楊 敏,劉孟吉
(吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院,吉林 吉林 132001)
超聲波提取羊耳菊黃酮類(lèi)化合物的工藝研究
楊敏,劉孟吉
(吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院,吉林吉林132001)
為了研究羊耳菊最佳工藝,試驗(yàn)采用超聲的方法來(lái)提取羊耳菊中黃酮類(lèi)化合物,確定最佳的提取工藝條件。試驗(yàn)采用單因素和正交試驗(yàn),分析乙醇濃度、料液比、提取時(shí)間及提取溫度等四個(gè)因素對(duì)黃酮類(lèi)化合物含量的影響,優(yōu)化提取工藝條件。結(jié)果表明:乙醇濃度60%,料液比為1:10、提取時(shí)間為10min、提取溫度為60℃,黃酮含量可以達(dá)到69.82mg/g。優(yōu)選提取工藝簡(jiǎn)單可行,速度快,可提高葛花人參中有效成分的收率。
羊耳菊;超聲波;黃酮類(lèi)化合物;提取工藝
羊耳菊(Inula cappa(Buch-Ham)DC.),系菊科旋覆花屬植物,亞灌木,根狀莖粗壯[1]。具有除風(fēng)散寒,行氣止嘔,止汗,止瀉,止血的功效。臨床上用于治療感冒發(fā)燒、喉炎、咳嗽咳血、虛癆、心悸、月經(jīng)不調(diào)及產(chǎn)后流血等癥,療效肯定,具有很高的研究開(kāi)發(fā)價(jià)值[2]。其主要化學(xué)成分為黃酮類(lèi)化合物。黃酮類(lèi)化合物因其結(jié)構(gòu)和來(lái)源的不同,溶解性差異也很大,因此應(yīng)根據(jù)其極性和溶解性來(lái)選擇合適的提取溶劑[3]。本試驗(yàn)采用超聲提取方法,以黃酮類(lèi)化合物的含量主要考察指標(biāo),采用正交試驗(yàn)法探討了不同提取條件對(duì)黃酮含量的影響,為羊耳菊抗炎活性藥理研究奠定了基礎(chǔ)。
1.1材料
羊耳菊在吉林大藥房購(gòu)買(mǎi),由武曉琳老師鑒定為羊耳菊。
蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品(中國(guó)藥品生物制品檢定所供紫外法含量測(cè)定用);95%乙醇溶液 (天津市光復(fù)科技發(fā)展有限公司);氫氧化鈉(分析純);亞硝酸鈉(分析純);硝酸鋁(分析純)
1.2儀器
766-2型遠(yuǎn)紅外輻射干燥箱 (南通科學(xué)儀器廠);ALC-310電子天平(上海精天電子儀器有限公司);LG-08A型高速萬(wàn)能粉碎機(jī) (天津市泰斯特儀器有限公司);試驗(yàn)篩(新鄉(xiāng)市同心機(jī)械有限責(zé)任公司);UY-1700紫外可見(jiàn)分光光度計(jì) (日本島津);SHB-III型循環(huán)水式多用真空泵 (鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司);SY-360超聲波清洗機(jī)(上海寧商超聲儀器有限公司)。
2.1工作曲線回歸方程的建立
將蘆丁干燥至恒重,制成標(biāo)準(zhǔn)樣品,精密稱(chēng)取蘆丁10mg,用60%的乙醇溶解并稀釋至50mL。作為蘆丁標(biāo)準(zhǔn)液。精密量取0,1,2,3,4,5mL蘆丁標(biāo)準(zhǔn)液,分別置100mL容量瓶中,加5%亞硝酸鈉溶液1mL,混勻,放置6min,加10%硝酸鋁溶 1mL,混勻,放置6min,加氫氧化鈉試液10mL,再加水至刻度,搖勻,放置15min,以試劑空白作參比,用分光光度法分別在500nm處測(cè)定吸光度,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。
2.2羊耳菊中黃酮類(lèi)化合物的提取
2.2.1提取物的制備
準(zhǔn)確稱(chēng)取羊耳菊粉末4g,加入60%乙醇溶液80mL,在溫度為60℃、頻率35KHZ、功率360W的情況下提取15min,減壓抽濾,將濾液轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶中定容至刻度,備用。
2.2.2樣品黃酮含量測(cè)定
