全 文 ：王晓林 ,钟方丽 ,郭海燕.微波法提取东北铁线莲总黄酮工艺研究 [ J].江苏农业科学 , 2011, 39(4):355-357.
微波法提取东北铁线莲总黄酮工艺研究
王晓林 , 钟方丽 , 郭海燕
(吉林化工学院化学与制药工程学院 ,吉林吉林 132022)
摘要:以木犀草素为对照品 ,以乙醇为浸提剂 , 以干浸膏中总黄酮的含量为指标 , 采用单因素和正交试验确定微
波辅助提取东北铁线莲总黄酮的工艺条件。确定乙醇浓度 65%,提取时间 20 min, 料液比 1 g∶10mL, 提取次数 3次 ,
微波功率 500 W为最佳工艺条件 ,木犀草素在 0.001 76 ～ 0.035 2mg/mL(r=0.999 8)浓度范围之内呈良好的线性关
系。微波法可用于东北铁线莲总黄酮的提取。
关键词:东北铁线莲;总黄酮;正交试验;微波法
中图分类号:R284.2 文献标志码:A 文章编号:1002-1302(2011)04-0355-03
(上接第 354页)
3 结论
经过试验 , 发现苹果醋饮料的最佳配方组合为:香醋
8 mL/L,苹果汁 5 mL/L,蜂蜜 3%,糖 6%。果醋的酿造以苹
果为原料 ,不仅能解决苹果在旺季的积压问题 ,而且还可降低
生产成本 ,具有较高的社会效益和经济效益。
参考文献:
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东北铁线莲(ClematismanshuricaRupr.)是毛茛科铁线莲
属多年生蔓生草本植物 ,以干燥根及根茎入药 ,药材名为威灵
仙 [ 1 ] ,铁线莲属植物具有多种药用成分 ,在中医临床和民间
常用做利尿通淋或祛风止痛类药物 ,有较高的药用价值 。东
北铁线莲主要含有总黄酮 、皂苷 、挥发油 、木脂素及香豆素
类 [ 2 ] ,总黄酮是东北铁线莲的主要活性成分之一 。许多研究
已表明黄酮类化合物具有多种生物活性 ,如具有很强的抗氧
化和消除自由基作用 [ 3-4 ] 。微波辅助提取黄酮类化合物是一
种新技术 ,具有提取时间短 、提取得率高等特点 ,可以避免长
时间高温引起的物质分解 ,是一种具有良好发展前景的总黄
酮提取方法 [ 5] 。运用微波提取技术提取东北铁线莲中黄酮
类物质的研究尚未见报道 ,本研究采用微波法 [ 6]对东北铁线
莲总黄酮的提取工艺进行了研究 ,考察了微波法的提取能力 ,
并确定适宜的提取条件 。
1 材料与方法
1.1 材料
MAS-Ⅱ微波辐射萃取仪 (上海新仪微波化学科技有限
公司);752N型三用紫外分析仪 (上海申光仪器仪表有限公
司);BS-600L型电子天平 (上海精密科学仪器有限公司 );
收稿日期:2010-07-14
作者简介:王晓林(1969—),男 ,山东潍坊人 ,硕士 ,副教授 ,主要从事
天然植物的研究与开发工作。 Tel:(0432)3083509;E-mail:
wangxiaolin69@eyou.com。
KQ3200型超声清洗萃取仪(昆山市超声仪器制造厂 );RE-
52A型旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂);W5-100SP型恒
温水浴锅(上海申生科技有限公司 );木犀草素对照品 (中国
药品生物制品检定所);东北铁线莲购于安徽省亳州市华申
药业有限公司;无水乙醇 、无水甲醇均为分析纯;水为重蒸
馏水 。
1.2 方法
1.2.1 检测波长的选择 精确称取 70℃减压干燥至恒重的
木犀草素对照品 1.10 mg,置于 25 mL容量瓶中 ,加入无水甲
醇 20mL,超声处理使其溶解 ,以无水甲醇定容至刻度 ,精确
吸取上述溶液 2.0mL,置 25 mL容量瓶中 ,加无水甲醇定容
至刻度 ,配制成浓度为 0.003 52 mg/mL的木犀草素对照品溶
液 。称取干燥至恒重的东北铁线莲干浸膏 0.25g,置于25mL
容量瓶中 ,加入 20mL无水甲醇 ,超声处理使其溶解 ,加无水
甲醇定容至刻度 ,过滤 ,取续滤液 2.0 mL转移到 25 mL容量
瓶中 ,加无水甲醇至刻度 ,即得供试品溶液 。取上述木犀草素
对照溶液 、供试溶液各 1.0mL,以无水甲醇为空白对照 ,用紫
外分光光度法在 200 ～ 500 nm之间进行光谱扫描 ,结果表明 ,
木犀草素对照品溶液和供试品溶液的最大吸收波长均为
352nm,故选 352 nm为测定波长 。
1.2.2 总黄酮含量测定方法 分别精确量取对照品溶液
