羅愛國,馮 佳,胡變芳
(1.山西藥科職業(yè)學(xué)院食品工程系,山西太原030031;2.山西大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,山西太原030006;3.晉中學(xué)院生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,山西晉中030619)
(編輯 楊樂中)
貫眾(Cyrtomiumfortunei)為蕨類藥用植物,含有多酚、鞣質(zhì)、萜類、多糖、黃酮、鞣質(zhì)揮發(fā)油等活性成分[1~6],具有殺蟲、抗菌、抗腫瘤、抗病毒,促凝血、抗衰老等作用[7~12],常以根莖入藥,用于清熱解毒、殺蟲、止血等功效,廣泛用于中藥、化妝保健、農(nóng)藥等領(lǐng)域,應(yīng)用前景廣闊[13].總間苯三酚類化合物是貫眾主要活性成分之一,有驅(qū)蟲、抗腫瘤的功效.貫眾中活性成分含量不僅隨產(chǎn)地不同而有一定差異,同時(shí)不同提取條件對有效成分的影響也較大,直接影響藥用價(jià)值及其應(yīng)用效果.
目前貫眾的研究主要集中在藥理及化學(xué)成分等領(lǐng)域,對活性成分提取工藝研究不夠深入,貫眾藥材利用率較低.活性成分總間苯三酚類化合物(TBTPC)的提取大多采用回流提取、超聲提取、微波法提取等[14~16],但大多提取效率低.本文以河北辛集市收集的商品貫眾(綿馬貫眾)為材料,考察回流提取工藝參數(shù)對貫眾TBTPC浸出率的影響,有效提高了活性成分TBTPC的提取率,為貫眾的準(zhǔn)確用藥及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定等提供了科學(xué)依據(jù).
試劑:綿馬貫眾素ABBA標(biāo)準(zhǔn)品(上海士鋒生物科技有限公司),無水乙醚、乙酸乙酯等均為分析純;材料:河北辛集市收集的商品貫眾(經(jīng)鑒定為綿馬貫眾).
1.2.1樣品制備
將藥材貫眾洗凈,室溫下陰干,粉碎為粒徑為0.45 mm的粉末.稱取10.00 g,加入一定體積的無水乙醚,加熱回流提取一定時(shí)間,提取液離心5 min(10000 r/min),上清液經(jīng)減壓濃縮成流浸膏,在3℃下冷藏析出黃褐色沉淀,經(jīng)真空抽濾,用無水乙醚洗滌沉淀,得黃色結(jié)晶性粉末,再用乙酸乙酯加熱溶解,繼續(xù)在3℃下冷析,濾過,得黃色結(jié)晶,80℃烘干,制得TBTPC樣品,稱重后放入棕色試劑瓶,在4℃冷藏備用.
1.2.2總間苯三酚類化合物的含量測定
含量測定參照高增平[14]的研究方法并稍加修改.精密稱取綿馬貫眾素ABBA適量0.500 0 g,加入適量95%乙醇溶解,定量稀釋成濃度為0.5 g/L的標(biāo)樣,分別取此標(biāo)樣為0.00 mL、1.00 mL、2.00 mL、3.00 mL、4.00 mL、5.00 mL,加95%乙醇定容至100 mL,配制成不同濃度的對照品標(biāo)準(zhǔn)溶液.同時(shí)精密移取樣品0.025 0 g,加入95%乙醇溶解定容到1 L,制成樣品溶液.
分別取不同濃度的對照品標(biāo)準(zhǔn)溶液2.00 mL于10 mL具塞比色管中,加入5 mL堅(jiān)牢藍(lán)BB鹽溶液(0.5%),搖勻,室溫下靜置30 min,于476 nm下測定A,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線.按上述同樣步驟方法測定樣品溶液,得出TBTPC的含量.樣品測定試驗(yàn)重復(fù)三次.
1.2.3提取工藝優(yōu)化
1.2.3.1單因素試驗(yàn)
按照1.2.1方法分別選取料液比(x1)、提取溫度(x2)、提取時(shí)間(x3)三個(gè)條件作為考察因素,進(jìn)行TBTPC提取試驗(yàn),依1.2.2測定方法求得TBTPC含量,并計(jì)算提取率.試驗(yàn)重復(fù)三次,每個(gè)重復(fù)平行測定三次,結(jié)果取平均值.提取條件參數(shù)范圍選定見表1-3.
表1 考察溶劑用量對TBTPC產(chǎn)率的提取條件表
表2 考察提取溫度對TBTPC產(chǎn)率的提取條件表
表3 考察提取時(shí)間對TBTPC產(chǎn)率的提取條件表
1.2.3.2提取工藝優(yōu)化試驗(yàn)——響應(yīng)面設(shè)計(jì)
根據(jù)單因素考察,對提取工藝參數(shù)料液比(x1)、提取溫度(x2)、提取時(shí)間(x3)進(jìn)行Central Composite設(shè)計(jì),應(yīng)用響應(yīng)面法優(yōu)化回流提取工藝,確定最佳提取條件.各因素范圍實(shí)際值及標(biāo)準(zhǔn)化值見表4.
注:其中r值在p=3、m0=6時(shí)查表為1.682
1.2.4最優(yōu)提取條件試驗(yàn)驗(yàn)證
按照1.2.1試驗(yàn)方法,溶劑用量、提取溫度、提取時(shí)間均取最優(yōu)值,回流提取貫眾中活性成分TBTPC,得出提取率.試驗(yàn)重復(fù)五次,每個(gè)重復(fù)平行測定三次,并與理論值比較.
