全 文 ：正交试验优选麻叶千里光中硒元素提取工艺的研究
高淑云 , 赵云峰　(徐州工程学院 ,江苏徐州 221008)
摘要　[目的 ]利用正交试验法对麻叶千里光中硒元素提取工艺进行分析研究。 [方法]采用回流提取法、索氏提取法和微波 -超声波
协同提取法进行提取;利用石墨炉原子吸收法对麻叶千里光提取液中微量元素硒含量进行测定分析。 [结果 ]采用微波-超声波提取法
测得的硒含量最高 ,为 22.03μg/g,提取最佳条件为 250W、240s,料液比为 1∶20;索氏提取法提取测得硒含量为 21.80μg/g,提取最佳条
件为 80℃、6h,料液比为 1∶45;回流提取法测得硒含量为 21.65μg/g,提取最佳条件为 90℃、3h,料液比为 1∶25。测定结果的相对标准
偏差为 0.29%～ 0.38%,加标回收率为 98.25% ～ 101.30%。[结论]微波 -超声波协同提取法测麻叶千里光中硒含量优于回流提取法
和索氏提取法。
关键词　石墨炉原子吸收法;麻叶千里光;硒;提取
中图分类号　S567.23+9　　文献标识码　A　　文章编号　0517-6611(2009)24-11542-03
StudyonExtractionTechnologyofSeinSeneciocannabifoliusLessbyOrthogonalExperimentalOptimization
GAOShu-yunetal　(XuzhouInstituteofTechnology, Xuzhou, Juangsu221008)
Abstract　 [ Objective] ExtractionTechnologyofSeinSeneciocannabifoliusLessbyorthogonalexperimentaloptimizationmethodwasana-
lyzedandstudied.[ Method] Therefluxextractionmethod, thesoxhletextractionmethodandthemicrowave-ultrasonicco-extractionmethod
wereusedforextraction;SecontentinextractionliquidofSeneciocannabifoliusLessweredeterminedandanalyzedbyatomicabsorptionmeth-
od.[ Resuls] ThehighestSecontentwas22.03μg/g, optimumconditionwas250W, 240S, solid-liquidratiowas1∶20bythemicrowave-ul-
trasonicco-extractionmethod;TheSecontentwas21.80μg/g, theoptimumconditionof80℃, 6h, Solid-liquidratiowas1∶45bysoxhletex-
tractionmethod;theSecontentwas21.65μg/g, theoptimumconditionof90℃, 3h, solid-liquidratiowas1∶25.Therelativestandarddevi-
ationofdeterminedresultwas0.29%-0.38%.Therecoveryrateofaddingmarkwas98.25%-101.3%.[ Conclusion] TheSecontentin
SeneciocannabifoliusLessdeterminedbythemicrowave-ultrasonicco-extractionmethodwasbeterthantherefluxandsoxhletextraction
method
Keywords　Atomabsorbsthemethod;SeneciocannabifoliusLess;Se;Extraction
基金项目　2007年江苏省高等学校大学生实践创新训练计划项目(407);江
苏省高校自然科学基础研究项目(07KJD550203)。
作者简介　高淑云 (1955-),女 ,吉林敦化人 , 教授 ,从事食品及天然药
物有效成分分离及检测研究。
收稿日期　 2009-04-20
　　麻叶千里光(SeneciocannabifoliusLess)为菊科千里光属
多年生草本植物 ,主要生长在长白山区。麻叶千里光地上部
分主要的化学成分是生物碱千里光非林类 。全草可做外用
