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白茅根多糖提取工艺优化及含量测定



全 文 :亚 太 传 统 医 药
Asia-Pacific Traditional Medicine
Vol. 5 No. 11%
Nov. 2009
第 5 卷 第 11 期
2009 年 11 月
收稿日期:2009-08-17
基金项目:科技重大专项“十一五”计划(2009ZX09103-354)
作者简介:王莹(1982-),女,内蒙古通辽人,辽宁中医药大学硕士研究生,研究方向为生药学;孟宪生(1964-),男,博士,辽宁中
医药大学副教授,研究方向为中药组分配伍、代谢组学及药品质量分析。
白茅根多糖提取工艺优化及含量测定
王 莹 1,2,孟宪生 1*,包永睿 1,郭小瑞 1
(1.辽宁中医药大学 药学院,辽宁 大连 l16600;2.通辽市职业学院 药学系,内蒙古 通辽 028000)
摘 要:目的:筛选白茅根中多糖类化合物的最佳提取工艺,并建立白茅根多糖含量测定的方法。方法:通过正
交试验设计考察了白茅根多糖水提醇沉的工艺条件;以葡萄糖标准液作为考察指标,绘制标准曲线,用苯酚—
硫酸比色法测定白茅根总多糖的含量。 结果:白茅根多糖的最佳提取工艺为100℃,提取3次,每次2.5h,料液比
为1:10,醇沉时最佳乙醇终浓度为80%,测定白茅根多糖含量达到0.807%。 结论:筛选出最佳提取工艺条件,并
确立了含量测定的方法,该方法准确、简便,具有良好的重现性。
关键词:白茅根;多糖类化合物;提取;含量测定
中图分类号:R284 文献标识码:A 文章编号:1673-2197(2009)11-0024-03
白茅根为禾本科植物白茅 Imperata cylindrical Bcauv.
Var.major(Nees)C.E.Hubb.的干燥根茎 ,又名兰根 、地筋 、
白花茅根、茅草根、甜草根等,广泛分布于全国各地,为中
医传统常用中药。其具有凉血止血、清热利尿之功效,用于
治疗热病烦渴、吐血、尿血、热淋涩痛、小便不利、水肿和黄
疸等症。 白茅根主要化学成分为三萜类和糖类化合物 [1]。
据文献记载白茅根多糖具有免疫调节作用 [2、3],但有关白
茅根多糖及其制品中多糖的检测方法及含量的影响因素,
笔者至今尚未见有国内外文献报道。本实验采用正交试验
法对白茅根中多糖提取工艺条件进行了优选,并建立了白
茅根多糖含量测定的方法,为白茅根的进一步开发利用及
其多糖的生物活性研究奠定基础。
1 仪器与试药
1.1 仪器
日立 U-3010 型紫外可见双光束扫描分光光度计 ,
RE-52C 型旋转蒸发仪(巩义市予华仪器有限责任公司),
SHZ-D型循环水式真空泵(巩义市英峪予华仪器厂),Sar-
itorius CP225D 型电子天平;FW-80高速万能粉碎机(北京
市永光明医疗器械仪器厂)。
1.2 试药
白茅根药材(批号:20070601)产于河北省,购买于大
连同仁堂药店 , 经辽宁中医药大学翟延君教授鉴定为
Rhizoma Imperatae;葡萄糖(天津市科密欧化学试剂有限公
司)为分析纯,乙醇、浓硫酸、苯酚均为分析纯(天津市凯信
化学工业有限公司)。
2 方法
2.1 白茅根多糖提取工艺的优化
2.1.1 正交试验提取白茅根多糖
将白茅根药材粉碎过 10 目筛, 准确称取白茅根粉末
500g,加入 8 倍量 95%乙醇回流脱脂 2 次,每次 2h。 将乙
醇提取后的药渣挥干至无醇味,称重,将药渣平均分成 10
等份,即每份相当于 50g白茅根药材生药量。取其中 9份,
加适量的水提取,抽滤,滤液冷却后浓缩至约 100mL。向浓
缩后的滤液加入适量的乙醇, 使乙醇的最终体积分数为
80%,4℃静置 24h。 醇沉的沉淀用布氏漏斗抽滤,40℃减压
干燥至恒重,得白茅根粗多糖。经预实验,最终确定提取温
度(A),提取时间(B),提取次数(C),料液比(D)4 个因素
为最终因素进行考察,每个因素 3 水平,选用 L9(34)正交
试验设计方案,以白茅根多糖百分含量为考察指标,确定
最佳提取条件。 因素水平见表 1。
表 1 白茅根正交试验因素水平
因素
水平
A
提取温度℃
B
提取时间 h
C
提取次数
D
料液比 m/v
