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正交试验优选菝葜提取工艺



全 文 :正交试验优选菝葜提取工艺
林钰文1,赖 琼1,高 妮1,陈捷晗2,龚又明2*
(1. 广州市医药职业学校,广东 广州 510430;2. 广东省中医院,广东 广州 510120)
摘 要:目的 优选菝葜的最佳提取工艺。方法 以总黄酮和总皂苷提取率为评价指标,采用正交试验法考察乙
醇百分数、料液比、提取时间和提取温度4因素对总黄酮和总皂苷提取率的影响,优选菝葜的超声提取工艺。
结果 最佳提取条件为乙醇体积分数70 %,料液比1:20,提取时间40 min,提取温度30 ℃。结论 该工艺简单可
行,成本低廉,安全可靠,可用于菝葜制剂工业化生产。
关键词:菝葜;总黄酮;总皂苷;超声提取法;正交设计
中图分类号:R284.2 文献标识码:A 文章编号:1672-979X(2015)04-0240-04
Optimization of Ultrasonic-assisted Extraction Process of Smilacis Chinae Rhizoma by
Orthogonal Experiment
LIN Yu-wen1, LAI Qiong1, GAO Ni1, CHEN Jie-han2, GONG You-ming2
(1. Guangzhou Pharmaceutical Vocational School, Guangzhou 510430, China; 2. Guangdong Provincial Hospital of
TCM, Guangzhou 510120, China)
Abstract: Objective To optimize the ultrasonic-assisted extraction conditions of flavonoids and saponins from
Smilacis chinae rhizoma. Methods With the extraction rate of total fl avonoids and total saponins as the investigation
index, the effects of ethanol percentage, solid-liquid ratio, extraction time and extraction temperature on the extraction
rate were evaluated by orthogonal design, and the best extraction conditions were optimized. Results The best
ultrasonic-assisted extraction conditions were ethanol percentage of 70 %, solid-liquid ratio of 1:20, extraction time of
收稿日期:2015-03-26
作者简介:林钰文(1979-),广东南海人,讲师,从事中药制剂教学与研究
E-mail: gzlinyuwen@163.com Tel: 020-86419166
*通讯作者:龚又明(1981-),湖北荆门人,研究生,主管中药师,从事医院药学工作 E-mail: 4896318@qq.com
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240 食品与药品 Food and Drug 2015年第 17卷第4期
菝葜,又名金刚藤,为百合科植物菝葜
Smilax china L.的根茎[1],主要分布于我国长江以
南地区,资源丰富。临床上治疗各种炎症疾病,
如妇科盆腔炎症及炎症性包块、前列腺炎、类风
湿关节炎及多种肿瘤等,疗效显著[2],制剂金刚
藤胶囊,为传统中药制剂,临床应用也较广泛。
研究表明,菝葜提取物具有抗炎、祛风利湿、活
血化淤、抗糖尿病及抗肿瘤等药理作用,其主要
药效成分为皂苷、黄酮、生物碱、多元酚和有机
酸等[3]。文献研究表明,菝葜提取工艺评价指标
单一,一般以白藜芦醇、薯蓣皂苷元、总皂苷含
量或浸膏率为评价指标[4-6]。我们以总皂苷和总
黄酮含量为指标,更科学地优选菝葜提取工艺,
为其制剂的制备提供一定的参考依据。
1 仪器与材料
1.1 仪器
U V 2 4 0 1 - P C紫外分光光度计(日本岛
津);KQ-300VDB型数控超声波清洗器(昆山
超声仪器公司);BS210S型电子天平(北京赛
多利斯)。
1.2 材料
甾体总皂苷(批号:200114)、芦丁(批
号:100080-201011)对照品均购于中国食品药