止血药及镇痛药 [ 1] ,是神奇的长白山抗 “非典 ”病毒植物 。目
前 ,徐东铭等从该植物提取物中的酚酸部分分得 3个具有抑
菌作用的结晶形成分 ,并证明该植物中含有的这些成分分别
为氢醌 、对羟基苯乙酸及氢醌的葡萄糖即熊果苷 [ 2] 。吴斌等
通过对外抑菌圈法筛选活性部分 ,并对其化学成分进行研
究 ,表明麻叶千里光具有抗菌作用 [ 3] 。李丽静等对麻叶千里
光提取物及其有效成分的抗毒机制进行了研究 [ 4] ,陈芬等对
麻叶千里光免疫功能的影响做了研究试验 [ 5] ,基于吴斌等的
资料显示 ,不同提取方法对麻叶千里光中硒元素含量的影响
还没有报道。因此 ,麻叶千里光中硒含量的研究分析对于揭
示麻叶千里光的临床应用有重要意义。笔者在麻叶千里光
中铁 、锰 、锌等微量元素研究的基础上 [ 6] ,做进一步的研究
分析。
1　材料与方法
1.1　材料　试验用麻叶千里光产自延边地区。甲醇为分析
纯 ,硒标准储备液均为国家标准溶液(NCS), 试验用水均为
二次蒸馏水及纯净水。
FZ102型微型植物粉碎机(天津市泰斯特仪器有限公
司);CW-2000型微波 -超声波协同萃取仪(上海新拓微波溶
样测试技术有限公司);TAS-990型原子吸收分光光度计(北
京普析通用仪器有限责任公司)。石墨炉原子吸收分光光度
计的工作条件:测定元素为硒 ,波长 196.1 nm,灯电流 5.0
mA,光谱带宽 0.4 nm,负高压 350V;石墨炉的硒元素测定加
温程序见表 1。
表 1　TAS-990石墨炉的硒元素测定加温程序
Table1　Determinationheatingprogram ofSeelementinTAS-990
graphitefurnace
阶段 Stages
硒 Se
温度∥℃Temperature 升温∥sTemperatureraising保持时间∥sHoldingtime
干燥 Dry 120 10 10
灰化 Ashing 400 10 10
原子化 Atomization 2 200 0 3
清洗 Clean 2 400 1 1
　　试验所用玻璃仪器均经稀硝酸浸泡 12h以上 ,然后经自
来水 、蒸馏水 、去离子水依次洗净烘干备用。麻叶千里光经
鉴定后用蒸馏水反复冲洗 ,于 60℃恒温箱中干燥 ,用微型植
物粉碎机粉碎为样品 ,装瓶备用。
1.2　方法
1.2.1　回流提取法 。称取 1.500 0g麻叶千里光样品置于回
流瓶内 ,放入电热恒温水浴锅中 ,以甲醇为提取剂 ,设定回流
提取温度(A)、料液比(B)、时间(C)对硒含量的影响 ,建立
三因素三水平正交试验设计 ,见表 2。
1.2.2　索氏提取法 。称取 1.500 0g经过处理的麻叶千里光
样品置于索氏提取瓶内 ,放入电热恒温水浴锅中 ,以甲醇为
提取剂 ,设定索氏提取温度(A)、料液比(B)、时间(C)对硒
含量的影响 ,建立了三因素三水平正交试验设计 ,见表 3。
1.2.3　微波 -超声波协同提取法。称取 1.5000g经过处理
的麻叶千里光粉末置于微波提取瓶内 ,以甲醇为提取剂 ,设
责任编辑　金琼琼　责任校对　卢瑶安徽农业科学 , JournalofAnhuiAgri.Sci.2009, 37(24):11542-11544
DOI :10.13989/j.cnki.0517-6611.2009.24.100
定提取功率(A)、料液比(B)、时间(C)对硒含量的影响 ,建
立了三因素三水平正交试验设计 ,见表 4。
表 2　回流提取法因素及水平
Table2　Factorandleveloftherefluxextraction
水平
Code
因素 Facrot
温度(A)∥℃
Temperature
料液比(B)
Solid-liquidratio
时间(C)∥h
Time
1 80 1∶20 2.0
2 90 1∶25 2.5
3 100 1∶30 3.0
表 3　索氏提取因素及水平
Table3　FactorandLevelofthesoxhletextraction
水平 Code
因素 Factor
温度(A)∥℃
Temperature
料液比(B)
Solid-liquidratio
时间(C)∥h
Time
1 80 1∶25 4.0
2 90 1∶35 5.0
3 100 1∶45 6.0
表 4　微波 -超声波协同提取因素及水平
Table4　Factorandlevelofmicrowave-ultrasonicco-extraction
水平
Level
因素 Factor
功率(A)∥W
Power
料液比(B)
Solid-liquidratio
时间(C)∥s
