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黔产艾纳香生物碱的提取及含量测定



全 文 :湖 北 农 业 科 学 2014 年
艾纳香(Blumea balsamifera)是菊科艾纳香属
多年生灌木样草本植物, 在我国主要分布在贵州、
云南、广西三地,过去常作为民间用药,可以温中活
血,祛风除湿,也可以杀虫,主要用于治疗寒湿泻
痢、腹痛肠鸣、跌打损伤等,以滇桂艾纳香为原料生
产的“妇血康颗粒”在治疗妇女功能性子宫出血和
产后出血方面有独特的疗效 [1]。
艾纳香作为天然中草药, 含有多种有效成分,
已经测定的如黄酮类、有机酸、萜类等[2-4]。生物碱作
为天然中草药的重要有效成分,具有很高的研究价
值,常见于很多植物中,在菊科植物中也有大量分
布,但是目前并没有文献明确表明艾纳香中含有生
物碱, 因此有必要对其进行研究来弥补这一空缺。
研究结合各类生物碱的提取及分析方法,拟定以乙
醇初提后用微波辅助提取的方法来提取艾纳香中
的生物碱 [5-9],并采用酸性染料比色法测定其含量,
探索最佳提取条件和艾纳香中生物碱的分布情况。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 供试材料 艾纳香全草采自贵州省罗甸县,
由贵州大学林学院熊中华副教授鉴定。
1.1.2 仪器与试剂 756PC紫外可见分光光度计购
自上海舜宇恒平科学仪器有限公司,微波-紫外-超
声波三位一体合成萃取反应仪购自上海新仪微波
化学科技有限公司,旋转蒸发仪购自上海亚荣生化
仪器厂,盐酸小檗碱标准品(纯度≥98%)购自昆明
绿盟科技有限公司。
1.2 方法
1.2.1 样品溶液的制备及生物碱的检测 将艾纳
收稿日期:2013-07-12
基金项目:贵州省科技厅联合项目(黔科合 J 字 LKM[2011]27)
作者简介:严 敏(1973-),女,贵州印江人,高级实验师,硕士,研究方向为植物化学,(电话)15185147871(电子信箱)577977087@qq.com;
通讯作者,汤洪敏(1969-),女,(电话)15286049728(电子信箱)thm@gznc.edu.cn。
黔产艾纳香生物碱的提取及含量测定
严 敏,王玉凤,汤洪敏
(贵州民族大学化学与环境科学学院,贵阳 550005)
摘要:运用乙醇初提后用微波辅助提取的方法从菊科艾纳香属植物艾纳香(Blumea balsamifera)中提取
生物碱,结合单因素试验和正交试验探索最佳提取条件,最终得出提取艾纳香中生物碱的最佳条件是,
以 80%的乙醇为提取剂,料液比为 1∶40(m/V,g∶mL),在微波-紫外-超声波三位一体合成萃取反应仪中提
取 25 min。 运用酸性染料比色法测定其总生物碱含量,结果表现为,艾纳香中茎部的生物碱含量最高,为
7.77 μg/g;其次是根部,为 3.66 μg/g;叶部最少,为 2.34 μg/g。
关键词:艾纳香(Blumea balsamifera);生物碱;提取条件;含量测定
中图分类号:S567;O657.32 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2014)10-2336-04
Extraction and Determination of Total Alkaloids in Guizhou Blumea balsamifera
YAN Min,WANG Yu-feng,TANG Hong-min
(The Chemistry and Environment Department, Guizhou Minzu University,Guiyang 550005,China)
Abstract: Alkaloids were extracted from Blumea balsamifera with ethanol extraction and microwave-assisted extraction method.
The extraction conditions were optimized. The optimal conditions were using 80% ethanol extraction agents with material liquid
ratio of 1 ∶40 and extracting 25 minutes in microwave -ultrasonic digestion machine. The content of total alkaloids was
determined with acid dyes colorimetric method. The disposition of alkaloids in B. balsamifera was the highest in the stem(7.77
μg/g), the second in the root (3.66 μg/g),and the least in the leaf (2.34 μg/g).
