全 文 :西北林学院学报 2006, 21( 3): 107~ 110
Journal of No r thw est Fo r estry Univ e rsity
卷叶黄精总皂苷含量测定方法及提取工艺研究
⒇
王冬梅1 , 朱 玮 2 , 张存莉 1 , 张天拯 1
( 1. 西北农林科技大学 林学院 ,陕西 杨陵 712100; 2.西北农林科技大学生命科学院 ,陕西 杨陵 712100)
摘 要:对分布于秦岭的卷叶黄精 ( Ploygonatum cirrhifol ium )总皂苷含量测定方法及提取工艺进
行了研究 ,结果表明 ,①黄精总皂苷含量测定采用香草醛 - 高氯酸比色法 ,在波长 545 nm有最大
吸收峰 ,在 1. 25~ 7. 5μg· m L- 1范围内呈良好的线性关系。卷叶黄精总皂苷测定重现性较好 ,变异
系数 ( RSD )为 4. 05% ,平均回收率为 96. 40% ,但测定工作要在 30 min内完成。②各因素对卷叶黄
精总皂苷的提取率影响不同 ,影响最大的是温度 ,其次是料液比和时间。最佳提取工艺为 ,在温度
60℃下 ,用 80%乙醇提取 2次 ,每次提取时间为 1. 5 h,料液比为 1∶ 15。
关键词: 卷叶黄精 ; 皂苷 ;含量测定 ;提取分离工艺
中图分类号: S759. 82 文献标识码: A 文章编号: 1001-7461( 2006) 03-0107-04
Content Determination and Ex traction of Steroids Saponins f rom
the Roo t o f Polygonatum cirrhifolium
WANG Dong-mei1 , ZHU Wei2 , ZHANG Cun-li1 , ZHANG Tian-zheng1
( 1. Col lege of Forestr y, N or thwest A& F University, Yang lin g , Shaan xi 712100, Ch ina;
2.Col leg e of Lif e Sciences ,Northwest A& F Universi ty , Yangl ing , Shaanx i 712100, China)
Abstract: The content determnation and ex t raction of steroids saponins f rom the roo t of Ploygonatum cir-
rhi folium were studied. The results are as follows: ① when the methods of v anillin-perchlo ric acid w as ap-
plied to dertermine the content of steroids saponins at 545 nm, the linea r range was 0. 126~ 0. 642, the re-
sul t was accurate, RSD was 4. 05% . The average reclaim-ra tio was 99. 01% . ② The principa l influencing
facto rs influencing the ex t raction w ere temperature, th e ratio of ma terial to solv ent and time. The best
technological parameters for ex t racting steroids saponins w ere: tempera ture 60℃ , solvent: 80% ethanol ,
time: 1. 5 h ; times o f ex t raction: 2; rate o f material to solvent: 1∶ 15 .
Key words: Polygonatum cirrhifol ium; s teroids saponins; content determina tion; ex t raction
黄精皂苷主要包括薯蓣皂苷元、毛地黄糖苷、菝
葜皂苷元等 ,是百合科黄精属植物中的主要成分 [1 ]。
药理研究表明 ,这些皂苷均具有显著的生理活性。如
从湖北黄精 ( Polygonatum zanlanscianense )中提取
出 2种具抗白血病活性的皂苷 ,分别为甲基原薯蓣素
和薯蓣素 [2 ]。从滇黄精 ( P. kingianum )中分离到的具
抗 HIV活性的 4个新的皂苷化合物 [ 3] ;玉竹 ( P.
