:程振玉(1986—),男,碩士研究生,研究方向?yàn)樘烊划a(chǎn)物化學(xué)。E-mail:844503608@qq.com。

        通信作者:楊英杰。E-mail:yanghjm@163.com。五味子是五味子科植物五味子(Schisandra chinensis Baill)的干燥成熟果實(shí),主產(chǎn)于吉林、遼寧、黑龍江、內(nèi)蒙古等地[1]。五味子具有很高的藥用價(jià)值,《中華人民共和國(guó)藥典》(2010年版)中明確指出五味子具有收斂固澀、益氣生精、補(bǔ)腎寧心之功效,用于久嗽虛喘、夢(mèng)遺滑精、遺尿尿頻、久瀉不止、盜汗、短氣脈虛、心悸失眠等癥[2-3]。五味子除藥用外,還可以作為調(diào)味劑和食品添加劑用于燉魚燉肉、熬湯、熬粥、泡茶、加工酸奶等果汁飲料[4-6]?,F(xiàn)代藥理研究表明,多糖、揮發(fā)油、木脂素[7-9]是五味子的主要活性成分。其中,木脂素尤其是聯(lián)苯環(huán)辛烯類木脂素(其成分包括五味子醇甲、五味子酯甲、五味子甲素、五味子乙素和五味子丙素)[10],除了具有保肝降酶、止咳、抗炎消毒作用外,還具有抗氧化、抗衰老、抗癌癥、消除疲勞、增強(qiáng)機(jī)體免疫力等活性[6,8],已廣泛用于臨床治療。多糖具有與之類似的活性,且對(duì)糖尿病有顯著的治療效果。揮發(fā)油具有良好的鎮(zhèn)咳作用,其效力相當(dāng)于75%的可待因[11]。五味子醇甲、五味子酯甲等木脂素類成分在傳統(tǒng)提取方法中主要采用冷浸法、回流法和滲漉法等,這些方法提取時(shí)間長(zhǎng)、活性成分提取率低;超聲波-微波協(xié)同萃取新技術(shù)將超聲波與微波2種作用相結(jié)合,充分利用超聲波振動(dòng)的空化作用和微波的高能作用,克服了常規(guī)超聲波和微波萃取的不足之處,具有溶劑用量少、提取時(shí)間短、提取效率高、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn);RP-HPLC分析方法準(zhǔn)確、靈敏度高、重現(xiàn)性好。本研究對(duì)五味子木脂素的萃取方法進(jìn)行了改良,建立了超聲波-微波協(xié)同萃取-高效液相色譜同時(shí)檢測(cè)5種木脂素的方法。關(guān)于五味子木脂素、揮發(fā)油、多糖提取方面的相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道較多,但是對(duì)上述活性物質(zhì)的提取都是分開進(jìn)行的,某單一成分提取后的藥渣往往被作為廢棄物扔掉,嚴(yán)重浪費(fèi)了五味子的藥用資源,因此研究綜合利用五味子的意義越來越重要,一種綜合提取木脂素、揮發(fā)油、多糖的新方法亟需建立。本研究先采用水蒸氣蒸餾法提取揮發(fā)油,再將水提液與藥渣分離,對(duì)水提液進(jìn)行醇沉,對(duì)藥渣采用超聲波-微波法再次提取。通過將本提取方法與未提油而分別直接水提、醇提五味子的方法進(jìn)行比較,探討五味子揮發(fā)油、多糖與木脂素綜合提取新方法的可行性。

        1材料與方法

        1.1儀器

        P230依利特高效液相色譜儀,EC2000色譜工作站,配UV-230+紫外可見檢測(cè)器,722型-可見分光光度計(jì)(上海欣茂儀器有限公司),CW-2000A超聲波-微波協(xié)同萃取/反應(yīng)儀(中山大學(xué)-上海新拓分析儀器科技有限公司),RT-08多功能粉粹機(jī)(榮聰精密科技有限公司),RE-52A旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(上海亞榮生化儀器廠),Allegra 64R離心機(jī)(BACKMAN公司),SHZ-D循環(huán)水式真空泵(河南省鞏義市英峪儀器一廠)。

        1.2藥品及試劑

        五味子藥材購(gòu)買于吉林省通化市,產(chǎn)地為長(zhǎng)白山地區(qū),經(jīng)吉林化工學(xué)院環(huán)境與生物工程學(xué)院隋新副教授鑒定為五味子的干燥果實(shí)。

        對(duì)照品五味子酯甲、五味子甲素、五味子乙素來自中國(guó)藥品生物制品檢定所,五味子醇甲、五味子丙素來自上海源葉生物科技有限公司。甲醇、乙腈為色譜純,其余試劑為分析純,試驗(yàn)用水為超純水。