Key words: Blumea balsamifera; alkaloid; extraction conditions;content determine
第 53卷第 10期
2014年 5 月
湖北农业科学
Hubei Agricultural Sciences
Vol. 53 No.10
May.,2014
第 10 期
香全草烘干粉碎后,称取 2.5 g艾纳香粉末两份分别
置于两个 250 mL 的锥形瓶中, 均加入体积分数为
70%的乙醇溶液 50 mL,在 30 ℃下用微波-紫外-超
声波三位一体合成萃取反应仪提取 10 min。 一份过
滤得粗提取液,置于烧杯中备用;另一份提取液过
滤后,用旋转蒸发仪浓缩回收乙醇,浓缩液转移至
分液漏斗中,滴加 2 mol/L 盐酸调至 pH 3~4,用等量
氯仿萃取 2~3 次,去除色素和酸不溶性杂质,得到
的酸水层再以 100 g/L 氢氧化钠调至 pH 10~11,同
样以等量氯仿萃取 2~3 次,合并氯仿层,定容至 10
mL,作为提纯后的样液。 取粗提取液进行生物碱的
沉淀试验。 用毛细管吸取粗提取液点样在硅胶板
上,重复点样 10 次,待样点干后,将硅胶板浸入碘
化铋钾溶液中,迅速拿出后用清水轻轻冲洗掉表面
多余的溶液,观察样点处的颜色。 另采取同样的操
作,分别将硅胶板浸入到碘化钾碘、磷钼酸溶液中,
观察样点处的颜色。
1.2.2 pH 对染色效果的影响 分别精确吸取提纯
后的样液 1 mL 置于 7 支分液漏斗中, 分别加入之
前配制好的不同 pH 的溴甲酚绿缓冲液 2 mL,再依
次加入氯仿 10 mL,充分振荡使其反应完全,静置分
层后,取下层氯仿层。 首先在紫外可见分光光度计
下对其进行波长扫描, 对扫描结果综合分析后得
出,艾纳香生物碱样液在 413~419 nm波长范围内有
最大吸收,结合资料可知,溴甲酚绿与生物碱染色在
415 nm处有最大吸收[10],因此本试验以 415 nm为最
大吸收波长,并应用于之后的吸光度测定中。
1.2.3 最佳提取条件的确定
1)单因素试验。 运用乙醇初提后用微波辅助提
取的方法提取艾纳香中的生物碱, 结合资料信息,
选取 3 个可能影响提取效果的因素乙醇体积分数、
料液比(m /V,g∶mL,下同)、提取时间进行研究[11]。①
乙醇体积分数对提取效果的影响。 平行称取 5 份
1.000 0 g 左右的艾纳香粉末,分别加入乙醇体积分
数为 60%、70%、80%、90%、95%的提取液 50 mL,在
30 ℃下用微波-紫外-超声波三位一体合成萃取反
应仪提取 10 min。 按照“1.2.1”中的操作方法对提取
液进行提纯,用氯仿定容至 10 mL,加入 2 mL 溴甲
酚绿缓冲液,充分振荡使其反应,转入分液漏斗中,
静置分层后取下层氯仿层,测定其吸光度。 ②料液
比对提取效果的影响。 平行称取 5份 1.000 0g 左右
的艾纳香粉末,分别加入乙醇体积分数为 90%的提
取液 20、30、40、50、60 mL (料液比分别为 1 ∶20、
1∶30、1∶40、1∶50、1∶60),30 ℃下在微波-紫外-超声波
三位一体合成萃取反应仪中提取 10 min。 之后的操
作同上,取下层氯仿层,测定其吸光度。 ③提取时间
对提取效果的影响。 平行称取 5份 1.000 0 g左右的
艾纳香粉末,均加入乙醇体积分数为 90%的提取液
50 mL,在 30 ℃下用微波-紫外-超声波三位一体合
成萃取反应仪分别提取 5、10、15、20、25 min。 之后
的操作同上,取下层氯仿层,测定其吸光度。
2)正交试验。 按照之前选定的 3个因素的合理
水平设计正交试验。 正交试验因素与水平见表 1。
1.2.4 生物碱含量的测定