精確量取0.5mL樣品液至25mL容量瓶中,加入5%的NaNO2溶液1mL,搖勻,放置6min,加10% Al(NO3)3溶液1mL,搖勻,放置6 min,加4%NaOH溶液10mL,然后用60%乙醇稀釋至刻度,搖勻,放置15min。用分光光度法在波長(zhǎng)為500nm處測(cè)定吸光度,根據(jù)回歸方程計(jì)算樣品中黃酮類(lèi)化合物含量[4]。
2.3單因素試驗(yàn)
2.3.1乙醇濃度對(duì)黃酮提取效果的影響
改變乙醇溶液濃度其他條件不變,分別加入40%、50%、60%、70%、80%乙醇溶液80ml進(jìn)行提取,測(cè)定吸光度值,計(jì)算黃酮含量。
2.3.2料液比對(duì)黃酮提取效果的影響
改變料液比其他條件不變,用不同的料液比(1:3、1:6、1:9、1:12、1:15)進(jìn)行提取,測(cè)定吸光度值,計(jì)算黃酮含量。
2.3.3超聲波提取時(shí)間對(duì)黃酮提取效果的影響
改變提取時(shí)間其他條件不變,分別提取10min、15min、20min、25min、30min。測(cè)定吸光度值,計(jì)算黃酮含量。
2.3.4超聲波提取溫度對(duì)黃酮提取效果的影響
改變提取溫度其他條件不變,分別用提取溫度為40℃、50℃、60℃、70℃、80℃進(jìn)行提取,測(cè)定吸光度值,計(jì)算黃酮含量。
2.4正交試驗(yàn)
以乙醇為浸提溶劑,采用超聲波提取法,設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)考察溶劑濃度、提取時(shí)間、料液比、溫度這4個(gè)因素,每個(gè)因素取3個(gè)水平,以黃酮含量為考察標(biāo)準(zhǔn),優(yōu)選出最佳提取條件。選L9(34)作正交試驗(yàn),統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)結(jié)果。
3.1蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作
用Excel軟件進(jìn)行線性回歸分析,得線性回歸方程,繪制蘆丁濃度C與吸光度的標(biāo)準(zhǔn)曲線。測(cè)得值最小二乘法進(jìn)行線性回歸,分析得回歸方程y= 1.0412x+6.1×10-3,相關(guān)系數(shù)R2=0.9993,說(shuō)明其線性關(guān)系良好。
3.2單因素試驗(yàn)結(jié)果
3.2.1乙醇濃度對(duì)黃酮提取影響結(jié)果
圖1 乙醇濃度對(duì)總黃酮提取的影響曲線
由圖1可見(jiàn)總黃酮含量隨著乙醇濃度增加而逐漸增長(zhǎng),但當(dāng)乙醇濃度達(dá)到60%時(shí)黃酮提取率反而降低。這是因?yàn)殡S著乙醇濃度的增大,會(huì)使提取品中雜質(zhì)含量增加,有效成分含量反而降低,影響提取物有效含量。所以設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)乙醇濃度三個(gè)水平為50%、60%、70%。
3.2.2料液比對(duì)黃酮提取的影響結(jié)果
圖2 料液比對(duì)黃酮提取的影響
由圖2可以看到黃酮含量隨料液比增加變化不大,極差僅為0.81,料液比在1:25時(shí)黃酮含量最高。所以將料液比不作為考察因素,將其作為空白組??紤]實(shí)際操作中料液比過(guò)小時(shí),提取劑太少不利于過(guò)濾分離,提取劑太多過(guò)濾時(shí)間太長(zhǎng)。所以選擇料液比在1:9。
3.2.3超聲波提取時(shí)間對(duì)黃酮提取的影響結(jié)果
圖3 提取時(shí)間對(duì)黃酮提取的影響
由圖3可知10~15min時(shí)黃酮含量增加明顯,之后黃酮含量變化不大。由此可以看出,15min之后再延長(zhǎng)提取時(shí)間對(duì)黃酮含量影響不大。造成提取物在超聲作用達(dá)到一定時(shí)間后,黃酮含量增加緩慢或呈下降趨勢(shì)的原因可能是在長(zhǎng)時(shí)間超聲作用下,黃酮含量逐漸向極限值靠近,致使提黃酮含量增幅降低。同時(shí)超聲作用時(shí)間太長(zhǎng),會(huì)使提取粗品中雜質(zhì)含量增加,有效成分含量反而降低,影響提取物有效含量。所以選擇提取時(shí)間為10、15、20min為正交試驗(yàn)的三個(gè)水平。
3.2.4超聲波提取溫度對(duì)黃酮提取的影響結(jié)果