Time
1 150 1∶20 180
2 200 1∶25 210
3 250 1∶30 240
2　结果与分析
2.1　3种提取方法的正交试验结果
2.1.1　回流提取法正交试验结果 。由表 5可见 ,试验中有
两组吸光度值较高 ,分别是 A1 B3C3、A2 B2C3且相差不大 。根
据极差 R分析 ,各个因素对吸光度值的影响顺序为 C>A>
B,从而分析最佳组合为 A2B2 C3。
表 5　回流法正交试验设计与结果
Table5　Orthogonalexperimentaldesignandresults
编号
Level
温度(A)
Tempe
rature
料液比(B)
Solid-liquid
ratio
时间(C)
Time
空列
Empty
column
Se吸光度
Seabsor
bance
1 1 1 1 1 0.309
2 1 2 2 2 0.335
3 1 3 3 3 0.370
4 2 1 2 3 0.358
5 2 2 3 1 0.367
6 2 3 1 2 0.325
7 3 1 3 2 0.350
8 3 2 1 3 0.323
9 3 3 2 1 0.333k1 0.338 0.339 0.339 0.336
k2 0.350 0.350 0.342 0.337
k3 0.335 0.343 0.362 0.350
极差 RRangeR 0.044 0.033 0.060 0.042
　　由于分析得到的最佳水平组合和实际得到的最优水平组
合不一致 ,因此做验证性试验 ,结果发现麻叶千里光中 Se的最
佳回流提取条件为:温度为 90℃,料液比为 1∶25,时间为 3 h。
2.1.2　索氏提取法正交试验结果。由表 6可见 ,有 3组吸光
度值较高 ,分别是 A1B3C3 、A3B3 C2 、A2 B1 C2。根据极差 R分
析 ,各个因素对吸光度值的影响顺序为 B>C>A,从而分析
最佳组合为 A1B3C3 。
表 6　索氏提取法正交试验结果
Table6　OrthogonalExperimentalResults
编号
Code
温度(A)
Temperature
料液比(B)
Solid-liquid
ratio
时间(C)
Time
空列
Empty
column
Se吸光度
Seabsor
bance
1 1 1 1 1 0.349
2 1 2 2 2 0.335
3 1 3 3 3 0.370
4 2 1 2 3 0.358
5 2 2 3 1 0.337
6 2 3 1 2 0.325
7 3 1 3 2 0.350
8 3 2 1 3 0.323
9 3 3 2 1 0.363
k1 0.351 0.352 0.332 0.370
k2 0.340 0.332 0.352 0.337
k3 0.345 0.353 0.352 0.350
极差RRangeR 0.034 0.063 0.060 0.041
　　通过验证性试验得麻叶千里光中 Se的最佳索氏提取条
件为:温度为 80 ℃,时间为 6 h,料液比为 1∶45。
2.1.3　微波 -超声波提取法正交试验结果。由表 7可见 ,
有两组吸光度值较高 ,分别是 A3 B3 C2、A2 B3 C1。根据极差 R
分析 ,各个因素对吸光度值的影响顺序为 A>B>C,从而分
析最佳组合为 A3B3 C1 。
通过验证性试验得麻叶千里光中 Se的最佳微波 -超声波
协同提取条件为:功率为 250W,时间为 240s,料液比为 1∶20。
表 7　微波-超声波协同提取法正交试验结果
Table7　OrthogonalExperimentalResultsbymethodofmicrowave-ul-
trasonicco-extraction
编号
Code
功率(A)
Power
料液比(B)
Solid-liquid
ratio
时间(C)
Time
空列
Empty
column
Se吸光度
Seabsor
bance
1 1 1 1 1 0.248
2 1 2 2 2 0.250
3 1 3 3 3 0.249
4 2 1 2 3 0.247
5 2 2 3 1 0.247
6 2 3 1 2 0.255
7 3 1 3 2 0.253
8 3 2 1 3 0.253
9 3 3 2 1 0.257
k1 0.249 0.250 0.252 0.251
k2 0.250 0.250 0.251 0.253
k3 0.254 0.254 0.249 0.250
极差RRangeR 0.005 0.004 0.003 0.004
　　3种提取方法比较见表 8。