odoratum )中的 POD-Ⅱ为首次分离得到的 ( 25R)构
型的纯品 ,有诱生集落刺激因子 ( CFS)的作用 , PO D-
Ⅲ能协同 ConA和 Lps对淋巴细胞转化有促进作
用 , SG-100能在不改变胰岛素分泌的情况下 ,有效地
促进外用胰岛素的敏感性而抑制高血糖等 [4, 5 ]。
为了更好的开发利用黄精皂苷类成分 ,开发出
具有降血脂、抗肿瘤、抗 HIV活性的药物 ,作者在对
分布于秦岭的卷叶黄精化学成分进行系统预试的基
础上 ,对其皂苷的含量测定方法及提取工艺进行了
⒇ 收稿日期: 2005-08-29 修回日期: 2005-09-27
基金项目:西北农林科技大学科研专项基金 ( 04 ZM 027)
作者简介:王冬梅 ( 1970-) ,女 ,陕西西安人 ,讲师 ,在读博士 ,主要从事天然产物化学的教学科研工作。
研究 ,以期为卷叶黄精的开发利用提供理论依据。
1 材料与方法
1. 1 材料
卷叶黄精 ( Polygonatum cirrhi folium )采自秦
岭太白山厚畛子。将其根块去杂 , 70℃下烘干 ,粉碎 ,
备用。
1. 2 仪器和试剂
仪器 UV-1700紫外可见分光光度计 (日本岛
津研究所 )、旋转蒸发器 RE-52A(上海亚荣生化仪
器厂 )、 SHZ-D循环水式真空泵 (河南巩义市英峪豫
华仪器厂 )、电热恒热水浴锅 HH. S11-2(北京长安
科学仪器厂 )。
试剂 薯蓣皂苷元标准品 (中国药品生物制品
检定所 ) ; 5%香草醛溶液 ( 500 mg香草醛溶于 10
m L冰醋酸 ,新鲜配制 )、高氯酸 ,其他化学试剂均为
分析纯。
1. 3 方法
1. 3. 1标准曲线制备 [ 6] 回归方程: A= 42. 5C+ 0.
015 4其中 , A为吸光度 , C为浓度 ( mg· mL- 1 ) , r
= 0. 999 1,波长为 545 nm。
1. 3. 2 卷叶黄精总皂苷供试溶液的制备 称取卷
叶黄精 80%乙醇提取物 200 mg ,用 3 mo l· L- 1盐
酸溶液溶解 ,定量转移至三角瓶中 ,加 3 mo l· L- 1
盐酸溶液至 50 mL,加热回流水解 2 h,放冷 ,用石油
醚 ( 60~ 90℃ )萃取 5次 ,每次 30 mL,合并石油醚
液 ,水洗至中性 ,回收石油醚至干 ,加氯仿适量溶解 ,
定量转移至 50 mL量瓶中 ,用氯仿定容至刻度 ,摇
匀 ,备用。
1. 3. 3 重现性试验 平行取卷叶黄精皂苷供试溶
液 5份 ,测定其皂苷含量 , S= 1. 61 mg· g- 1 ,变异
系数 RSD < 5% ,符合要求 ,该方法重现性好。
1. 3. 4 回收率试验 平行取 4份供试液 ,分别加入
薯蓣皂苷元标准品 ,进行回收率试验 (表 1)。可以看
出 ,该方法测定的平均回收率为 96. 40%
1. 3. 5 皂苷提取工艺 将卷叶黄精根粗粉 ,在
60℃烘箱中鼓风烘干 ,直至恒重。冷却后用四分法取
样 ,每份 2 g ,置于 250 mL的圆底烧瓶中 ,采用不同
的试验设计方案进行提取 ,然后测定其总皂苷含量。
试验处理及数据测定均为 3次重复 ,最后用平均值
表示结果。
表 1 回收率试验
Table 1 Reclaim tes t
样品编号 皂苷量 /mg 加入薯蓣皂苷元标准品量 /mg 理论值 /mg 测定值 /mg 回收率 /% 平均回收率 /%
1 0. 106 0. 038 0. 144 0. 127 88. 19
2 0. 106 0. 050 0. 156 0. 149 95. 51 96. 40
3 0. 106 0. 062 0. 168 0. 174 103. 57
4 0. 106 0. 075 0. 181 0. 178 98. 34
1. 3. 6 稳定性试验 取卷叶黄精皂苷供试溶液依
法显色后 ,在不同的时间测定其吸收度 ,结果在 30
min内变化不大 (表 2) ,测定工作要在半小时内完
成。
表 2 稳定性试验
Table 2 Stabili t y tes t
时间 /min 10 20 30 40 50 60
吸收度 0. 336 0. 335 0. 334 0. 330 0. 330 0. 329
2 结果与分析
2. 1 不同浓度的乙醇对黄精皂苷提取效果的影响
由图 1可见 , 80%乙醇提取时 ,黄精皂苷含量最
高 ,可能卷叶黄精中所含的皂苷类化合物既有极性
较大的皂苷 ,也有极性较小的皂苷或皂苷元 ,因此溶
剂极性太大或太小均不利于总皂苷的提取。
图 1 不同浓度的乙醇对黄精皂苷提取效果的影响
Fig. 1 Ef fects of di ff eren t concen tration of ethanol on th e
ext raction of s teroids s aponin s
108 西北林学院学报 21卷
2. 2 温度对黄精皂苷提取效果的影响