        1.3測(cè)定項(xiàng)目與方法

        1.3.1五味子木脂素含量的測(cè)定

        1.3.1.1高效液相色譜條件Hypersil ODS C18柱(4.6 mm×250 mm×5 μm)。流動(dòng)相為乙腈(A)和水(B):0~10 min,40%~55%A;10~20 min,55%~68% A;20~25 min,68%~74% A;25~32 min,74%~75% A;32~37 min,75%~100% A;37~48 min,100%A;48~48.1 min,100%~40%A;48.1~65 min,40%A。檢測(cè)波長(zhǎng)225 nm,柱溫25 ℃,進(jìn)樣量20 μL。

        1.3.1.2木脂素標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立取置于干燥器中48 h以上的各對(duì)照品,精確適量稱取,分別加甲醇溶解并定容,得到1.023 mg/mL五味子醇甲、1.046 mg/mL五味子酯甲、1.261 mg/mL 五味子甲素、1.104 mg/mL五味子乙素、1.026 mg/mL 五味子丙素單對(duì)照品儲(chǔ)備液。

        分別精確量取各對(duì)照品儲(chǔ)備液適量,依次配成質(zhì)量濃度為204.6、209.2、252.2、220.8、205.2 μg/mL的五味子醇甲、五味子酯甲、五味子甲素、五味子乙素、五味子丙素混合對(duì)照品溶液。先用2倍稀釋法連續(xù)稀釋3次后,再采用5倍稀釋法連續(xù)稀釋2次,得到6個(gè)濃度的混合對(duì)照品溶液。按照“131”高效液相色譜條件進(jìn)樣,以各木脂素相應(yīng)的峰面積y為縱坐標(biāo)、質(zhì)量濃度x(μg/mL )為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,結(jié)果見表1。表15種木脂素的回歸方程、相關(guān)系數(shù)、線性范圍、檢測(cè)限和檢出限endprint

        (μg/mL)五味子醇甲y=97.178x+317.020.999 21.0~204.60.041 50.123 6五味子酯甲y=97.787x+73.3830.999 91.0~209.20.047 60.141 5五味子甲素y=107.48x-427.320.999 91.3~252.20.031 80.098 3五味子乙素y=103.35x-102.400.999 81.1~220.80.029 20.087 9五味子丙素y=106.91x-60.7840.999 81.0~205.20.050 70.152 1

        1.3.2五味子多糖含量的測(cè)定按照苯酚-硫酸法[12],以葡萄糖為標(biāo)準(zhǔn)樣,在最大吸收波長(zhǎng)490 nm處測(cè)定吸光度。以吸光度D為縱坐標(biāo)、葡萄糖濃度C(g/mL)為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,回歸方程為D=0.009 9C-0.017 9,決定系數(shù)r2=0999 7。

        多糖得率=多糖質(zhì)量藥材質(zhì)量×100%

        1.3.3揮發(fā)油、多糖與木脂素單一成分提取

        1.3.3.1水蒸氣蒸餾法提取揮發(fā)油五味子粉碎,過120目篩,于 60 ℃下烘干,精確稱取一定的量,參照沈文等優(yōu)化的方法[13],按料液比1 g ∶5 mL加入蒸餾水,浸泡1 h,水蒸氣蒸餾5 h,靜置1 h,收集揮發(fā)油,加入無水硫酸鈉脫水干燥,備用。

        1.3.3.2回流法提取多糖五味子粉碎,過120目篩,于60 ℃下烘干,精確稱取10.0 g,根據(jù)郭志欣等報(bào)道的五味子多糖的最佳提取工藝[14],按照料液比1 g ∶30 mL加入蒸餾水,于100 ℃下回流提取4 h,提取液經(jīng)離心后收集上清液,用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮至1 g ∶2 mL(粉末質(zhì)量 ∶濃縮液體積),加無水乙醇至體積分?jǐn)?shù)為80%[15],4 ℃下靜置過夜,離心,沉淀用無水乙醇洗滌數(shù)次,真空干燥得粗多糖。取適量,用蒸餾水溶解,記為多糖提取液Ⅰ,含量測(cè)定結(jié)果見圖1。

        1.3.3.3超聲波-微波協(xié)同法萃取木脂素五味子粉碎,過120目篩,60 ℃烘干后精確稱取10.0 g,通過設(shè)計(jì)響應(yīng)面試驗(yàn)對(duì)超聲波-微波萃取木脂素工藝進(jìn)行優(yōu)化,確定按照料液比1 g ∶10 mL加入80%乙醇,在超聲波頻率、功率分別為40 kHz、50 W條件下,以150 W的微波功率萃取10 min,減壓抽濾,燒瓶及藥渣添加少量提取溶劑洗滌數(shù)次,繼續(xù)抽濾,合并全部濾液;用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮,干燥得木脂素浸膏;精確稱取少量木脂素浸膏,用甲醇溶解,配成一定濃度,記為木脂素提取液Ⅰ,取少量過0.22 μm尼龍微孔濾膜,進(jìn)樣20 μL,高效液相色譜檢測(cè),木脂素色譜分離圖和含量分別見圖2-A和表2。