1)标准溶液的配制和标准曲线的绘制。 研究表
明,盐酸小檗碱在酸性条件下经溴甲酚绿染色后的
氯仿萃取层在 410 nm处有最大吸收[12],与本试验中
样液的最大吸收波长很接近, 且相对较易购得,因
此本试验采用盐酸小檗碱作为标准品。 首先配制标
准溶液并绘制标准曲线, 以标准品浓度为横坐标,
以吸光度为纵坐标,绘制标准曲线。
2)艾纳香不同部位的生物碱提取及含量测定。
分别称取根、茎、叶部位的艾纳香 1.000 0 g左右,加
入体积分数为 80%的乙醇溶液 40 mL, 在微波-紫
外-超声波三位一体合成萃取反应仪中提取 20
min,之后按照“1.2.1”中的操作提纯,然后用氯仿定
容至 10 mL,加入 2 mL 溴甲酚绿缓冲溶液,充分振
荡分层后,取下层氯仿层测定吸光度,每个部位平
行测定 3 次。 生物碱含量=提取出的生物碱质量
(μg)/艾纳香原料质量(g)。
3)稳定性试验。 另称取 1 g左右的艾纳香,在最
佳提取条件下提取,然后采取同上的操作方法,在
1 h内进行扫描,每间隔 10 min扫描一次,统计结果。
2 结果与分析
2.1 样液生物碱的检测结果
将硅胶板浸入碘化铋钾溶液中进行处理,观察
到样点处被染上了橘红色,证明提取液中可能含有
生物碱。 另采取同样的操作,分别将硅胶板浸入到
碘化钾碘、磷钼酸溶液中,观察到样点分别被染上
了淡黄色和红褐色,证明提取液中含有生物碱。
2.2 pH对染色效果的影响
在 415 nm 处测定各不同 pH 样液的吸光度,结
果见图 1。 由图 1 可知,随着 pH 的增大,吸光度逐
渐降低,因此最适宜的 pH 为 4.23,所以以下测定过
表 1 提取工艺正交试验因素与水平
水平
1
2
3
乙醇体积分数(A)//%
70
80
90
料液比(B)//g∶mL
1∶30
1∶40
1∶50
提取时间(C)//min
15
20
25
因素
严 敏等:黔产艾纳香生物碱的提取及含量测定 2337
湖 北 农 业 科 学 2014 年
程中均采用 pH 4.23的溴甲酚绿缓冲液进行染色。
2.3 最佳提取条件的确定
2.3.1 单因素试验
1)乙醇体积分数对提取效果的影响。 由图 2可
知,随着乙醇体积分数的增大,吸光度先逐渐增大,
随后开始减小。在乙醇体积分数为 90%时吸光度有最
大值,取 70%、80%、90%为该因素的 3个合理水平。
2)料液比对提取效果的影响。 由图 3 可知,随
着乙醇用量的增大,吸光度先逐渐增大,随后开始
减小。 在料液比为 1∶50 时有最大吸光度, 取 1∶30、
1∶40、1∶50为该因素的 3个合理水平。
3)提取时间对提取效果的影响。 由图 4可知,随
着提取时间的增大, 吸光度逐渐增大, 随后趋于稳
定。在提取 25 min时有最大吸光度,取 15、20、25 min
为该因素的 3个合理水平。
2.3.2 正交试验结果 由表 2 可知,本试验最佳的
水平组合是 A2B2C3, 即提取的最佳条件是用 80%的
乙醇,以 1∶40的料液比提取 25 min。
2.4 生物碱含量的测定结果
2.4.1 标准曲线方程 标准曲线见图 5, 标准曲线
方程为 A=0.166 1C+0.006 8,r=0.997 5。
2.4.2 艾纳香不同部位的生物碱含量 试验结果
见表 3。 表 3 中试验号 1、2、3 为根部提取物,4、5、6
为茎部提取物,7、8、9为叶部提取物。平行试验结果
取平均值, 得到根部生物碱平均含量为 3.66 μg/g,
茎部生物碱平均含量为 7.77 μg/g,叶部生物碱平均
含量为 2.34 μg/g。 由此可得,艾纳香中茎部生物碱
含量最高,其次是根部,叶部最少。
A
0.04
0.03
0.02
0.01
0
4.23 4.44 4.63 4.83 5.02 5.21 5.43
