全 文 ：东北铁线莲中总皂苷的微波提取工艺优化
钟方丽 ,王晓林＊ ,陈 帅　(吉林化工学院化学与制药工程学院 ,吉林吉林 132022)
摘要　[目的 ]研究微波法提取东北铁线莲总皂苷的最佳工艺条件。 [方法]以干浸膏中总皂苷的含量作为主要评价指标 ,以出膏率作
为次要评价指标 ,采用单因素和正交试验确定微波辅助提取东北铁线莲总皂苷的工艺条件。 [结果]最佳的微波提取条件为:料液比为
1∶15,乙醇浓度为 70%,提取次数为 2次 ,微波功率为 500W,每次提取时间为 15min。 [结论]该试验筛选出了从东北铁线莲中提取总皂
苷的最佳工艺条件 ,为开发利用东北铁线莲提供了科学依据。
关键词　东北铁线莲;总皂苷;正交试验;微波法
中图分类号　R282.71　　文献标识码　A　　文章编号　0517-6611(2010)29-16495-03
StudyonExtractionProcessofTotalSaponinsinClematismanshuricaRupr.withMicrowaveExtractionMethod
ZHONGFang-lietal　(SchoolofPharmaceuticalEngineeringandChemistry, JilinInstituteofChemicalTechnology, Jilin, Jilin132022)
Abstract　[ Objective] TheaimwastostudytheoptimumextractionprocessoftotalsaponinsinClematismanshuricaRupr.[Methods] With
thecontentoftotalsaponins(TP)asthemainevaluatingindicatorsandtheyieldofdryextractsasthesecond, theextractionprocesswasopti-
mizedwithsinglefactorandorthogonaltest.[ Results] TheoptimumconditionsofextractingtotalsaponinsinClematismanshuricaRupr.with
microwavemethodwereobtained, thatwere, theconcentrationofethanol, theextractingtime, solidtoliquidratioandtheextractingtimes
were70%, 15min, 1∶15, 2timesrespectivelyatthemicrowavepowerof500 W.[ Conclusion] Theoptimummicrowaveextractionprocess
oftotalsaponinsinClematismanshuricaRupr.obtainedinthestudy, whichwouldprovidescientificbasisforthedevelopmentofClematis
manshuricaRupr.
Keywords　ClematismanshuricaRupr.;Totalsaponins;Orthogonaltest;Microwaveextractionmethod
基金项目　吉林化工学院重点计划项目。
作者简介　钟方丽(1970-),女 ,山东安丘人 ,博士 ,教授 ,从事天然产
物化学成分及其生物活性研究 , E-mail:fanglizhong@sina.
com。 ＊通讯作者 ,硕士 ,副教授。
收稿日期　 2010-07-26
　　东北铁线莲(ClematismanshuricaRupr.)为毛茛科铁线
莲属多年生蔓生草本植物 ,是常用中药材威灵仙的基源植物
之一 ,其根部入药。东北铁线莲主要分布于我国东北 、山西 、
山东 、河北和内蒙古东部等地区 ,铁线莲属植物化学成分主
要有皂苷及黄酮类 ,所含皂甙的甙元均为五环三萜类齐墩果
烷型 ,有齐墩果酸 、长春藤皂甙元和表常春藤皂甙元 ,所结合