1 80 1.5 1 1:8
2 90 2 2 1:10
3 100 2.5 3 1:12
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2.1.2 醇沉浓度的考察
取 4份白茅根样品 50g,分别用 8倍量乙醇脱脂 2次,
每次 2h, 药渣挥干至无醇味, 分别加入 10 倍量的水,在
100℃水浴中提取 2次,每次 2.5h,抽滤,浓缩。 浓缩液分别
用 70%、75%、80%、85%乙醇醇沉,于 4℃静置 24h。
2.2 白茅根多糖的含量测定及方法学考察
2.2.1 对照品溶液的制备
精密称定 105℃干燥至恒重的葡萄糖 0.10212mg,置
于 100mL 容量瓶中,加蒸馏水溶解并定容至刻度,再从中
吸取 10mL置于 100mL容量瓶中,加蒸馏水使溶解并稀释
至刻度,摇匀,即得。
2.2.2 最大吸收波长的选择
采用苯酚—硫酸比色法, 精密吸取 0.5mL 对照品溶
液,加蒸馏水至 1mL,加入 5℅苯酚溶液 1mL,迅速贴壁加
入浓硫酸 5mL,摇匀,静置 30min。 同法得空白溶液。 在紫
外分光光度计 200~600nm 波长范围内测定吸光度。 结果
表明,最大吸收波长为 488nm。
2.2.3 标准曲线的制作
精密吸取对照品试液 0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8mL
于 15mL 试管中,另以水作为空白,分别加入现配置的 5%
苯酚溶液 1mL 后, 再迅速贴试管壁加入 5mL 浓硫酸,摇
匀,静置 30min,测定吸光度。 以葡萄糖对照品浓度为横坐
标,吸光度为纵坐标,根据葡萄糖溶液吸光度的实际计算
值绘制标准曲线,并建立标准曲线的回归方程。
2.2.4 精密度试验
取同一对照品溶液,分别测定 6 次,计算的吸光度值
相对标准偏差为 0.40%。
2.2.5 重复性试验
取同一样品,平行处理 6 份,测定吸光值,计算得样品
含量的相对标准偏差为 0.52%。
2.2.6 稳定性试验
取同一样品溶液,每隔 0.5h 测定一次吸光值,共测 6
次,相对标准偏差为 0.77%,表明样品在 3h 内具有良好的
稳定性。
2.2.7 回收率试验
采用加样回收法,精密称取 6 份已知多糖含量的样品
10mg,置于 100mL 容量瓶中,加入已知浓度葡萄糖对照品
溶液 20mL, 用蒸馏水定容。 分别从 6 份样品中量取 1mL
置于 15mL 刻度试管中,按上述标准曲线项下苯酚—硫酸
法分别测定吸光度,根据葡萄糖的检出量计算回收率。
2.2.8 白茅根多糖含量测定
准确称量白茅根粉末 80g, 用乙醇脱脂, 回流提取 2
次,每次 2h,药渣自然挥干至无醇味。 根据正交试验及醇
沉浓度考察, 以最佳提取条件对醇提后的白茅根进行提
取,经醇沉、减压干燥,得白茅根粗多糖。 精密称取白茅根
粗多糖 10mg,置于 100mL 容量瓶中,加蒸馏水溶解并稀
释至刻度即得供试品溶液。取溶液 1mL置于 15mL刻度试
管中,按上述苯酚—硫酸比色法操作,测定吸光度,并计算
白茅根总多糖的含量。
3 结果
3.1 各因素对提取白茅根多糖的影响
经过水提、过滤,滤液进行浓缩(60℃以下)后醇沉,醇
析,离心并减压干燥至恒重,得棕黄色粗多糖。取粗多糖质
量分数为指标得正交试验结果见表 2,方差分析结果见表
3,醇沉时最佳乙醇体积分数见图 1。
表 2 正交试验结果
因素
水平
A
提取温度℃
B
提取时间 h
C
提取次数
D
料液比 m/v
试验指标
粗多糖含量%
1 1 1 1 1 0.257
2 1 2 2 2 0.361
3 1 3 3 3 0.563
4 2 1 2 3 0.492
5 2 2 3 1 0.641
6 2 3 1 2 0.623
7 3 1 3 2 0.718
8 3 2 1 3 0.508
9 3 3 2 1 0.751
K1 1.181 1.467 1.388 1.649
K2 1.756 1.510 1.604 1.702
K3 1.977 1.937 1.922 1.563
R 0.769 0.470 0.178 0.139
表 3 方差分析结果
方差来源 离差平方和 自由度 方差 F 显著性
A 0.113 2 0.0565 37.667 *
