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正交试验法优化布渣叶总黄酮提取工艺的研究



全 文 :正交试验法优化布渣叶总黄酮提取工艺的研究
潘天玲 ,李坤平 ,贲永光 ,李掌娣*
(广东药学院 药科学院 ,广东 广州 510006)
摘要:目的 研究布渣叶总黄酮的超声波提取和溶剂回流提取工艺。方法 以总黄酮得率为指标 , 利用单因素试验确定提取溶
剂 , 通过正交试验法优化提取工艺参数。结果 以乙醇为溶剂 , 超声波提取的最佳条件为:70%(体积分数)乙醇 , 固液比 1∶30,
30 ℃、超声波(360 W, 40 kHz)提取 2次 ,每次 20 min, 总黄酮得率为 10.214%;回流提取的最佳工艺为:固液比 1∶25, 90 ℃回
流提取 2次 , 每次 30 min,总黄酮得率为 9.735%。结论 两种提取工艺效果相当。
关键词:布渣叶;总黄酮;超声波提取;溶剂回流提取
中图分类号:R248.2 文献标识码:A 文章编号:1006-8783(2008)05-0454-03
OptimizationofextractionprocedureoftotalflavonoidsfromMicrocospaniculataL.byorthogonaltest
PANTian-ling, LIKun-ping, BIYong-guang, LIZhang-di
(DepartmentofPharmacy, GuangdongColegeofPharmacy, Guangzhou, Guangdong510006, China)
Abstract:ObjectiveTooptimizetheextractionprocedureoftotalflavonoidsfromMicrocospaniculataL.MethodsExtractionsolvents
wereoptimizedprocessbyorthogonaltest.ResultsForultrasonicextraction, theoptimalparameterswere:70% ethanol, solid-liquid
ratio1∶30, 2timesofextractionat30℃ andeach20min, thetotalflavonoidsyieldwas10.214%.Forrefluxextraction, theoptimal
parameterswere:solid-liquidratio1∶25 , extracting2 timesat90 ℃ andeach30 min, thetotalflavonoidsyieldwas9.735%.
ConclusionUltrasonicextractionandrefluxextractionhavethesameeffectiveness.
Keywords:MicrocospaniculataL.;totalflavonoids;ultrasonicextraction;solventrefluxextraction
*广东药学院 2008届毕业生
作者简介:潘天玲(1977-),女 , 硕士 ,实验师 , 从事药用植物
资源开发与利用研究。
  布渣叶为椴树科植物破布叶 Microcospaniculata
L.的叶 , 又名烂布渣 、破布叶 、火布麻等 ,其味甘 、
淡 ,性微寒 ,归脾 、胃 、肝经 ,广东民间常作茶饮 ,有清
热消滞 、利湿退黄的功效 。布渣叶主要分布于我国
广东 、海南等地 ,尤以广东分布广 ,产量大 ,资源丰
富 [ 1, 2] 。布渣叶提取物主要含黄酮类化合物 ,罗集
鹏等[ 3]从布渣叶中分离得到了异鼠李素 、山柰黄
素 、槲皮素 、5, 6, 4′-三羟基 -3′-甲氧基黄酮 -7-O-鼠李
糖基葡萄糖苷和 5, 6, 8, 4′-四羟基黄酮-7-O-鼠李糖
苷等 5个黄酮类化合物;冯世秀等 [ 4]也从其中分离
出山柰酚-3-O-β-D-[ 3, 6-二-(对羟基桂皮酰)] -葡萄
糖苷 、山柰酚 -3-O-β-D-葡萄糖苷 、异鼠李素 3-O-β-D-
葡萄糖苷 、异鼠李素 3-O-β-D-芸香糖苷 、牡荆苷 、佛
来心苷 、异佛来心苷 、异牡荆苷等 8个黄酮类化合
物 。但迄今为止 ,布渣叶主要是作为民间凉茶的原
料 ,鲜见其提取物的研究报道;为了进一步开发布渣
叶资源 ,本文对超声波提取和溶剂回流提取布渣叶
总黄酮的工艺进行了研究。
1 材料与方法
1.1 材料