品检定研究院;菝葜药材(康美药业,批号:
140806231),经广州中医药大学中药鉴定教研室
鉴定为百合科植物菝葜Smilax china L.的根茎;乙
醇、甲醇等试剂均为分析纯。
2 方法与结果
2.1 提取工艺的设计
超声波提取技术与传统方法相比,具有收
率高、生产周期短、无需加热、有效成分不被破
坏等优点,本实验采用超声法优选菝葜提取工
艺,根据预实验结果,超声处理的功率和频率分
别选择250 W,40 kHz。根据菝葜中总黄酮和总
皂苷的化学特性,考察以下4个因素:乙醇百分
数、料液比、提取时间、提取温度,每个因素选
择3个水平(见表1)。称取菝葜干燥药材10 g,
置入1000 mL具塞锥形瓶,按表1顺序操作。
实验采用综合加权评分法,以总黄酮和
总皂苷含量作为评价指标,各指标进行“隶属
度”的计算,隶属度=(平均测定值-最小测定
值)/(最大测定值-最小测定值),0≤指标隶属
度≤1。其具体权重为:总黄酮得率占50 %,总
皂苷得率占50 %。综合评分=总黄酮得率隶属
度×50 %+总皂苷得率隶属度×50 %,满分为
1.00。
2.2 回流提取工艺
称取菝葜药材粉末(过三号筛)约5 g,
置入250 mL回流装置,加入10倍体积的70 %乙
醇,100 ℃回流两次,每次1 h,合并提取液。
2.3 含量测定
2.3.1 总黄酮含量测定
2.3.1.1 对照品溶液的制备 精密称取芦丁对照
品10.2 mg,置入100 mL量瓶,加 70 %乙醇50
mL,置温水中加热使溶解,放冷,加70 %乙醇
定容,摇匀,即得0.102 mg/mL的芦丁对照品溶
液。
2.3.1.2 标准曲线测定 精密吸取对照品溶液0,
1,2,3,4,5,6 mL,分别置入10 mL量瓶,
加乙醇2 mL,5 %亚硝酸钠0.3 mL,摇匀,放
40 min and extraction temperature of 30 ℃. Conclusion The process is simple and feasible, low-cost, safe and reliable,
and can be used for the industrial production of preparations of Smilacis chinae rhizoma.
Key Words: Smilacis chinae rhizoma; total fl avonoids; total saponins; ultrasonic-assisted extraction; orthogonal design
表1 正交试验因素水平表


因素
乙醇百分数
(A)/%
料液比
(B)
提取时间
(C)/min
提取温度
(D)/℃
1 60 1:10 20 30
2 70 1:20 30 35
3 80 1:30 40 40
食品与药品 Food and Drug 2015年第 17卷第4期 241
置6 min,加10 %硝酸铝溶液0.3 mL,摇匀,再
放置6 min,加4 %氢氧化钠4 mL,加乙醇至刻
度,摇匀,放置15 min,以0管为空白, 495 nm
波长处测定吸光度(A),以A为纵坐标、浓度C
(mg/mL)为横坐标绘制标准曲线。得标准曲线
方程为:A=11.248C-0.0045(r=0.9998),对照
品溶液在0.0102~0.0612 mg/mL范围内线性关系
良好。
2.3.1.3 精密度的考察 精密移取芦丁对照品溶液
1.0 mL,置入10 mL量瓶,按2.3.1.2方法平行操
作5次,测定A值,计算RSD。结果RSD=0.17 %
(n=5)。
2.3.1.4 含量测定 取供试品约5 g,精密称定,按
2.2项方法回流提取,提取液滤过,合并滤液,
减压回收乙醇至滤液100 mL以下,用70 %乙醇
定容于100 mL量瓶。精密吸取续滤液6 mL,蒸
干,残渣加水10 mL使溶解,移入分液漏斗,
乙酸乙酯萃取5次,每次10 mL。合并乙酸乙
酯层,蒸干,残渣用70 %乙醇溶解并定容至50
mL。精密吸取3 mL,置入10 mL量瓶,按2.3.1.2
项方法操作,结果见表2~表3。
2.3.2 总皂苷含量测定
2.3.2.1 对照品溶液的制备 精密称取甾体总皂苷
对照品适量,用甲醇溶解,配成248 μg/mL的对
照品溶液。
2.3.2.2 标准曲线测定 分别精密吸取0.1,0.15,
0.20,0.25,0.30,0.35,0.40 mL对照品溶液及
0.40 mL甲醇,分别置入10 mL试管,70 ℃恒温
水浴锅上蒸干,加入0.20 mL 5 %香草醛冰醋酸
及0.80 mL高氯酸溶液,摇匀,70 ℃恒温水浴锅
中保温15 min,取出,迅速加入4 mL冰醋酸,摇
匀,462 nm处测定吸光度(A)。以加甲醇管为