0.5、1.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0 mL于 10 mL容量瓶中 ,加
入无水甲醇稀释至刻度 , 以无水甲醇空白液作对照 。在
352nm波长处测定吸光度 。以木犀草素对照品溶液浓度 C
为横坐标 ,吸光度 D值为纵坐标 ,绘制标准曲线 ,进行直线回
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DOI :10.15889/j.issn.1002-1302.2011.04.049
归 ,得线性回归方程:D=38.222C-0.002 72, r=0.999 8。
结果表明 ,木犀草素在 0.001 76 ～ 0.035 2 mg/mL范围内呈
良好的线性关系 。取供试品溶液(以无水甲醇作空白),在相
同条件下 ,在 352 nm波长处测定各样品的吸光度 ,计算相应
浓度 ,并由回归方程计算出浓度 ,进而得出干浸膏中总黄酮的
含量 。
1.2.3 微波辅助提取东北铁线莲总黄酮试验 取东北铁线
莲适量 ,粉碎成粗粉 ,称取 10.0 g放到烧瓶中 ,加入乙醇 ,放
入微波辐射萃取仪中 ,在一定功率和温度下提取 ,过滤 ,合并
提取液 ,回收溶剂 ,滤液浓缩至小于 50 mL,将浓缩提取液转
移至干燥的表面皿上进行水浴浓缩 ,待浓缩呈膏状 ,将表面皿
放入干燥箱内 (65 ℃)进行干燥 ,等到充分干燥至恒重后 ,取
干浸膏约 0.25 g,配制供试品溶液 ,按 “1.2.2”方法测定样品
总黄酮含量 。以测定的干浸膏中总黄酮含量为指标 ,分别考
察料液比 、乙醇的浓度 、提取时间 、提取次数、微波功率对提取
效果的影响 ,并在单因素试验的基础上 ,对主要影响因素进行
正交试验 。
2 结果与分析
2.1 料液比对提取效果的影响
取适量东北铁线莲 ,粉碎成粗粉 ,称取 10.0 g,放入到烧
瓶中 ,以料液比 (g∶mL)分别为 1 ∶5、1 ∶10、1 ∶15、1 ∶20、
1 ∶25加入浓度为 65%的乙醇 ,然后放入微波辐射萃取仪中 ,
设定微波功率为 500W, 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 ,按
“1.2.3”方法制成干浸膏 ,测定干浸膏中总黄酮的含量 。料
液比是影响总黄酮提取效率的重要参数 ,足够的溶剂量能保
证目标成分充分溶出 ,结果表明 ,总黄酮含量随着料液比的增
大呈现出先增加后减少的趋势 ,主要原因是溶液体积增大时 ,
可以使黄酮类物质从细胞里充分溶解出来 ,总黄酮含量在料
液比为 1∶15时最高 ,之后随着料液比的增加而下降 (图 1)。
为了进一步考察料液比对提取效果的影响 ,选择料液比分别
为 1 ∶10、1∶15、1 ∶20进行正交试验 。
2.2 乙醇的浓度对提取效果的影响
取适量东北铁线莲 ,粉碎成粗粉 ,称取 10.0 g,放入到烧
瓶中 ,料液比为 1 ∶15 ,分别加入浓度为 55%、60%、65%、
70%、75%的乙醇 ,设定微波功率为 500W, 70 ℃左右提取 2
次 ,每次提取 15 min,按 “1.2.3”方法制得干浸膏 ,测定干浸
膏中总黄酮的含量 。结果表明 ,随着乙醇浓度的升高总黄酮
含量逐渐增加 ,当乙醇浓度为 65%时 ,其含量达到最大值 ,再
进一步提高乙醇浓度时 ,总黄酮的含量开始降低 。其原因可
能是随乙醇浓度的增大会使一些如色素 、脂肪等亲脂性物质
提取出 ,从而影响总黄酮含量(图 2)。为了进一步考察乙醇
浓度对提取效果的影响 ,选择乙醇浓度分别为 60%、65%、
70%进一步考察对总黄酮含量的影响 。
2.3 提取时间对提取效果的影响
取适量东北铁线莲 ,粉碎成粗粉 ,称取 10.0 g,放入到烧
瓶中 ,料液比为 1 ∶15 ,加入浓度为 65%的乙醇 ,设定微波功
率为 500W, 70℃左右提取 2次 ,每次提取时间分别为 5、10、
15、20、25min,按 “1.2.3”方法制得干浸膏 ,测定干浸膏中总
黄酮的含量 。结果表明 ,总黄酮含量随微波时间的延长 ,呈现
先迅速上升而后逐渐下降的趋势 ,微波作用时间为 20 min
时 ,总黄酮含量达到最大值 ,这可能是因为总黄酮类物质的溶
出需要一定时间 ,但达到一定时间后 ,有效成分不再被溶解 ,
而且连续辐射时间长溶剂挥发较多 , 从而使得含量降低
(图 3)。为了进一步考察提取时间对提取效果的影响 ,选择提
取时间分别为 15、20、25min进行正交试验 。
2.4 提取次数对提取效果的影响
取适量东北铁线莲 ,粉碎成粗粉 ,称取 10.0 g,放入到烧