圖4 超聲波提取溫度對(duì)黃酮提取的影響
有圖4可見(jiàn)當(dāng)溫度在60℃時(shí)黃酮含量達(dá)到最大值,之后黃酮含量反而降低。這可能是因?yàn)殡S著溫度的提高,雜質(zhì)的溶出也相應(yīng)增加,致使黃酮含量的提取逐漸降低。所以選擇50、60、70℃為正交試驗(yàn)的三個(gè)水平。
3.3正交試驗(yàn)結(jié)果分析
由單因素試驗(yàn)可看出料液比對(duì)黃酮含量影響不大,因此將料液比作為空白組。即以乙醇濃度(因素A)、提取時(shí)間(因素B)、提取溫度(因素C)進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì),同時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析,因素水平安排表見(jiàn)表1,正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見(jiàn)表2。
表1 正交試驗(yàn)因素與水平安排表
表2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果
通過(guò)正交試驗(yàn)和數(shù)據(jù)處理(表3)考慮A、B、C三因素在三個(gè)水平上的變化,得出最佳提取條件,由極差分析可以看出,影響提取羊耳菊中黃酮類(lèi)化合物含量的因素主次順序?yàn)锳>C>B。從平均黃酮含量看,A2B1C2提取條件最好,即乙醇濃度為60%、提取時(shí)間為10min、提取溫度為60℃的時(shí)候提取條件最好。
表3 方差分析
由表3方差分析可知,乙醇濃度對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響非常顯著,提取溫度對(duì)黃酮含量比較顯著。由此得出結(jié)論3種因素顯著性的強(qiáng)弱依次為:乙醇濃度>提取溫度>提取時(shí)間。因此提取條件最好,即乙醇濃度為60%、提取時(shí)間為10min、提取溫度為60℃的時(shí)候提取條件最好。
3.4最佳工藝試驗(yàn)驗(yàn)證
取三份羊耳菊粉末各4.00g,按照最佳提取條件平行操作測(cè)定吸光度,并計(jì)算平均黃酮含量為67.32mg/g,3次實(shí)驗(yàn)結(jié)果經(jīng)計(jì)算RSD=0.797%。實(shí)驗(yàn)工藝條件重現(xiàn)性好,因此以正交實(shí)驗(yàn)確定的最優(yōu)組合為最佳提取工藝條件,見(jiàn)表4。
表4 驗(yàn)證試驗(yàn)
本實(shí)驗(yàn)是以羊耳菊為原料,利用超聲波對(duì)黃酮類(lèi)化合物提取工藝進(jìn)行研究。通過(guò)單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)考察不同因素對(duì)羊耳菊提取液中黃銅類(lèi)化合物含量的影響。最佳工藝條件為:乙醇濃度為60%,料液比為1:9、提取時(shí)間為10min、提取溫度為60℃,黃酮含量可達(dá)69.82mg/g。其中乙醇濃度對(duì)黃酮提取影響最為顯著。
根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)記載,與傳統(tǒng)的回流浸提法相比較,超聲波法提取法操作簡(jiǎn)單、省時(shí),提高了有效成分的提取率、原料的利用率。
[1] 中國(guó)科學(xué)院中國(guó)植物志編輯委員會(huì).中國(guó)植物志(第75卷)[M].北京:科學(xué)出版社,1985:271.
[2] 中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥用植物資源開(kāi)發(fā)研究所,等編著.中藥志(Ⅳ)(第二版)[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,1988:368.
[3] 李勝華.超聲波提取魚(yú)腥草葉總黃酮優(yōu)化工藝研究[J].食品科學(xué),2006,27(12):270-273.
[4] 喬俊纏.線葉菊總黃酮含量測(cè)定[J].中草藥,1998,29(7):453-454.
R284.1