邵 紅，劉 昊，趙自冰，常仁旭，陳 博，趙璧忱

（黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，黑龍江 大慶 163319）

正交設(shè)計(jì)法優(yōu)化黃芩苷微波提取工藝

邵 紅，劉 昊，趙自冰，常仁旭，陳 博，趙璧忱

（黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，黑龍江 大慶 163319）

為優(yōu)化黃芩中黃芩苷的最佳微波提取工藝，試驗(yàn)采用正交設(shè)計(jì)法，以黃芩苷得率作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，研究了微波功率、料液比、微波時(shí)間3種因素對(duì)黃芩苷微波提取工藝的影響。結(jié)果表明，各因素對(duì)黃芩苷得率的影響從大到小依次為：料液比、微波功率、微波時(shí)間；黃芩苷微波提取工藝最佳條件為：微波功率為650 W、料液比為1∶10、微波時(shí)間為6 min，此條件下黃芩苷的得率為9.30%，含量為96.69%。優(yōu)化的黃芩苷微波提取工藝穩(wěn)定可行。

黃芩苷；微波提?。徽辉囼?yàn)；工藝優(yōu)化

黃芩（Radix Scutellariae）為唇形科多年生草本植物，以其干燥根入藥[1]。黃芩中的主要黃酮類(lèi)化合物為黃芩苷，具有清熱解毒、涼血安胎等功效[2-3]。研究黃芩苷的提取工藝，對(duì)黃芩資源的綜合利用和黃芩苷藥理學(xué)研究有著十分現(xiàn)實(shí)的意義。王軼晶等[4]以黃芩苷純度與得率作為考察指標(biāo)，研究發(fā)現(xiàn)微波提取、超濾柱過(guò)濾后酸沉的提取方法強(qiáng)于傳統(tǒng)煎煮法的效果。韓忠明等[5]曾采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)黃芩中黃芩苷的微波提取工藝進(jìn)行優(yōu)化，但沒(méi)有對(duì)料液比、微波功率、微波時(shí)間3種工藝參數(shù)進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化。為此，筆者針對(duì)影響微波提取工藝的料液比、微波功率、微波時(shí)間3種工藝參數(shù)進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，旨在為黃芩資源的綜合利用和黃芩苷藥理學(xué)研究提供理論參考，并可為黃芩中黃芩苷的工廠化生產(chǎn)提供重要的借鑒與指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

黃芩購(gòu)于大慶市世一大藥房連鎖有限公司，經(jīng)黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)林春驛教授鑒定為正品黃芩。黃芩苷標(biāo)準(zhǔn)品購(gòu)于上海伊卡生物技術(shù)有限公司。鹽酸購(gòu)于天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司，無(wú)水乙醇購(gòu)于遼寧泉瑞試劑有限公司。

1.2 主要儀器

MM721AAU-PW型微波爐（廣東美的微波爐制造有限公司），KH5200DE型數(shù)控超聲波清洗器（昆山禾創(chuàng)超聲儀器有限公司），DK-S12電熱恒溫水浴鍋（上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司），UV8000型紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)（上海元析儀器有限公司）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 檢測(cè)波長(zhǎng)的確立精確稱取20.00 mg黃芩苷對(duì)照品，置1 000 mL量瓶中，加無(wú)水乙醇溶解定容，溶解過(guò)程采用超聲，制成每1 mL含20 μg的對(duì)照品溶液，以無(wú)水乙醇溶液為空白參比，應(yīng)用分光光度計(jì)于250～500 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)，進(jìn)行間距1.0 nm的全波長(zhǎng)掃描，選取最大吸收波長(zhǎng)為黃芩苷的檢測(cè)波長(zhǎng)。