1.2.5數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)
用Design-Expert 7.0與origin 8.0軟件對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析處理,ANOVA方采用SPSS18.0進(jìn)行分析.
單因素試驗(yàn)結(jié)果見圖1.無水乙醚溶劑用量對TBTPC提取率的影響見圖1-A,隨溶劑用量的增加,提取率不斷升高,當(dāng)溶劑用量為400 mL時(shí),提取率為8.35%,之后趨于平緩,單因素方差分析表明溶劑用量400 mL與500 mL對TBTPC提取率影響無顯著差異(P>0.05),溶劑用量選用400 mL.
提取溫度對TBTPC提取率的影響見圖1-B,提取產(chǎn)率變化隨溫度升高呈先上升后緩慢下降趨勢,溫度的上升可有效加快分子運(yùn)動,使活性成分迅速溶解在溶劑乙醚,當(dāng)提取溫度為30℃時(shí),TBTPC的提取率達(dá)到8.04%,當(dāng)提取溫度為40℃,提取率開始下降,可能由于較高的溫度在一定程度上會破壞TBTPC酚羥基結(jié)構(gòu),所以,提取溫度選取30℃.
圖1-C表示TBTPC提取率隨提取時(shí)間的變化曲線,提取時(shí)間增加提取率呈上升趨勢,當(dāng)提取時(shí)間大于3 h,提取率的變化平緩,方差分析表明,提取時(shí)間為3h、4h及5h時(shí),對貫眾的TBTPC提取率的影響無顯著差異(P>0.05).考慮到節(jié)省提取時(shí)間,故選取3 h.
提取工藝響應(yīng)面法試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見表5,通過分析,建立回歸模型:y=-2.57895+0.011895x1+0.36736x2+1.57927x3+0.00002x1x2-0.00146x1x3-0.00988x2x3-0.00001x12-0.00508x22-0.11019x32,R2=0.9506.回歸模型方差分析結(jié)果見表6,模型的P<0.0001,失擬項(xiàng)的P>0.0001,方程擬合良好.分析可知提取工藝中,提取溫度(x1)對貫眾活性成分TBTPC提取率影響極其顯著(P=0.0058),同時(shí)溶劑用量(x2,P=0.0190)與提取時(shí)間(x3,P=0.0393)也具有顯著影響(P<0.05).在交互作用中,只有溶劑用量與提取時(shí)間具有顯著影響(P<0.05).
圖2提取工藝條件中溶劑用量、提取溫度、提取時(shí)間三個(gè)因素中,其中一因素為零水平值時(shí),另外兩因素間交互作用對TBTPC提取率影響響應(yīng)曲面圖.由圖2-A可知,當(dāng)提取時(shí)間為3 h,貫眾TBTPC的提取率受溶劑用量的提取率的影響并不明顯,但隨提取溫度增加先升高后緩慢降低,對提取率影響較大;而圖2-B表明,當(dāng)提取溫度不變時(shí),溶劑用量與提取時(shí)間的增加,增大了提取率;圖2-C可以看出,提取溶劑用量一定時(shí),提取率隨提取溫度先升快速高后緩慢降低,隨提取時(shí)間延長而緩慢增加.結(jié)果表明再次因素提取溫度對TBTPC提取率的影響極顯著.
圖1 不同提取條件單因素對貫眾TBTPC提取率的影響
通過Design Expert 7.0對提取工藝條件最優(yōu)化,得出最優(yōu)條件為:溶劑用量500 ml(貫眾物料為10.0 g),提取溫度為36.12℃,提取時(shí)間為1 h,貫眾中TBTPC的提取率可達(dá)8.5961%.
表5 通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)試驗(yàn)點(diǎn)及結(jié)果
表6 回歸模型方差分析表
圖2 不同提取因素交互作用對TBTPC提取率的影響的3D響應(yīng)曲面
最優(yōu)條件下TBTPC提取率試驗(yàn)結(jié)果見表7.在最優(yōu)提取條件下,實(shí)測TBTPC提取率為8.570 5%(RSD=0.004 6%),與提取率理論值8.596 1%相比,接近程度達(dá)99.70%,驗(yàn)證了回歸模型得出的最優(yōu)條件與實(shí)際相符,回歸模型可靠.
表7 最優(yōu)提取條件下TBTPC提取率結(jié)果表
本文主要通過響應(yīng)面法分析了加熱回流提取條件無水乙醚溶劑用量、提取溫度、提取時(shí)間對綿馬貫眾活性物質(zhì)TBTPC的顯著性影響分析,并優(yōu)化了提取工藝.三個(gè)因素對提取率影響的顯著性順序依次為:提取溫度>提取溶劑>提取時(shí)間,得出的最優(yōu)提取條件為提取溫度為36.12℃、溶劑用量為500 mL、提取時(shí)間為1 h,提取率可達(dá)8.5961%,經(jīng)驗(yàn)證回歸模型可靠.優(yōu)化后的提取工藝有效提高了貫眾活性成分TBTPC的提取率,同時(shí)很大程度上減少了回流提取時(shí)間,提取工藝簡單、快速、效果高.為貫眾的有效提取提供了可行的理論與實(shí)踐依據(jù),提高了商品貫眾的利用率.
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