的糖主要有葡萄糖 、鼠李糖 、阿拉伯糖 、木糖和核糖 [ 1] 。微波
提取是一种最新发展起来的利用微波能来提高提取率的新
技术 ,传统热萃取是以热传导 、热辐射等方式由外向里进行 ,
而微波辅助提取是里外同时加热 ,没有高温热源 ,消除了热
梯度 ,从而使提取质量大大提高 ,有效地保护提取物质的功
能成分;另由于微波可以穿透式加热 ,大大节省了提取的时
间 [ 2] 。为提高东北铁线莲总皂苷提取工艺的科学性 ,进一步
利用和研究东北铁线莲 ,笔者以其主要药效成分—总皂苷为
考察指标 ,采用正交试验优选其微波提取工艺。
1　材料与方法
1.1　材料
1.1.1　研究对象。东北铁线莲(ClematismanshuricaRu-
pr.),购于安徽省亳州市华申药业有限公司 。
1.1.2　主要仪器。 MAS-Ⅱ微波萃取仪 ,由陕西信瑞生物科技
有限公司生产;RE-52A旋转蒸发器 ,由上海亚荣生化仪器厂
生产;JBT/C-YCL超声波药品处理机 ,由济宁金百特电子有
限责任公司生产;FA2004电子分析天平 ,由上海精密科学股
份有限公司生产;752N型三用紫外分析仪 ,由上海精密科学
仪器有限公司生产。
1.1.3　主要试剂。齐墩果酸对照品 ,由中国药品生物制品
检定所提供;无水乙醇 、石油醚 、冰醋酸 、高氯酸 、香草醛等试
剂均为市售分析纯;水为重蒸水。
1.2　方法
1.2.1　对照溶液的配制。精密称取齐墩果酸对照品 2.0 mg
置于 10.0ml容量瓶中 ,加甲醇溶解并稀释至刻度 ,配制成浓
度为 0.2 mg/ml的对照品溶液 [ 3] 。
1.2.2　供试品溶液的配制。称取东北铁线莲干浸膏约 0.16
g,研细 ,精密称定 ,置于圆底烧瓶中 ,加 25ml甲醇超声溶解 ,
加 3 ml盐酸 ,热回流 1 h,加水 10 ml,放冷。用石油醚(60 ～
90 ℃)25 ml萃取 2次 ,合并萃取液 ,水浴蒸干。残渣加 20 ml
甲醇溶解并转移至 25ml容量瓶中 ,用甲醇定容至刻度 ,即得
供试品溶液 [ 4] 。
1.2.3　检测波长的确定 。取上述齐墩果酸对照品溶液 、供
试品溶液各 0.4 ml,置 20 ml具塞试管中 , 80 ℃水浴挥干甲
醇 ,然后加入 5%香草醛 -冰醋酸溶液 0.2 ml,再加入高氯酸
0.8ml,于 70℃水浴加热振荡 15min,取出 ,用冰水浴冷却至
室温 ,加冰醋酸 5.0ml。以 5%香草醛 -冰醋酸溶液 0.2ml,
高氯酸 0.8 ml显色后加入冰醋酸 5.0 ml的溶液为空白对
照 ,在 200 ～600 nm,进行光谱扫描 。
1.2.4　线性关系考察。以齐墩果酸为对照品 ,采用香草醛
-冰醋酸 -高氯酸比色法。精密量取齐墩果酸对照品溶液
(0.2mg/ml)0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0ml于 10 ml具塞试管
中 , 80 ℃水浴挥干甲醇 ,然后加入 5%香草醛 -冰醋酸溶液
0.2ml,再加入高氯酸 0.8 ml,于 70℃水浴加热振荡 15 min,
取出 ,立即用冰水浴冷却至室温 ,加冰醋酸稀释至刻度 ,以相
应试剂为空白在测定波长处测吸光度 ,以浓度 C为横坐标 ,
吸光度 A值为纵坐标 ,绘制标准曲线。
1.2.5　样品含量测定。精密吸取供试品溶液 0.4 ml,按
“1.2.3”中方法 ,在检测波长处测定吸光度 [ 5] ,计算干浸膏中
总皂苷的含量。
1.2.6　单因素试验。
1.2.6.1　料液比对提取效果的影响。取东北铁线莲适量 ,
安徽农业科学, JournalofAnhuiAgri.Sci.2010, 38(29):16495-16497 责任编辑　刘群燕　责任校对　卢瑶
粉碎成粗粉 ,称取 10.0g,放入到烧瓶中 ,按料液比分别为 1∶
5、1∶10、1∶15、1∶20和 1∶25加入浓度为 65%的乙醇 ,然后放
入微波萃取仪中在 70 ℃左右提取 15 min,过滤 ,滤渣重复试
验 1次 ,过滤 ,合并提取液 ,用旋转蒸发仪回收乙醇 ,制成浸