布渣叶购自广州致信中药饮片有限公司 (批
号:080320),由广东药学院药用植物教研室李钟老
师鉴定为破布叶 MicrocospaniculataL.的叶 ,粉碎 ,
过 20目筛 ,石油醚脱脂 ,晾干 ,备用 。
1.2 仪器与试剂
KH-400KDB数控超声波清洗器(江苏昆山禾创
超声仪器有限公司), RE-52CS旋转蒸发仪(河南巩
义英峪予华仪器厂), TU-1810紫外可见分光光度计
(北京普析通用仪器有限责任公司), AY120电子分
析天平(日本岛津公司)。
芦丁对照品购自中国药品生物制品检定所(批
号:050923),氢氧化钠 、亚硝酸钠 、硝酸铝 、油醚 、甲
醇 、乙醇 、丙酮 、乙酸乙酯等均为市售分析纯 。
1.3 总黄酮含量的测定方法
精密称取 120 ℃干燥至恒重的芦丁对照品
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第 24卷第 5期 广 东 药 学 院 学 报 Vol.24 No.5
2008年 10月 JOURNALOFGUANGDONGCOLLEGEOFPHARMACY Oct.2008
10.2mg,置 50 mL容量瓶内 ,用体积分数为 70%的
乙醇溶解并稀释至刻度 ,即得芦丁对照品溶液 。精
确吸取 0.4、0.8、1.2、1.6、2.0、2.5、3.0 mL芦丁对
照品溶液置 10 mL量瓶中 , 分别补加体积分数为
70%的乙醇至 5 mL, 顺序加入质量分数 5%的
NaNO2溶液 0.3 mL(放置 6min),质量分数 10%的
Al(NO3)3溶液 0.3 mL(放置 6 min),质量分数 4%
的 NaOH溶液 4mL,再加入体积分数 70%的乙醇溶
液至刻度 ,摇匀 ,静置 15 min后在 510 nm处测定吸
光度值 。以吸光度(A)对浓度(C)回归处理得标准
曲线方程:A=0.005 68 C-0.014 73(r=0.999 6)。
取各待测样 0.1 mL,按上述标准曲线显色方法
显色后在 510 nm处测定吸光度值 ,根据上述标准曲
线方程计算总黄酮的含量和得率。
1.4 正交试验设计与提取工艺优化
参考文献 [ 5] ,以总黄酮得率为指标 , 采用 L9
(34)正交试验 ,对回流提取工艺中乙醇浓度 、回流
时间 、回流温度和固液比等 4个因素进行优化;采用
L16(45)正交试验 ,对超声波辅助提取工艺中溶剂浓
度 、提取时间 、提取温度 、固液比和超声功率等 5个
因素进行优化。
2 结果与讨论
2.1 提取溶剂的影响
分别考察甲醇 、乙醇 、丙酮 、乙酸乙酯等不同溶
剂的提取效果 ,见表 1。从表 1可知 ,以甲醇作溶剂
的提取效果最高 ,乙醇次之 ,水居中 ,丙酮和乙酸乙
酯较差 。对甲醇和乙醇而言 , 乙醇毒性更小 ,更安
全 ,价格便宜 ,易回收利用 ,故选择乙醇作为提取溶
剂 。
表 1 不同溶剂对总黄酮得率的影响
Tab.1 Effectsofsolventonextractioneficiency
溶剂 总黄酮得率 /% 溶剂 总黄酮得率 /%
丙酮 4.332 乙醇 7.495
乙酸乙酯 3.860 水 6.502
甲醇 8.211
2.2 正交试验结果与分析
称取经预处理后的布渣叶粉 5.0 g,分别按表 2
和表 3设计的因素和水平 ,采用溶剂回流法和超声
波法提取布渣叶中的总黄酮。提取液旋转蒸发器中
减压浓缩后均以体积分数 70%的乙醇溶解 ,过滤 ,
定容至 100 mL容量瓶中 ,即为待测样 ,按 “ 1.3”项
下方法测定总黄酮含量 ,计算总黄酮得率 。
表2 溶剂回流工艺正交试验结果
Tab.2 Resultsoforthogonaltestbyrefluxextraction
NO
A
固液比 /
(g∶mL)
B
φ(乙醇浓
度)/%
C
t(提取时
间)/min
D
θ(提取温
度)/℃
总黄酮
得率 /%
1 1∶15 50 30 60 6.095
2 1∶15 70 60 75 5.327
3 1∶15 90 90 90 5.679
4 1∶20 50 60 90 6.799
5 1∶20 70 90 60 5.919
6 1∶20 90 30 75 4.807
7 1∶25 50 90 75 7.550
8 1∶25 70 30 90 8.214
9 1∶25 90 60 60 5.391
k1 5.708 6.695 6.372 5.802
k2 5.722 6.487 5.719 5.895
k3 7.052 5.292 6.383 6.778
