臧青民, 何玉妃, 章燁雯 , 呂其壯, 盧成淑
(玉林師范學(xué)院生物與制藥學(xué)院,廣西玉林 537000)
中草藥飼料添加劑是將中獸醫(yī)理論結(jié)合于畜牧養(yǎng)殖,起到防治疾病、增強生產(chǎn)性能以及提高飼料品質(zhì)作用的一類添加劑 (張新連,2019; 張亮,2017),具有天然、綠色的特點,兼具藥物和營養(yǎng)的雙重性(孫曉磊,2021;宿國強等,2021)。 目前,中草藥飼料添加劑多為粗制品,即原料藥粉碎、攪拌后直接添加在飼料中,這種方法投用量較大,不利于生產(chǎn)和運輸(張志強等,2019;車清明,2012)。因此采用提純、 精制等手段獲得中草藥中的有效成分, 加強提取工藝的研發(fā), 成為近年的研究熱點(夏詩琪等,2020;梁方方等,2019)。
復(fù)方柴胡飼料添加劑由柴胡等中草藥組成。柴胡是傘形科植物柴胡(Bupleurum chinese DC.)的干燥根 (中國藥典,2020), 其含有多種活性成分,如皂苷、黃酮類、生物堿、木脂素、揮發(fā)油、多糖類、氨基酸等(辛國等,2018)。 柴胡皂苷為五環(huán)三萜類齊墩果烷型衍生物,具有良好的抗炎、抗病毒、抗細菌內(nèi)毒素等作用 (吳紅偉等,2020; 張耀峰,2020)。 其中,主要生物活性物質(zhì)柴胡皂苷 a(SSa)、柴胡皂苷d (SSd) 是柴胡含量測定的指標性成分(尹鑫等,2018)。綜上,本研究以 SSa、SSd 的轉(zhuǎn)移率為指標,采用正交設(shè)計優(yōu)化復(fù)方柴胡飼料添加劑的提取工藝,通過精制手段獲得有效成分,以期為復(fù)方柴胡飼料添加劑在畜牧業(yè)的應(yīng)用提供依據(jù),也為中草藥飼料添加劑的開發(fā)提供思路。
1.1 儀器與試劑 高效液相色譜儀(LC-16AT,日本島津國際貿(mào)易有限公司),電子天平(JA11002,上海皓莊儀器有限公司),高速粉碎機(FW135,天津市泰斯特儀器有限公司),數(shù)顯恒溫水浴鍋(HH-2,常州國華電器有限公司), 循環(huán)水式多用真空泵(SHZ-Ⅲ,鄭州生化儀器有限公司)。
柴胡 (亳州市遠光中草藥飲片廠, 批號:1904074), 經(jīng)鑒定為傘形科植物柴胡(Bupleurum chinense DC.)的干燥根。
SSa、SSd 購于上海華藍化學(xué)科技有限公司;氨水、甲醇、無水乙醇等試劑均為分析純;乙腈為色譜純。
1.2 SSa、SSd 高效液相色譜含量測定方法學(xué)考察
1.2.1 色譜條件 色譜柱:Inertsil ODS-3 C18(4.6 mm×250 mm,5 μm);流動相見表 1;流速:1.0 mL/min;檢測波長:210 nm;柱溫:35 ℃;進樣量:10 μL。
表1 高效液相色譜的流動相
1.2.2 供試品溶液的制備 稱取復(fù)方柴胡最粗粉50 g,加10 倍量80%乙醇,回流提取1 h,得濾液,定容至1000 mL,搖勻,過濾。
1.2.3 對照品溶液的制備 精密稱取SSa、SSd 對照品適量, 加甲醇溶解配制成每毫升含SSa、SSd各 0.2 mg 的溶液,搖勻,過濾。
1.2.4 空白樣品溶液的制備 取80%乙醇溶液,搖勻,過濾。
1.2.5 專屬性考察 按1.2.1 中條件下進樣測定,結(jié)果表明,空白樣品無干擾,SSa、SSd 色譜峰與其他色譜峰均達到基線分離(圖1)。
圖1 HPLC 專屬性考察
1.2.6 線性關(guān)系考察 精密稱取SSa、SSd 對照品各6 mg 置于10 mL 量瓶中,用甲醇溶解并稀釋,搖勻,得儲備液。分別精密量取一定量的儲備液并配制成一系列濃度的溶液,按1.2.1 中條件進樣測定,以峰面積為縱坐標,分別以SSa、SSd 質(zhì)量濃度為橫坐標,繪制標準曲線。
1.2.7 精密度考察 分別取SSa、SSd 對照品溶液,按1.2.1 中條件連續(xù)進樣5 次,記錄峰面積,計算 RSD。 SSa 的 RSD 為 0.34%,SSd 的 RSD 為0.35%,表明精密度良好。
1.2.8 穩(wěn)定性考察 取供試品溶液,按1.2.1 中條件分別在 0、3、6、9、12、24 h 進樣,記錄峰面積,計算 RSD。 SSa 的 RSD 為 1.57%,SSd 的 RSD 為2.64%,表明供試品溶液在24 h 內(nèi)穩(wěn)定。
1.2.9 重復(fù)性考察 按1.2.2 中條件制備供試品溶液5 份,按1.2.1 中條件進樣測定,記錄峰面積,計算 RSD。 SSa 的 RSD 為 1.30%,SSd 的 RSD 為1.86%,表明制備方法重復(fù)性良好。
1.2.10 加樣回收率考察 精密量取已知濃度的供試品溶液25 mL, 另精密加入接近SSa、SSd 濃度的對照品溶液25 mL,平行操作6 份,按1.2.1中條件下進樣測定,記錄峰面積,計算加樣回收率和 RSD。 SSa 的平均回收率為 98.74%,RSD 為1.80%,SSd 的平均回收率為 102.45%,RSD 為2.93%,表明制備方法準確性良好。