        2揮發(fā)油與木脂素、多糖綜合提取試驗(yàn)

        提取揮發(fā)油的藥渣,60 ℃恒溫干燥24 h,重新粉碎直至完全過120目篩,一份加入300 mL蒸餾水,按照“1.3.3.2”節(jié)所述方法回流提取結(jié)束,加入乙醇沉淀過夜,沉淀用無水乙醇洗滌數(shù)次后,取適量配成一定濃度溶液,記為多糖提取液Ⅲ,含量測(cè)定結(jié)果見圖1;另一份加入100 mL 80%乙醇溶液,按照“1.3.3.3”節(jié)所述,超聲波-微波法協(xié)同萃取,干燥得木脂素浸膏,然后取適量用甲醇溶解,取少量過0.22 μm尼龍微孔濾膜,記為木脂素提取液Ⅲ,進(jìn)樣20 μL,高效液相色譜檢測(cè),木脂素色譜分離圖和含量分別見圖2-C和表2。

        提油藥渣(多糖提取液Ⅲ)中多糖含量?jī)H為0.09%,而從提油藥渣分離的水溶液中(多糖提取液Ⅱ)的多糖含量與直接從五味子提取的量(多糖提取液Ⅰ)沒有差別,表明水蒸氣蒸餾法提取五味子揮發(fā)油時(shí),多糖也完全浸出,并且充分溶解到水中,提取油后的藥渣幾乎不含多糖。因此可以采用先水蒸氣蒸餾提取揮發(fā)油,然后分離藥渣,水提液加入乙醇沉淀,精制多糖。

        圖2 -D為五味子醇甲、五味子酯甲、五味子甲素、五味子乙素和五味子丙素的混合標(biāo)準(zhǔn)樣色譜圖。從圖2 -A、2-B可以看出,直接醇提與提油后的藥渣醇提這2種方法所得木脂素色譜分離圖非常相近,沒有任何峰的缺失,且相同的峰對(duì)

        應(yīng)的面積基本相等。從圖2-C可以看出,木脂素提取液Ⅱ中只含有極少量的五味子醇甲,五味子酯甲、五味子甲素、五味子乙素和五味子丙素等其他木脂素類成分都不能檢測(cè)到。

        提油藥渣中只有五味子醇甲含量略有降低,其他木脂素的含量都沒有明顯變化。與原藥材的提取率相比,藥渣中5種木脂素的含量已經(jīng)超過95%,表明水蒸氣蒸餾法提取揮發(fā)油不會(huì)造成木脂素類成分的損失,因此可以采取揮發(fā)油與木脂素相結(jié)合的方法提高五味子資源的利用率。

        3結(jié)論與討論

        揮發(fā)油、多糖和木脂素是五味子的主要活性成分,本研究首次對(duì)五味子揮發(fā)油提取前后多糖與木脂素含量的變化進(jìn)行了整體分析。結(jié)果顯示,揮發(fā)油提取后,木脂素類化合物含量沒有明顯變化,多糖類物質(zhì)的含量急劇降低。但是,經(jīng)過對(duì)藥渣中殘留的水溶液進(jìn)行檢測(cè)后發(fā)現(xiàn),其中所含的多糖類物質(zhì)與五味子直接水提的含量沒有差別,表明水蒸氣蒸餾法提取揮發(fā)油時(shí),多糖類物質(zhì)已經(jīng)被完全提取出來且轉(zhuǎn)移到水中。由此可知,五味子可以通過水蒸氣蒸餾法同時(shí)獲得多糖和揮發(fā)油,剩余殘?jiān)鳛樵侠^續(xù)提取木脂素,使有效成分得到綜合利用。該方法節(jié)約了資源,降低了成本,提高了藥材的利用率,為以后工業(yè)化五味子的綜合利用提供了數(shù)據(jù)支撐。

        試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),提油的五味子藥渣醇提取液中,五味子甲素與五味子乙素之間出現(xiàn)了1個(gè)新峰,且面積比較大(相對(duì)含量比較高),但是其他木脂素類物質(zhì)的峰數(shù)并沒有減少,且面積也未發(fā)生顯著差異,說明這種物質(zhì)不是木脂素類成分間異構(gòu)化造成的,可能是因?yàn)樗魵庹麴s溫度高,且時(shí)間長(zhǎng),導(dǎo)致熱穩(wěn)定性差的其他類物質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生轉(zhuǎn)化而生成,該物質(zhì)具體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)有待于后續(xù)分離單體,或通過液-質(zhì)連用技術(shù)進(jìn)一步研究。

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