R 1.344 1.403 0.664 0.976
  由表 2可以看出 ,各因素影响顺序依次为 B>A
>D>C,即乙醇浓度对提取结果影响最大 ,其次是
固液比 、再次是提取温度 ,影响最小的是提取时间;
由 k值分析可以得知 ,最佳提取工艺参数组合为
A3B1C3D3 ,即以 50%(体积分数)乙醇为溶剂 ,固液
比 1∶25 , 90℃提取 30min。从 B因素的 k值分析发
现 50%(体积分数)乙醇和 70%(体积分数)乙醇提
取能力相当 ,但 2者皆与 90%(体积分数)乙醇提取
效果差异较大 ,其原因有待进一步研究。另外 ,从 C
因素的 k值分析发现回流提取 60 min的总黄酮得
率均低于 30 min和 90min两个水平 ,这与一般的提
取分离传质规律有些不同 ,具体原因也需要进一步
的探讨与分析 。
由表 3可知 ,各因素影响顺序依次为 D>E>B
>C>A,即乙醇浓度对提取结果影响最大 ,其次是
固液比 ,再次是提取温度和超声功率 ,影响最小的是
提取时间。从各因素的 k值分析可以得知 ,超声强
化提取的最佳条件为 A4B1C1D3E3 , 即以体积分数
70%的乙醇为溶剂 ,固液比 1∶30, 360 W、40 kHz超
声波 30℃提取 80min;但从 A因素的 k值分析发现
提取 20min和提取 80 min效果相当 ,又因为 A因
素对总黄酮得率影响最小 ,所以选择提取 20 min作
为优化条件。
2.3 验证试验
按照优化的工艺参数 ,对同一药材进行了 4次
连续提取试验 ,结果回流提取工艺每次的总黄酮得
455
第 5期 潘天玲 ,等.正交试验法优化布渣叶总黄酮提取工艺的研究
率分别为 7.534%、2.201%、0.930%和 0.152%;超
声波提取工艺每次的总黄酮得率分别为 8.318%、
1.896%、0.89%和 0.290%;据此可以看出 2种工
艺前两次的总黄酮得率分别占 4次提取的总黄酮总
量的 89.997%和 89.644%,从实际生产考虑 , 2种
工艺均以提取 2次较为合适。
表3 超声波辅助提取工艺正交试验结果
Tab.3 Resultsoforthogonaltestbyultrasonicextraction
NO At(提取时间)/min
B
θ(提取温度)/℃
C
P(超声功率)/W
B
φ(乙醇浓度)/%
E
固液比 /(g∶mL)
总黄酮
得率 /%
1 20 30 360 30 1∶10 3.127
2 20 35 320 50 1∶20 6.663
3 20 40 280 70 1∶30 8.366
4 20 45 240 90 1∶40 6.719
5 40 30 320 70 1∶40 8.878
6 40 35 360 90 1∶30 7.215
7 40 40 240 30 1∶20 2.735
8 40 45 280 50 1∶10 5.071
9 60 30 280 90 1∶20 6.503
10 60 35 240 70 1∶10 6.311
11 60 40 360 50 1∶40 7.590
12 60 45 320 30 1∶30 4.343
13 80 30 240 50 1∶30 8.054
14 80 35 280 30 1∶40 3.951
15 80 40 320 90 1∶10 4.735
16 80 45 360 70 1∶20 8.302
k1 6.219 6.623 6.559 3.539 4.811
k2 5.957 6.035 6.137 6.845 6.051
k3 6.187 5.857 5.973 7.946 6.995
k
4 6.261 6.109 5.955 6.293 6.767
R 0.304 0.766 0.604 4.407 2.184
3 结论
以乙醇为溶剂 , 2种方法均能较好地提取布渣
叶总黄酮 , 其中 , 超声波提取工艺的最佳条件为:
70%(体积分数)乙醇 ,固液比 1∶30, 360 W、40 kHz
超声波 、30℃提取 2次 ,每次 20min,总黄酮得率为
10.214%;回流提取工艺的最优参数为:固液比 1∶
25 , 90℃回流提取 2次 ,每次 30min,总黄酮得率为
9.735%。
参考文献:
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(收稿日期:2008-05-07;修回日期:2008-06-17)
456
广东药学院学报 , 2008, 24(5)