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        正交試驗(yàn)法優(yōu)化呼倫貝爾野生柴胡總皂苷的提取工藝

        2020-11-18 05:55:58鄧慶華李敬聰
        關(guān)鍵詞:柴胡皂苷化學(xué)試劑總皂苷

        鄧慶華 李敬聰

        (呼倫貝爾學(xué)院 內(nèi)蒙古 海拉爾 021008)

        前言

        柴胡作為中國的傳統(tǒng)中藥材之一,它的藥用歷史十分久遠(yuǎn),需求較高,用途十分廣泛,好處繁多。柴胡具有和解表里、疏肝解郁、舉陰盛陽之功效。而柴胡的主要藥效物質(zhì)是柴胡皂苷和揮發(fā)油等。其中,柴胡皂苷主要為三萜皂苷,對感冒發(fā)熱、胸脅脹痛、月經(jīng)不調(diào)等具有十分重要的作用。鑒于柴胡及其活性成分的藥理研究發(fā)現(xiàn),提示柴胡有可能開發(fā)成為治療包括癌癥、肝炎、精神抑郁和癲癇病等多種疾病的創(chuàng)新藥物[1]?,F(xiàn)如今,對于柴胡的利用,不再局限于傳統(tǒng)的對藥材的直接煎煮,而是通過各種方法將柴胡中的有效成分提取出來,制成藥品。目前對于柴胡有效成分的提取方法已有浸漬法、滲漉法、回流法、正丁醇萃取法、甲醇或乙醇提取—乙醚或丙酮沉淀法、異丙酮溶解重結(jié)晶法、超聲提取法、大孔吸附樹脂法、微波輔助提取技術(shù)、超臨界CO2萃取法、膜技術(shù)、水提技術(shù)[2][3]。但是,由于柴胡生長緩慢,市場需求較大,供不應(yīng)求。長期采挖,導(dǎo)致野生資源和環(huán)境遭到破壞。

        因此,為節(jié)省資源、提高以柴胡皂苷為主要成分的藥劑的生產(chǎn)率,降低生產(chǎn)成本,本試驗(yàn)采用呼倫貝爾陳巴爾虎旗野生柴胡為研究對象,陳巴爾虎旗位于內(nèi)蒙古呼倫貝爾市西北部,地處呼倫貝爾大草原腹地,地理坐標(biāo)為北緯48°48′~50°12′,東經(jīng)118°22′~121°02′,地勢由西北向東南逐漸降低,年平均風(fēng)速為3.5m/s,屬于中溫帶半溫潤和半干旱大陸性氣候,野生藥材十分豐富。本試驗(yàn)以溶劑的濃度、提取時間、料液比、和PH四個因素進(jìn)行正交試驗(yàn),采用紫外分光光度法測定柴胡總皂苷的含量,對柴胡總皂苷的提取工藝進(jìn)行優(yōu)化,為呼倫貝爾地區(qū)野生柴胡的利用提供參考。

        1 儀器與藥品

        柴胡皂苷a對照品(成都曼斯特生物有限公司),丙二醇(天津市大茂化學(xué)試劑廠),無水乙醇(天津市天利化學(xué)試劑有限公司),甲醇(天津市大茂化學(xué)試劑廠),正丁醇(科密歐化學(xué)試劑有限公司),石油醚(天津市天力化學(xué)試劑有限公司),磷酸(天津市宇精細(xì)化工有限公司),氨水(天津市密歐化學(xué)試劑有限公司),對二甲氨基苯甲醛(天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司),紫外分光光度計(jì)(北京普析通用儀器有限責(zé)任公司TU-1810PC),旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(上海亞榮生化儀器廠RE-52AA)。

        2 研究方法

        2.1樣品處理:將采集好的柴胡根部洗凈后于60℃下進(jìn)行烘干至恒重、粉碎備用。使用相應(yīng)濃度的乙醇溶液浸泡2小時。

        2.2正交試驗(yàn)因素水平的設(shè)定

        選用乙醇為提取溶劑,選取溶劑的濃度、提取時間、PH和料液比四個因素,每個因素選取三個水平,見表1。

        表1 正交試驗(yàn)因素及水平

        2.3制備對照品溶液:精密稱取柴胡皂苷a 10.00mg置5mL容量瓶中,加甲醇溶解并定容至刻度,搖勻,即得柴胡皂苷a 對照溶液。

        2.4標(biāo)準(zhǔn)曲線的制備:精密吸取0、0.2、0.4、0.6、0.8和1ml制備好的對照樣品溶液置于試管中,編號。向每只試管中分別加入1ml對二甲氨基苯甲醛乙醇溶液,搖勻,在70℃恒溫水浴鍋中水浴加熱10min后取出,冷卻至室溫。在向每只試管中加入5.0ml磷酸,在70℃恒溫水浴鍋中水浴加熱10min后取出,冷卻至室溫后用甲醇定容10ml。將液體分別置于比色皿中,在536nm處測定吸光度。以吸光度A為縱坐標(biāo),柴胡皂苷a的濃度(mg/ml)為橫坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線[4-6]。見圖1。