膏 ,计算收率 ,测定干浸膏中总皂苷的含量。
1.2.6.2　乙醇浓度对提取效果的影响。取东北铁线莲适
量 ,粉碎成粗粉 ,称取 10.0 g,置于烧瓶中 ,按料液比为 1∶15
分别加入浓度为 55%、60%、65%、70%、75%的乙醇 ,微波提
取 2次 ,每次提取 15 min,制得干浸膏 ,计算收率 ,测定干浸
膏中总皂苷的含量。
1.2.6.3　微波提取时间对提取效果的影响。取东北铁线莲
适量 ,粉碎成粗粉 ,称取 10.0 g,置于烧瓶中 ,按料液比为 1∶
15加入 65%乙醇 ,提取 2次 ,微波提取时间分别为 5、10、15、
20、25min,制得干浸膏 ,计算收率 ,测定干浸膏中总皂苷的
含量。
1.2.6.4　微波提取次数为提取效果的影响。取东北铁线莲
适量 ,粉碎成粗粉 ,称取 10.0 g,置于烧瓶中 ,按料液比为 1∶
15,加入 65%乙醇 ,分别提取 1、2、3、4、5次 ,每次微波提取时
间为 15 min,制得干浸膏 ,计算收率 ,测定干浸膏中总皂苷的
含量。
1.2.6.5　微波功率对提取效果的影响。取东北铁线莲适
量 ,粉碎成粗粉 ,称取 10.0 g,置于烧瓶中 ,按料液比为 1∶15,
加入 65%乙醇 ,微波功率分别为 300、400、500、600、700W,提
取 2次 ,每次微波提取时间为 15 min,计算收率 ,测定干浸膏
中总皂苷的含量。
1.2.7　正交试验设计。在单因素试验基础上 ,微波提取时
间为 15 min,选择料液比 、提取次数 、乙醇浓度和微波功率为
4个因素 ,每个因素 3个水平设计正交试验 ,见表 1。
表 1　正交试验设计
Table1　Designoftheorthogonaltest
因素Factor
A料液比Solid-liquidratio
B微波功率∥WMicrowavepower
C乙醇浓度∥%Concentrationofethanol
D提取次数∥次Extractingtimes
1 1∶10 500 65 1
2 1∶15 600 70 2
3 1∶20 700 75 3
2　结果与分析
2.1　检测波长确定结果　齐墩果酸对照品溶液和供试品溶
液的最大吸收波长均为 548 nm,故选 548 nm为测定波长。
2.2　线性关系考察结果　得回归方程为 A=65.696 0C-
0.038 9, r=0.999 5,表明齐墩果酸在 2.0 ～ 20.0 μg/ml范围
内与吸光度呈良好的线性关系。
2.3　单因素试验结果
2.3.1　料液比对提取效果的影响。出膏率随溶剂量的增加
而增加 ,而总皂苷含量在料液比为 1∶15时最高 ,之后随着料
液比的增加而出现下降的趋势(图 1)。
2.3.2　乙醇浓度对提取效果的影响。如图 2所示 ,出膏率
随乙醇浓度的升高有所增加 ,但增加幅度不大 ,总皂苷含量
在乙醇浓度为 65%、70%时较高 ,乙醇浓度为 75%时总皂苷
含量有所下降 ,但比 60%时的含量高。
2.3.3　微波提取时间对提取效果的影响。结果如图 3所
图 1　料液比对提取效果的影响
Fig.1　Efectofsolid-liquidratioonextractingeficiency
图 2　乙醇浓度对提取效果的影响
Fig.2　Efectofethanolconcentrationonextractingeficiency
示 ,出膏率随提取时间的增加而提高 ,但 10 min后增加幅度
较小 ,而总皂苷的含量在 15 min时最高。
图 3　提取时间对提取效果的影响
Fig.3　Efectoftheextractingtimeonextractingeficiency
2.3.4　微波提取次数对提取效果的影响。如图 4所示 ,干
浸膏中总皂苷的含量在提取 2次时最高 。
2.3.5　微波功率对提取效果的影响 。微波功率对提取效果
的影响如图 5所示 ,干浸膏中总皂苷的含量在 500、600 W时
最高。
2.4　正交试验结果　正交试验结果见表 2。
　　以干浸膏中总皂苷含量为考察指标 ,确定最佳提取方案