B 0.045 2 0.0225 15.000
C 0.048 2 0.024 16.000
D 0.033 2 0.0165
注:F0.05(2,2)=19.0。
图 1 醇沉浓度考察
由表 2、 表 3 可知,A 因素对提取工艺有显著性影响
(P<0.05),且影响多糖得率的因素主次顺序为 A>C>B>D,
各因素的最佳水平依次为 A3B3C3D2, 即最佳工艺条件为:
100℃,10 倍量的水,提取 3 次,每次 2.5h;醇沉时,乙醇体
积分数达到 80%时多糖的质量分数最高。
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3.2 葡萄糖标准曲线
葡萄糖在 20~80μg·mL-1之间与吸光值 A488有良好的
线性关系。 计算出的回归直线方程为:Y=8.463X-0.017,r=
0.999。
3.3 加样回收试验
计算结果见表 4。
表 4 加样回收试验结果
样品号 样品量 m/μg 加入量 m/μg 测得值 m/μg 回收率(%)
平均回收
率(%)
RSD(%)
1 47.59 20.42 67.68 98.38
2 46.88 20.42 67.53 101.13
3 49.35 20.42 68.96 96.02 98.06 2.42
4 46.75 20.42 66.32 95.84
5 47.12 20.42 66.79 96.33
6 48.32 20.42 68.87 100.64
3.4 白茅根多糖的含量
结果见表 5。
粗多糖净含量(g)=C×N×G /M
C 为由回归直线方程求得的浓度(mg / mL);N 为稀释
倍数;G 为减压干燥所得粗多糖的质量;M 为从干燥后所
得粗多糖中称取的质量。
表 5 白茅根多糖含量测定结果
序号 吸光度 A 浓度 C(μg/mL) 含量 平均含量
1 0.418 50.33 0.79%
2 0.415 49.98 0.80% 0.807%
3 0.451 50.91 0.83%
4 讨论
(1)多糖是一类天然大分子化合物,由 10 个以上至上
千个单糖脱水而形成的天然高分子聚合物,是构成生命的
分子基础之一。多糖易溶于水,不溶于乙醇等有机溶剂,最
常见的提取方法是水提醇沉,沉淀干燥后即为粗多糖。 大
量的药理及临床研究表明,多糖具有抗癌、增强免疫力等
功效 [4],对于预防和治疗包括癌症在内的多种疾病都具有
巨大的潜力。 因此多糖的研究成为了关注的焦点,促进了
多糖研究的进展。
(2)提取条件的优选。 本实验采取 4 因素 3 水平正交
试验方案,对白茅根多糖的提取条件进行了优化。 由正交
试验的直观分析及方差分析结果可知,在该多糖提取中温
度是最主要的影响因素,具有显著性差异,其次为提取次
数、提取时间、料液比,影响均不显著。因此,在提取白茅根
多糖时应注意控制提取温度。本实验同时又考察了醇沉浓
度,结果表明多糖在 80%乙醇中的溶解度最小。 该工艺条
件简单,稳定可行,为有效开发利用白茅根多糖奠定了基
础。
(3)含量测定。 采用苯酚—硫酸法测定白茅根多糖的
含量,通过 95%乙醇脱脂去除单糖、低聚糖等醇溶性成分,
再以 80%乙醇醇沉分离多糖成分。通过稳定性实验和加样
回收率实验可知,本法所测定白茅根多糖的含量,简单可
靠,重复性好,显色稳定。实验结果表明白茅根中多糖的含
量为 0.807%。
综上所述,白茅根多糖尚待进一步研究,通过基础的
最佳提取方法确定和含量测定,为进一步研究多糖的纯化
方法及药理活性奠定基础。
参考文献:
[1] 黄泰康.现代本草纲目[M].北京:中国医药科技出版社,2001:
828-829.
[2] 吕世静,黄槐莲,袁汉尧,等.白茅根多糖对人T淋巴细胞免疫调
节效应的研究[J].中国新药杂志,2004,13(9):834-835.
[3] 吕世辞, 黄槐莲. 白茅根对IL-2和T细胞亚群变化的调节作用
[J].中国中药杂志,1996,21(8):488-489.
[4] 张作法,金洁,时连根.桑枝多糖的含量测定方法[J].中国中药
杂志,2008,33(4):462-464.
(责任编辑:姜付平)
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