从图 2可知 ,在 30~ 60℃区间内 ,黄精皂苷的
提取率不断上升 , 60℃时为最高 ,可达 3. 77% ,随后
皂苷提取率反而下降。可能是高温下 ,用乙醇提取
时 ,植物中的某些酸性物质会引起皂苷结构的变化 ,
导致含量降低。因此提取温度为 60℃较宜。
2. 3 时间对黄精皂苷提取效果的影响
从图 3可以看出 ,随着浸提时间的延长 ,黄精总
皂苷的提取率不断升高 ,尤其是 1. 5 h ,其提取率增
长幅度最大 ,提取时间达 1. 5 h后 ,增加浸提时间对
浸提效果影响不大 ,总皂苷的提取率呈缓慢上升趋
势。1. 5 h处理与 1 h处理的总皂苷提取率差异极显
著 ,极差达 0. 80%。因此 ,提取时间达 1. 5 h后已基
本达到渗透平衡 ,如果再延长提取时间 ,效果不大。
图 2 温度对黄精皂苷提取效果的影响
Fig. 2 Ef fect s of di f feren t tem perature on th e ex t raction
of s teroid s saponins
图 3 提取时间对黄精皂苷提取效果的影响
Fig. 3 Effect s of dif f erent time on the ext raction of
s teroids saponins
2. 4 提取次数对黄精皂苷提取效果的影响
一般来说 ,反复多次提取有利于植物中天然产
物的溶出 ,但从工作量、生产成本等多种因素考虑 ,
必须确定一个较为合理的提取次数。研究认为 ,若进
行多次提取 ,提取次数不宜超过 4次 [ 7]。本文在其他
影响因素一致条件下 ,考察了不同提取次数对黄精
皂苷提取效果的影响 (图 4)。可以看出 ,随着提取次
数的增加 ,黄精皂苷提取率呈上升趋势。提取次数为
2次时 ,上升趋势缓慢 ,考虑到减少操作环节和节约
成本 ,提取次数应为 2次较适宜。
2. 5 料液比对皂苷含量影响
由图 5可以看出 ,随着溶剂用量的增加 ,黄精皂
苷的提取率逐渐升高 ,到 15倍量以后 ,增长幅度缓
慢。 15倍量与 20倍、 25倍量的提取率极差较小 ,分
别为 0. 13%和 0. 26% ,与 10倍的提取率极差较大 ,
为 0. 99% 。综合溶剂用量和回收溶剂的成本两方面
因素考虑 ,实际操作时 ,料液比应选择 1∶ 15。
图 4 提取次数对黄精皂苷提取效果的影响
Fig. 4 Ef fect s of dif f erent t imes on th e ex tract ion of
steroid s saponins
图 5 料液比对黄精皂苷提取效果的影响
Fig. 5 Effect s of dif f erent ratio of s olvent to material
on th e ex t raction of s teroids saponin s
2. 6 提取条件的优化
在溶剂为 80%乙醇 ,提取次数为 2次的基础
上 ,设置多指标、多因素 L9 ( 34 )正交试验 (表 3)。 从
正交试验的结果可以看出 ,各因素对卷叶黄精总皂
苷的提取率影响不同 ,各处理组合极差顺序为 RC>
RA> RB ,即影响最大的是温度 ,其次是料液比和时
间。从表 3可以看出 ,最优提取方案应为 A2 B3 C2 ,即
温度为 60℃ ,提取时间为 1. 5 h,料液比为 1∶ 15。
109第 3期 王冬梅等 卷叶黄精总皂苷含量测定方法及提取工艺研究
表 3 正交试验结果
Table 3 Resul ts of orth og onal experimen t
试验号 A固液比 B提取时间 /h
C提取
温度 /℃
总皂苷
含量 /%
1 1: 10 0. 5 h 40 1. 93
2 1: 10 1. 0 h 60 2. 87
3 1: 10 1. 5 h 80 3. 14
4 1: 15 0. 5 h 80 3. 29
5 1: 15 1. 0 h 40 2. 59
6 1: 15 1. 5 h 60 3. 94
7 1: 20 0. 5 h 60 3. 58
8 1: 20 1. 0 h 80 3. 12
9 1: 20 1. 5 h 40 2. 96
K 1 7. 94 8. 80 7. 48
K 2 9. 82 8. 58 10. 39 因素主次
K 3 9. 66 10. 04 9. 55 C→ A→ B
R 1. 88 1. 46 2. 91
3 结论
通过单因素和正交实验结果可知 ,各因素对卷
叶黄精总皂苷的提取率影响是不均等的 ,影响最大
的是温度 ,其次是料液比和时间。最佳提取工艺为:
在温度 60℃下 ,用 80%乙醇提取 2次 ,每次提取时
间为 1. 5 h ,料液比为 1∶ 15。
参考文献:
[1 ] 庞玉新 ,赵致 ,袁 媛 ,等 .黄精的化学成分及药理作用 [ J] .山地
农业生物学报 , 2003, 22( 6): 547-550.