为:A2 B1C2D2 ,即料液比为 1∶15,微波功率为 500 W,乙醇浓
度为 70%,提取 2次 ,每次提取时间为 15 min。
2.5　最佳工艺验证　为了考察上述优选工艺的稳定性 ,按
该工艺条件重复提取总皂苷 3次 ,测得东北铁线莲干浸膏中
总皂苷的含量分别为 2.84%、2.89%和 2.92%,平均含量为
2.88%,表明该试验优选的工艺稳定可靠。
16496 　　　　　　　　　　安徽农业科学　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2010年
图 4　提取次数对提取效果的影响
Fig.4　Efectoftheextractingtimesonextractingefficiency
图 5　微波功率对提取效果的影响
Fig.5　Effectofmicrowavepoweronextractingeficiency
3　结论与讨论　
该试验在微波辅助下通过单因素试验分别考察了料液
比 、乙醇浓度 、微波提取时间 、微波提取次数 、微波功率对提
取效果的影响 ,并选择对干浸膏中总皂苷含量影响较大的料
液比 、乙醇浓度 、微波提取次数 、微波功率 4个因素进一步进
表 2　正交试验结果
Table2　Orthogonalexperimentresults
实验号
Number A B C D
总皂苷的含量∥%
Contentoftotalsaponin
1 1 1 1 1 1.89
2 1 2 2 2 2.43
3 1 3 3 3 2.48
4 2 2 1 3 2.06
5 2 3 2 1 2.47
6 2 1 3 2 2.67
7 3 3 1 2 2.11
8 3 1 2 3 2.57
9 3 2 3 1 2.17
k1 2.27 2.38 2.02 2.18
k2 2.40 2.22 2.49 2.40
k3 2.28 2.35 2.44 2.37
R 0.13 0.16 0.47 0.22
行正交试验 ,以总皂苷含量为考察指标 ,优选出最佳提取工
艺条件 ,即料液比为 1∶15,微波功率为 500 W,乙醇浓度为
70%,提取 2次 ,每次提取时间为 15 min,为开发利用东北铁
线莲有效部位提供了科学依据。
参考文献
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(上接第 16416页)
　　I= P
2
i, max+P2i, ave
2
(2)
P2i, max是参评污染物中最大污染物的污染指数 , P2i, ave为参评污
染物的算术平均污染指数。通过计算得出蔬菜污染综合指
数 ,结果见表 3。结果显示 ,蔬菜已经受严重污染 ,不能被人
畜食用。
表 3　蔬菜中综合污染指数
Table3　Compositecontaminationindexinvegetables
蔬菜Vegetable
重金属单项污染指数MonomialPolutionexponentofheavymetals
Cd Pb Cu
综合污染指数Compositecontaminationindex
污染程度Polutionextent
茄子 Eggplant 31 98 1.49 75.88 严重污染
辣椒 Pepper 17 45 1.08 35.12 严重污染
黄瓜Cucumber 9 53 3.64 40.54 严重污染
3　结论　
土壤中重金属含量 Cu>Pb>Cd,蔬菜中重金属累积分
布各不相同 ,对重金属的迁移特性也不相同 ,根 -叶界面的
迁移系数大 ,根部有阻隔重金属向植物体内转移的作用 。冶
炼厂采样区范围内土壤重金属污染严重 ,不适合农业作业 ,
蔬菜受到重金属的复合污染 ,不适合人类和动物食用。冶炼
厂周边应进行环境修复 ,去除重金属污染 ,以防重金属在食
物链中转移。
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16497　38卷 29期　　　　　　　　　　　　　　　钟方丽等　东北铁线莲中总皂苷的微波提取工艺优化