瓶中 ,料液比为 1 ∶15 ,加入浓度为 65%的乙醇 ,设定微波功
率为 500 W, 70℃左右分别提取 1、2、3、4、5次 ,每次提取时间
为 15min,按 “1.2.3”方法制得干浸膏 ,测定干浸膏中总黄酮
的含量 。结果表明 ,干浸膏中总黄酮的含量随着提取次数的
增多逐渐提高 ,但在提取 2次后 ,总黄酮含量增加幅度不明
显 ,在提取 3次时 ,总黄酮含量达到最大值(图 4)。由于提取
次数对铁线莲总黄酮的提取效果影响并不是很大 ,所以将提
取次数确定为 3次 。
2.5 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,放入到烧
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瓶中 ,料液比为 1 ∶15 ,加入浓度为 65%的乙醇 ,提取 2次 ,每
次提取时间为 15 min,微波功率分别设定为 300、400、500、
600、700 W,按 “1.2.3”方法制得干浸膏 ,测定干浸膏中总黄
酮的含量 。结果表明 ,干浸膏中总黄酮的含量随辐射功率的
增高呈现先增高后下降的趋势 , 500 W时最高 ,之后含量有所
下降 ,这可能是因为微波辐射在一定时间范围内 ,辐射功率越
高 ,浸取体系吸收的微波能量越多 ,浸取的总黄酮就越多 ,但
随着功率的增大 ,可能由于功率大 ,使总黄酮类物质在大功率
下被破坏 ,发生变性或者降解 ,从而导致总黄酮的含量降低
(图 5)。为了进一步考察微波功率对提取效果的影响 ,选择
微波功率分别为 400、500、600W进行正交试验 。
2.6 正交试验
2.6.1 因素及水平的考察 根据单因素探索性试验所得结
论 ,考虑到提取 3次干浸膏中总黄酮的含量就达到了最高的
水平 ,所以将提取次数固定为 3次 ,选择微波功率(400、500、
600W)、料液比 (1 ∶10、1 ∶15、1 ∶20)、提取时间(15、20、
25 min)、乙醇浓度(60%、65%、70%)4个因素 ,每个因素选
择 3个水平 ,进一步进行正交试验(表 1)。
表 1 东北铁线莲总黄酮提取 L9(34)正交试验因素水平
水平 A:料液比
B:微波
功率(W)
C:提取时间
(min)
D:乙醇
浓度(%)
1 1∶10 400 15 60
2 1∶15 500 20 65
3 1∶20 600 25 70
2.6.2 正交试验结果 取东北铁线莲适量 ,粉碎成粗粉 ,称
取 10.0 g,放入到烧瓶中 ,按正交试验表进行试验(表 2)。
表 2 东北铁线莲总黄酮提取正交试验结果与极差分析
序号
因素
A:料
液比
B:微波
功率
C:提取
时间
D:乙醇
浓度
总黄酮
含量(%)
1 1 1 1 1 0.776 8
2 1 2 2 2 0.995 8
3 1 3 3 3 0.699 8
4 2 1 2 3 0.723 8
5 2 2 3 1 0.879 2
6 2 3 1 2 0.850 9
7 3 1 3 2 0.785 6
8 3 2 1 3 0.716 2
9 3 3 2 1 0.950 6
k
1 0.824 1 0.762 1 0.781 3 0.868 9
k2 0.818 0 0.863 7 0.890 1 0.877 4
k3 0.817 5 0.833 8 0.788 2 0.713 3
R 0.006 6 0.101 6 0.108 8 0.164 1
以干浸膏中总黄酮含量为考察指标 ,确定最佳提取方案
为 A1B2C2D2 ,即乙醇浓度为 65%,料液比为 1∶10,提取时间
为 20 min,微波功率为 500 W,提取 3次。各因素对提取工艺
影响的主次顺序为 D>C>B>A。为了考察上述优选工艺的
稳定性 ,按该工艺条件重复提取 3次 ,测得东北铁线莲干浸膏
中总黄酮的含量分别为 1.085%、1.172%、1.128%,平均为
1.129%,表明本试验优选的工艺稳定可靠 。
3 结论
本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 、提取时间 、提取次数 、微波功率对提取效果的影
响 ,并通过正交试验 ,以总黄酮含量为考察指标 ,优选出东北
铁线莲总黄酮最佳提取工艺条件 ,即乙醇浓度 65%,料液比
1 ∶10,微波功率 500 W,提取 3次 ,每次 20 min。
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