[2 ] Wang Z J, Zhou Y Ju, Zhang H. Ef fects of tw o saponins ex-
t racted f rom th e Poly gonatum zanlanscianense pamp on th e h u-
man leuk emia ( HL- 60) cel ls [ J ] . Biologicai& Pharmaceutical
Bul letin, 2001, 24( 2): 159-162.
[3 ] Li X C , Yang C R, Ichikaw a M. S teroid saponins f rom Polyg-
onatum kin gianum [ J ]. Ph ytochemis try, 1992, 31 ( 10): 3559-
3563.
[ 4 ] Choi S B, Park S. A s teroidal g lycosid e f rom Polygonatum
odoratum ( M il l. ) Druce. improves insulin resi stance bu t does
no t al ter insulin secretion in 90% pancreatectomized rat s [ J ].
Biosci Biotechnol Bioch em , 2002, 66( 10): 2036-2043.
[ 5 ] 林厚文 ,韩公羽 , 廖时萱 .中药玉竹有效成分研究 [ J] .药学学
报 , 1994, 29( 3): 215-222.
[ 6 ] 陈战国 ,耿 征 .薯蓣皂甙元的分光光度法测定 [ J ].分析化学 ,
1996, 24( 2): 227-229.
[7 ] 马双成 ,邓少伟 .川芎提取、纯化工艺条件的试验研究 [ J ].中国
中药杂志 , 1999, 24( 4): 215-217.
(上接第 106页 )
酸组成和相对含量进行研究 ,结果表明 ,臭椿皮蛾幼
虫比蛹的脂肪酸组成更为合理 ,更适于被开发利用。
但从总体上评价 ,两者的脂肪酸组成和相对含量基
本接近 ,都可以作为优质的脂肪酸源。臭椿皮蛾是一
种危害极大的经济林害虫 ,严重影响香椿芽的生产 ,
对其进行开发利用 ,变害为益 ,将产生较大的经济效
益、社会效益和生态效益。
参考文献:
[1 ] 张传溪 ,许文化 .资源昆虫 [M ] .上海: 上海科技出版社 , 1990.
1-166.
[2 ] 何剑中 ,刘化琴 .森林害虫资源的开发与持续利用 [ J ].生态经
济 , 1996( 3): 39-41.
[3 ] De Foliar t G R. Ins ects as h uman Food [ J ]. Crop Protection,
1992( 11): 395-399.
[ 4 ] Defoliart G R. An t us ed as food [ J ]. Th e Food Insects
New sletter, 1994, 4( 1): 1-6.
[ 5 ] Chen Y, Akre R D. An t u sed as food and m edicine in China
[ J] . Th e food Insect New slet ter, 1994, 7( 2): 8-10.
[6 ] 钱俊青 .蚕蛹油脂提取的研究 [ J].浙江工业大学学报 , 1996, 24
( 2): 166-171.
[ 7 ] 李京民 ,王静平 .植物油脂中脂肪酸的分离与鉴定方法 [ J ].中
国油脂 , 1994, 19( 2): 32-37.
[8 ] 赵德义 ,徐爱遐 ,张博勇 ,等 . 杜仲籽油与紫苏籽油脂肪酸组成
的比较研究 [ J ]. 西北植物学报 , 2005, 25( 1) : 0191-0193.
[9 ] Druck er D B, Lee S M. Fat ty acid f ingerprin ts of“ St rep tococ-
cus mi lleri” , s treptococcus mi tis , and related species [ J ]. In t J
Sys t Bacteriol , 1981, 31( 3): 219-225.
[10 ] 欧阳涟 ,刘娟娟 .蚕蛹油中脂肪酸的气象色谱测定 [ J ].分析检
测 , 2003( 3): 32-33
[11 ] 亦茗 .解析脂肪酸 [ J] .饮食科学 , 2005( 3): 16.
[12 ] 路萍 ,赖炳森 ,颜小林 ,等 .分析蚕蛹油中脂肪酸的成分 [ J ].中
国药学杂志 , 1998, 33( 3): 138-140.
110 西北林学院学报 21卷