pH
图 1 pH 对染色效果的影响
A
0.14
0.12
0.10
0.08
0.06
0.04
0.02
0
60 70 80 90 95
乙醇体积分数//%
图 2 乙醇体积分数对提取效果的影响
表 2 正交试验设计与结果分析
试验号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
x軃 1
x軃 2
x軃 3
R
A
1
1
1
2
2
2
3
3
3
0.102
0.131
0.095
0.036
B
1
2
3
1
2
3
1
2
3
0.104
0.118
0.106
0.014
C
1
2
3
2
3
1
3
1
2
0.103
0.109
0.116
0.013
吸光度
0.086
0.117
0.102
0.122
0.141
0.129
0.104
0.095
0.087
图 3 料液比对提取效果的影响
A
0.15
0.10
0.05
0
1∶20 1∶30 1∶40 1∶50 1∶60
料液比//g∶mL
图 4 提取时间对提取效果的影响
A
0.15
0.10
0.05
0
5 10 15 20 25
提取时间//min
图 5 标准曲线
A
0.4
0.3
0.2
0.1
0
0 0.5 1.0 1.5 2.0
标准品浓度(C)//μg/mL
A=0.166 1 C+0.006 8
r=0.997 5
2338
第 10 期
对根茎叶 3 个不同部位生物碱含量均平行测
定了 3 次, 以测定的生物碱含量来考察其重复性,
计算得根部平行试验的 RSD=5.74%, 茎部 RSD=
5.34%, 叶部 RSD=9.00%,3 组试验均重复性良好,
因此本试验方法重复性良好。
2.4.3 稳定性试验 稳定性试验结果见图 6, 计算
得 RSD=0.55%,说明该试验方法稳定性良好。
3 结论与讨论
试验用改良的碘化铋钾试剂、碘化钾碘试剂和
磷钼酸试剂进行生物碱沉淀试验,证明艾纳香中含
有生物碱,这一结果填补了艾纳香中生物碱研究的
空白,具有重要意义。
在参考了其他药用植物中生物碱的提取方法
后,拟定了用乙醇初提后用微波辅助提取的方法来
提取艾纳香中的生物碱。 参考资料设计单因素试验
和正交试验,探索最佳的提取条件。 结果得出,该方
法下的最佳提取条件是:用体积分数为 80%的乙醇
溶液,以 1∶40 的料液比提取 25 min。 在最佳提取条
件下分别对植株的根茎叶不同部位进行提取,测定
吸光度,计算生物碱含量,结果得出:艾纳香中茎部
生物碱含量最高,平均值为 7.77 μg/g;根部次之,平
均值为 3.66 μg/g;叶部最少,平均值为 2.34 μg/g。
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表 3 黔产艾纳香中生物碱含量的测定结果
试验号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
样品质量//g
1.000 2
1.000 3
1.000 5
1.000 1
1.000 6
1.000 6
1.000 3
1.000 5
1.000 3
吸光度
0.068
0.064
0.071
0.129
0.136
0.143
0.046
0.042
0.049
生物碱含量//μg/g
3.68
3.44
3.86
7.36
7.77
8.19
2.36
2.12
2.54
(责任编辑 田宇曦)
图 6 稳定性试验结果
0.128
0.127
0.126
0.125
0.124
0.123
0.122
0 10 20 30 40 50 60
扫描时间//min
A
严 敏等:黔产艾纳香生物碱的提取及含量测定 2339