1.3.2 線性回歸方程的建立取1.3.1中的對(duì)照品溶液分別于5個(gè)50 mL的容量瓶中，加無(wú)水乙醇溶解定容，依次稀釋為0.4、0.8、1.2、1.6和2.0 μg/mL。搖勻，放置10 min，以無(wú)水乙醇溶液為空白參比，應(yīng)用分光光度計(jì)于278 nm處測(cè)定其吸光度，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。以吸光度A為縱坐標(biāo)、黃芩苷對(duì)照品溶液濃度C（μg/mL）為橫坐標(biāo)建立線性回歸方程。

1.3.3 黃芩的預(yù)處理選取厚度為4～5 mm黃芩厚檔片，粉碎后過(guò)40目篩，將過(guò)篩后的黃芩粗粉分裝樣品袋中，備用。

1.3.4 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)參照賈艷萍等[6]方法與預(yù)試驗(yàn)的結(jié)果，選取微波功率、料液比、微波時(shí)間3個(gè)因素，每個(gè)因素3個(gè)水平。按L9（33）正交試驗(yàn)條件微波法提取黃芩中黃芩苷，沉淀用無(wú)水乙醇抽洗2～3次，干燥，以無(wú)水乙醇溶液為空白參比，應(yīng)用分光光度計(jì)在278 nm處測(cè)定黃芩苷乙醇溶液的吸光度值，根據(jù)線性回歸方程計(jì)算黃芩苷的含量。

表1 L9（33）正交試驗(yàn)因素與水平

1.3.5 黃芩苷的提取驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)稱取黃芩粗粉50.00 g，按照正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)所得最佳提取條件提取黃芩苷，提取液用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的鹽酸溶液調(diào)pH值至2.0，80℃水浴保溫30 min，室溫靜置，待沉淀完全析出后，用無(wú)水乙醇抽洗沉淀2～3次后，干燥得黃芩苷。

2 結(jié)果與分析

2.1 檢測(cè)波長(zhǎng)的選擇與標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立

由圖1可知，黃芩苷在250～500 nm范圍內(nèi)有2個(gè)吸收峰，分別在278和315 nm兩處，其中278 nm波長(zhǎng)處為最大吸收，故選定278 nm為黃芩苷的檢測(cè)波長(zhǎng)。以吸光度A為縱坐標(biāo)、黃芩苷標(biāo)準(zhǔn)品溶液質(zhì)量濃度C（μg/mL）為橫坐標(biāo)，黃芩苷的線性回歸方程為：Abs=0.039C+0.016 8，R2=0.980 2。在 0.4～2.0 μg/mL 濃度范圍內(nèi)與吸光度呈良好的線性關(guān)系。

圖1 黃芩苷對(duì)照品溶液的紫外光譜圖

2.2 黃芩苷的提取正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果

由 表 2可 知，I2A＞I3A＞I1A、I1B＞I2B＞I3B、I1C＞I2C＞I3C。因此，A、B、C 3個(gè)因素中最佳水平是A2、B1、C1，主次因素依次為：B＞A＞C，即料液比（B）＞微波功率（A）＞微波時(shí)間（C）。所以最佳提取工藝為A2B1C1，即微波功率為650 W、料液比為1∶10、微波時(shí)間6 min。由表3可知，因素A、B、C對(duì)黃芩苷得率差異無(wú)顯著性影響，對(duì)提取工藝無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表2 黃芩中黃芩苷提取正交試驗(yàn)結(jié)果

表3 黃芩中黃芩苷提取方差分析

2.3 驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)

在最佳提取工藝A2B1C1，即微波功率為650 W、料液比為1∶10、微波時(shí)間6 min的最優(yōu)條件下，提取液經(jīng)酸沉后，獲得黃芩苷的得率為9.30%，含量為96.69%，且含量接近于黃芩苷對(duì)照品含量。