2.2　标准曲线的制备 　取硒标准液配制浓度分别为:
0.062 5、0.125 0、0.250 0、0.500 0、1.000 0μg/ml。按仪器工
作条件 ,测定硒元素标准液 ,并计算出曲线方程为 A=
0.053 3c+0.023 2 , 其相关系数为 0.999 4。
1154337卷 24期　　　　　　　　　　　　　　　　高淑云等　正交试验优选麻叶千里光中硒元素提取工艺的研究
表 8　3种提取方法比较
Table8　Comparisonofthreeextractionmethods
提取方法Extractionmethod
功率或温度(A)Powerortemperature
时间(B)∥sTime
料液比(C)Solid-liquidratio
回流提取法Refluxextractionmethod 90℃ 1 800 1∶25
索氏提取法Soxhletextractionmethod 80℃ 3 600 1∶45
微波 -超声波提取法Microwave-ultrasonicmethod 250W 240 1∶20
2.3　精密度试验　取多份样品连续进样 7次 ,计算相对标
准偏差 ,测定结果得回流提取法 、索氏提取法 、微波 -超声波
提取法的 RSD分别为 0.35%、0.38%、0.29%。
2.4　方法重复性　多份样品连续进样 5次 ,计算相对标准
偏差 ,测定得传统回流 、索氏提取 、微波 -超声波提取的 RSD
分别为 0.35%、0.38%、0.30%。
2.5　准确度试验　以样品的加标回收率验证方法的准确
性 。取已知含量的样品 6份 ,分别加入硒元素标准溶液 ,回
收率结果见表 9。
2.6　样品的测定　在仪器工作条件下对样品进行测定 ,结
果得:回流提取法 、索氏提取法 、微波 -超声波提取法的样品
硒含量分别为 21.65、21.80、22.03 μg/g。
3　讨论
通过正交试验优选法确定微波 -超声波提取的最佳工
艺条件为 250 W、240s、料液比为 1∶20,测得硒的含量最高为
22.03μg/g;索氏提取法提取的最佳工艺条件为 80 ℃、 6 h、
料液比为 1∶45,测得硒含量为 21.80 μg/g;回流提取的最佳
工艺条件为 90 ℃、3 h、料液比为 1∶25,测得硒含量为 21.65
μg/g。测定结果的相对标准偏差为 0.29%～ 0.38%,加标回
收率 98.25%～ 101.30%。可见 ,微波 -超声波提取法时间
短 、效果好 、测得含量高 ,是一种较为理想的提取方法。
表 9　回收率试验结果
Table9　Recoveryratetestresults
提取方法Extractionmethod
样品元素含量μg/gElementcontentofsamples
加标量μg/gAddingamount
测得总量μg/gDeterminedtotalamount
回收率%Recoveryrate
回流提取法Refluxextractionmethod 19.35 20.00 39.14 98.96
索氏提取法Soxhletextractionmethod 20.12 20.00 40.37 101.30
微波-超声波提取法Microwave-ultrasonic-method 21.35 20.00 41.00 98.25
　　麻叶千里光的医疗作用与其所含硒微量元素有关 ,其生
理活性和药效与硒元素的存在有一定关系 ,研究它的形态以
及各成分的含量对药效的影响 ,都有很高的学术价值和实用
价值 ,有待于今后深入研究。
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(上接第 11539页)
　　镁是细胞内的重要阳离子 ,是许多酶的辅酶 ,参与蛋白
质的合成并与肌肉的收缩有关;镁能催化激活机体 300多种
酶 ,并在能量的运输 、储存以及利用中具有重要作用 [ 9] ,被称
为 “人体健康催化剂 ”[ 10] 。铁和铜及其配合物具有明显的抗
菌消炎作用 [ 11] 。钙对细胞功能的维持 ,酶的活性及激素分
泌等都有重要作用 [ 12] 。缺锌会导致人体的免疫力下降 、排
尿中枢抑制能力减弱。
曹丹具有良好的抗菌消炎作用与其钙 、镁 、锌 、铁 、铜的
含量较高有关 。另外 ,曹丹中含微量元素较全面 ,对提高人
体免疫力也有帮助。所以 ,人体必需的金属元素钙 、镁 、锌 、
铁 、铜和锰元素含量与曹丹的药效作用相吻合。
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