        圖1 標(biāo)準(zhǔn)曲線

        通過圖1可以得出標(biāo)準(zhǔn)曲線為A=3.5871C+0.013,R2=0.9941。柴胡皂苷在0~0.2mg/ml范圍呈現(xiàn)出良好線性關(guān)系。

        2.5正交試驗(yàn):根據(jù)因素水平表,選用L9(34)表進(jìn)行試驗(yàn)。提取液減壓濃縮后用石油醚萃取三次每次10ml,棄石醚油后用水飽和正丁醇萃取三次。合并正丁醇,減壓濃縮干燥后殘?jiān)眉状既芙獠⒍ㄈ葜?5ml[4][7]。采用紫外分光光度法測定536nm處吸光度。

        3 結(jié)果與分析

        按照L9(34)正交表進(jìn)行試驗(yàn),結(jié)果見表2。

        表2 正交試驗(yàn)結(jié)果

        續(xù)表2

        由表2可知,四個因素對柴胡總皂苷提取效率的影響順序?yàn)椋禾崛r間>料液比>PH>溶劑濃度。其中溶劑濃度的三個均值中k2最大,同理得出提取時間k3、料液比k3和PH k3的均值最大。所以,柴胡總皂苷的最佳的提取工藝是PH為10~11,8倍料液比、75%乙醇、提取3小時。

        以極差最小的溶劑濃度一列作為誤差列,對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析,見表3。

        表3 方差分析

        由表3可知,提取時間和料液比對柴胡總皂苷提取效率的影響差異顯著P<0.05;提取溶液PH對柴胡總皂苷提取效率的影響差異不顯著P>0.05。結(jié)果表明提取時間和料液比對柴胡總皂苷的提取效率影響較大,提取溶劑的PH對柴胡總皂苷的提取效率影響不大。

        4 討論與結(jié)論

        在選擇的四個因素即提取時間、提取溶劑的濃度、料液比與PH中,提取時間和料液比對柴胡總皂苷提取效率的影響差異顯著;提取溶液PH對柴胡總皂苷提取效率的影響差異不顯著。提取時間對柴胡總皂苷提取效率影響最大,但是通過對試驗(yàn)數(shù)據(jù)的觀察,提取時間為3h所得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)并沒有比提取時間為2h高出太多,這可能與柴胡皂苷的性質(zhì)有關(guān),柴胡皂苷長時間受熱會分解,從而導(dǎo)致柴胡總皂苷提取率降低,與張玲[8]等研究一致。而且柴胡總皂苷作為柴胡的主要有效物質(zhì),它和柴胡的藥效息息相關(guān),所以,要在盡可能的減少柴胡總皂苷因?yàn)槭軣岱纸獾那闆r下來延長提取時間,確保將柴胡總皂苷充分提取出來。以免因?yàn)樘崛r間過長,導(dǎo)致柴胡總皂苷分解,形成對藥材的浪費(fèi)。張國松[9]等在其試驗(yàn)結(jié)果的方差分析中顯示提取時間并沒有顯著差異,而本試驗(yàn)中提取時間具有顯著差異,這可能是由于時間水平的設(shè)置所造成的影響。張國松[9]等設(shè)計(jì)的時間水平間距較小,可能造成區(qū)分度不夠高,最終導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果顯示為提取時間對柴胡總皂苷的提取率影響不大。所設(shè)定的PH的三個梯度對最終試驗(yàn)結(jié)果影響不顯著,柴胡皂苷在弱堿的環(huán)境下穩(wěn)定,堿性太強(qiáng)反而可能不利于保持柴胡皂苷的穩(wěn)定性,這與張國松[9]等研究一致。提取溶劑的濃度對柴胡總皂苷的提取效率影響不大,造成這種現(xiàn)象的原因可能是由于柴胡皂苷在一定濃度的醇溶液中有沉淀損失,這與張玲[10]等人的研究一致。

        本試驗(yàn)從影響柴胡總皂苷的四個因素(提取時間,提取溶劑的濃度,料液比以及PH)入手,用正交試驗(yàn)法對柴胡總皂苷的提取工藝進(jìn)行優(yōu)化,結(jié)合極差分析、方差分析,以減少生產(chǎn)成本、保護(hù)環(huán)境為本,最終確定了柴胡總皂苷的最佳提取工藝為采用75%的乙醇為溶劑、8倍料液比、PH在8~9之間提取3個小時。

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