空白对照,以质量浓度(C)对A回归,得方程
A=0.0178C-0.0039(r=0.9998),对照品溶液在
24.8~99.2 μg/mL范围内线性关系良好。
2.3.2.3 精密度考察 精密移取甾体总皂苷对照
品0.40 mL,置入10 mL试管,平行操作5次,按
2.3.2.2项方法操作,测定其吸光度A,计算RSD
值。结果RSD=0.22 %(n=5)。
2.3.2.4 含量测定 取供试品约5 g,精密称定,按
2.2项方法回流提取,提取液滤过,合并滤液,
减压回收溶剂至干,再加20 mL热水溶解,分别
以120 mL正丁醇萃取3次,合并正丁醇萃取液,
减压回收溶剂至干,再用甲醇定容至50 mL,精
密移取1.0 mL,甲醇稀释定容至10 mL。精密吸
取0.20 mL置入10 mL试管,按2.3.2.2项方法测其
A值,根据回归方程计算出相应的总皂苷量,计
算总皂苷收率,结果见表2~表3。
表2 菝葜提取工艺正交设计实验结果
序号 乙醇百分数(A)
料液比
(B)
提取时间
(C)
提取温度
(D)
总黄酮得率
/%
总皂苷得率
/%
综合评分
1 1 1 1 1 2.54 2.27 0
2 1 2 2 2 2.78 2.59 0.4181
3 1 3 3 3 3.05 2.63 0.6263
4 2 1 2 3 2.69 2.39 0.1958
5 2 2 3 1 3.24 2.75 0.8480
6 2 3 1 2 3.31 2.76 0.9016
7 3 1 3 2 2.64 2.53 0.2780
8 3 2 1 3 2.93 2.78 0.6713
9 3 3 2 1 3.04 2.88 0.8247
K1 0.3481 0.1579 0.5243 0.5576
K2 0.6485 0.6458 0.4795 0.5326
K3 0.5913 0.7842 0.5841 0.4978
R 0.3003 0.6796 0.1046 0.0598
242 食品与药品 Food and Drug 2015年第 17卷第4期
3 讨论
菝葜为岭南常见中药材,其制剂金刚藤胶
囊也是临床广泛使用的抗炎药物。研究表明,其
药效成分主要为黄酮类和皂苷类,而以这两类成
分含量为指标的超声提取工艺未见报道。本文以
总皂苷和总黄酮含量为指标,更科学地评价菝葜
提取工艺。优选出的菝葜超声提取工艺,总黄酮
和总皂苷提取率均高于回流提取工艺,且工艺操
作简单、省时、成本低廉,稳定性好,应用于工
业化生产将产生一定的经济效益,为该药材综合
利用开发提供依据。
参考文献
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表3 方差分析结果
来源 平方和
(S)
自由度
(f)
均方和
(S/f)
F值 F临界值 显著性
A 0.1526 2 0.0763 28.20 19.000 *P<0.05
B 0.6494 2 0.3247 120.00 99.000 **P<0.01
C 0.0165 2 0.0083 3.05 19.000 —
D 0.0054 2 0.0027 1.00 19.000 —
注:F0.01(2,2)=99,F0.05(2,2)=19
极差R结果表明,各因素对提取工艺影响
顺序为:B(料液比)> A(乙醇百分数)>C
(提取时间)>D(提取温度)。方差分析结果
表明,A、B两个因素对菝葜提取工艺有明显影
响,因素C、D则无显著影响,为了节省溶剂,
经综合考虑,得出最佳提取工艺为A2B2C3D1,
即乙醇体积分数70 %,料液比1:20,提取时间40
min,提取温度30 ℃。
2.4 工艺验证与比较
采用最佳超声提取工艺和回流提取法进行
提取,测定提取液中总黄酮和总皂苷含量,结果
见表4。由表4 可见,超声提取液中总黄酮、总
皂苷含量均高于回流提取液,说明该工艺有一定
科学性。验证试验结果也表明,该工艺有一定的
稳定性。
表4 菝葜最佳提取工艺验证结果(n=5)
提取方法 总黄酮含量均值/%
RSD
/%
总皂苷含量
均值/%
RSD
/%
超声提取 3.28 0.73 2.80 1.09
回流提取 3.06 1.74 2.67 1.39
本刊研究性论文应有结构式摘要,即目的(objective)、方法(method)、结果(result)、结论(conclusion);
综述类应有资料性摘要。摘要下面应列出 3~6个关键词,关键词用全称不用缩写,关键词之间用分号。
英文摘要(包括文题)和关键词应与中文相对应。英文文题中实词首字母大写,余小写。中国作者姓名用汉语拼
音,姓全部大写,名的首字母大写,双名者中间加连字符。单位、地址用斜体,写明市、国家。邮编用正体。不应单
独出现非公知的符号。
食品与药品 Food and Drug 2015年第 17卷第4期 243