3 結(jié)論與討論

微波能夠使中藥分子發(fā)生極化，細(xì)胞內(nèi)部壓力超過(guò)細(xì)胞壁原有承受能力，導(dǎo)致細(xì)胞破裂，進(jìn)而促進(jìn)中藥有效成分的溶出[7]。試驗(yàn)結(jié)果表明，微波功率的次序?yàn)椋篒2A＞I3A＞I1A，當(dāng)微波功率為650 W時(shí)，黃芩苷的溶出量最大。究其原因，當(dāng)微波功率為650 W時(shí)，電能轉(zhuǎn)變的熱能，可能使黃芩苷細(xì)胞壁最大程度破裂；當(dāng)微波功率小于650 W時(shí)，黃芩苷細(xì)胞壁可能未完全破裂；當(dāng)微波功率大于650 W時(shí)，電能轉(zhuǎn)化的熱能較大，可能對(duì)黃芩苷分子結(jié)構(gòu)造成破壞。

提取溶劑浸入植物的細(xì)胞使其內(nèi)部的藥物分子浸出[8]。試驗(yàn)結(jié)果表明，料液比的次序?yàn)椋篒1B＞I2B＞I3B，當(dāng)料液比為1∶10時(shí)，黃芩苷分子溶出量最大。究其原因，隨著提取溶劑的增加，黃芩苷分子的溶出量明顯上升，當(dāng)料液比達(dá)到時(shí)黃芩苷分子溶出量最大時(shí)，提取溶劑繼續(xù)增大不會(huì)引起黃芩苷分子溶出量的改變。

中藥在藥物提取過(guò)程中必須達(dá)到一定的提取時(shí)間，才能使中藥分子完全浸出。試驗(yàn)結(jié)果表明，微波時(shí)間的次序?yàn)椋篒1C＞I2C＞I3C，當(dāng)微波時(shí)間6 min時(shí)，黃芩苷分子溶出量最大。究其原因，微波時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)破壞黃芩中的黃芩苷分子結(jié)構(gòu)，進(jìn)而導(dǎo)致得率下降。以上研究結(jié)果表明，微波提取法是一種操作簡(jiǎn)單、污染小的中藥提取方法。

[1] 梁 英，王 志，韓魯佳. 黃芩中3種主要黃酮類(lèi)化合物的提取及測(cè)定[J]. 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，18（5）：73-76.

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[3] 李 帥，韓 梅，李岳樺. 藥用植物黃芩研究進(jìn)展[J]. 吉林農(nóng)業(yè)（學(xué)術(shù)版），2011，（4）312-314.

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[7] 李 靜. 黃芩苷的提取與純化方法的研究[D]. 濟(jì)南：山東大學(xué).

[8] 趙愛(ài)麗. 黃芩中黃芩苷的提取分離及測(cè)定方法的研究[D]. 長(zhǎng)沙：中南大學(xué).

Microwave Extraction Process of Baicalin by Orthogonal Design

SHAO Hong，LIU Hao，ZHAO Zi-bing，CHANG Ren-xu，CHEN Bo，ZHAO Bi-chen
（College of Animal Science and Veterinary Medicine, Heilongjiang Bayi Agricultural University, Daqing 163319, PRC）

The microwave extraction process of baicalin in Scutellaria baicalensis was optimized by experiment. The effects of microwave power, ratio of solid to liquid and microwave extraction time on the extraction process of baicalin were studied by orthogonal design and investigating yield index of baicalin. The influence order of each factor on the extracting of baicalin was that the ratio of solid to liquid,microwave power, microwave extraction time. The optimal microwave condition was as follows: the microwave power was 650W, the ratio of solid to liquid was 1:10 and the microwave extraction time was 6 min. Under these conditions, the yield of baicalin was 9.30%, and the baicalin content was 96.69%. The optimum microwave extraction of baicalin in process is stable and feasible.

baicalin; microwave extraction process; orthogonal test; process optimization

S853.74

A

1006-060X（2017）09-0092-03

10.16498/j.cnki.hnnykx.2017.009.025

2017-07-08

黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)研究生創(chuàng)新科研項(xiàng)目（YJSCX2017-Y26）

邵 紅（1971-），女，山東沂水縣人，高級(jí)實(shí)驗(yàn)師，研究方向：動(dòng)物藥學(xué)。

（責(zé)任編輯：夏亞男）