1.3 單因素試驗 以SSa、SSd 轉(zhuǎn)移率為指標,分別設(shè)置乙醇濃度(60%、70%、80%、90%)、回流時間(30、60、90、120 min)和溶劑倍量(5、10、15、20)為考察因素和水平, 篩選出影響復(fù)方柴胡飼料添加劑提取的較優(yōu)水平。
為將所有評價指標綜合為一個能反映總體效果的值,本研究采用加權(quán)評分法處理數(shù)據(jù),引入綜合評價指標, 規(guī)定SSa、SSd 的權(quán)重系數(shù)分別為0.5、0.5。 各指標的試驗數(shù)據(jù)則按以下方程進行處理:di=Yi/Ai, 其中 di 為各評價指標的評分值,Yi為各評價指標的實測值,Ai 為各評價指標中相應(yīng)最大值(鄧翀等,2011)。
1.4 正交試驗 在單因素試驗的基礎(chǔ)上以SSa、SSd 轉(zhuǎn)移率為考察指標,采用 L9(34)正交表安排試驗,因素水平見表2。
表2 正交試驗因素水平
1.5 數(shù)據(jù)處理與分析 采用SPSS 20.0 軟件對正交試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學(xué)分析。
2.1 標準曲線的繪制 分別以SSa、SSd 質(zhì)量濃度為橫坐標,以峰面積為縱坐標,得線性回歸方程y=3689.6x-1907.1,y=4208.20x+4663.10,結(jié)果見圖2 和 圖 3。 SSa、SSd 的 線 性 范 圍 分 別 為 9.97 ~398.72 μg/mL(R2=0.9999)、10.04 ~ 401.60 μg/mL(R2=0.9999),線性關(guān)系良好。
圖2 SSa 標準曲線
圖3 SSd 標準曲線
2.2 單因素試驗結(jié)果
2.2.1 乙醇濃度對復(fù)方柴胡提取的影響 本單因素試驗固定回流時間60 min、溶劑倍量15,研究系列乙醇濃度對復(fù)方柴胡提取的影響, 結(jié)果見圖4。隨著乙醇濃度的增加,柴胡皂苷的轉(zhuǎn)移率增大,其中80%乙醇與90%乙醇提取得到的轉(zhuǎn)移率均較高且相近。
圖4 乙醇濃度對柴胡皂苷轉(zhuǎn)移率的影響
2.2.2 回流時間對復(fù)方柴胡提取的影響 本單因素試驗固定乙醇濃度80%、溶劑倍量15,研究不同回流時間對復(fù)方柴胡提取的影響,結(jié)果見圖5。在一定范圍內(nèi),隨著回流時間的增加,柴胡皂苷的轉(zhuǎn)移率增大,但當回流時間超過60 min 時,由于SSa、SSd 結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定, 長時間加熱容易降解為次生苷,導(dǎo)致轉(zhuǎn)移率降低。
圖5 回流時間對柴胡皂苷轉(zhuǎn)移率的影響
2.2.3 溶劑倍量對復(fù)方柴胡提取的影響 本單因素試驗固定乙醇濃度80%、回流時間60 min,研究不同溶劑倍量對復(fù)方柴胡提取的影響,結(jié)果見圖6。 隨著溶劑倍量的增加,柴胡皂苷的轉(zhuǎn)移率增大,當溶劑倍量超過15 時,轉(zhuǎn)移率升高不明顯。
圖6 溶劑倍量對柴胡皂苷轉(zhuǎn)移率的影響
2.3 正交試驗結(jié)果
2.3.1 正交試驗設(shè)計 正交試驗設(shè)計及直觀分析結(jié)果見表3。 由極差分析可知,回流時間對柴胡皂苷提取影響較大, 各因素主次順序為回流時間>乙醇濃度>溶劑倍量,較優(yōu)提取工藝為A3B2C3。
表3 復(fù)方柴胡正交試驗設(shè)計及直觀分析
2.3.2 方差分析 由表4 可知,回流時間(B)對皂苷轉(zhuǎn)移率影響顯著(P < 0.05),乙醇濃度(A)、溶劑倍量 (C) 對皂苷轉(zhuǎn)移率影響不顯著(P >0.05), 影響柴胡皂苷轉(zhuǎn)移率的主次因素為B >A>C,與直觀分析結(jié)果相同。 結(jié)合生產(chǎn)成本,確定復(fù)方柴胡的最佳提取工藝條件為乙醇濃度80%,回流時間60 min,溶劑倍量15 倍。
表4 正交試驗方差分析
2.3.3 提取條件的驗證 為驗證工藝的準確性和合理性,按上述最優(yōu)工藝進行提取,平行操作3 份,計算 SSa、SSd 轉(zhuǎn)移率。 結(jié)果顯示最優(yōu)工藝下,SSa、SSd 的轉(zhuǎn)移率分別為 68.72%、20.05%,RSD 分別為2.64%、4.08%, 說明該提取工藝穩(wěn)定、可行。
由單因素試驗和正交試驗結(jié)果可知, 各因素中回流時間對柴胡皂苷轉(zhuǎn)移率影響最大, 其次是乙醇濃度。 結(jié)合生產(chǎn)成本, 確定復(fù)方柴胡飼料添加劑的提取工藝為乙醇濃度80%, 提取時間60 min, 溶劑倍量 15 倍,SSa、SSd 的轉(zhuǎn)移率分別為68.72%、20.05%,RSD 分別為 2.64%、4.08%,表明該提取工藝條件穩(wěn)定、可行。