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正交试验优选裸花紫珠水提液的壳聚糖絮凝澄清工艺



全 文 :DOI:
[基金项目]海南省自然科学基金(813192)
[作者简介]王勇(1982-),男,湖北洪湖人,副研究员,硕士,电话:0898-31350773、13698954748,电子邮箱:wangyong1982_2004@aliyun.com。
[收稿日期]2014-10-30  [修回日期]2014-11-09  网络出版时间:2014-09-26 09:26
正交试验优选裸花紫珠水提液的壳聚糖絮凝澄清工艺
王 勇,邹 韵,李永辉
(海南医学院药学院,海南 海口 571199)
  [摘要]目的:研究壳聚糖澄清剂用于裸花紫珠水提液的澄清工艺。方法:以固形物去除率和毛蕊花糖
苷和异毛蕊花糖苷含量的保留率为指标,考察药液浓度、澄清剂的用量、澄清温度和搅拌速度4个因素,
采用正交试验优选壳聚糖的絮凝澄清条件。结果:壳聚糖澄清剂较佳的絮凝澄清条件为水提液浓缩至
0.083g/mL,壳聚糖用量为药液体积的12%(V/V),澄清温度为70℃,搅拌速度为100r/min。在此条
件下固形物去除率为20.51%,毛蕊花糖苷和异毛蕊花糖苷的保留率为90.24%。结论:壳聚糖澄清剂
处理裸花紫珠水提液的澄清效果良好,优选的澄清工艺稳定可行。
[关键词]裸花紫珠;壳聚糖;澄清剂;正交试验;纯化工艺
[中图分类号]R284 [文献标识码]A [文章编号]1007-1237(2015)01-0007-03
Optimization of clarification process for chitosan from the water-extraction solution of Cali-
carpae Nudiflorae Folium by orthogonal test
WANG Yong,ZOU Yun,LI Yong-hui
(School of Pharmacy,Hainan Medical University,Haikou571199,China)
[Foundation Project]:Hainan Provincial Natural Science Foundation(813192)
[Author]:WANG Yong (1982 -),Male,Honghu Hubei,Associate researcher,M.M.,Tel:0898-31350773,13698954748,E-mail:
wangyong1982_2004@aliyun.com.
Received:2014-10-30  Revised:2014-11-09  JHMC,2015;21(1):7-9
View from specialist:It is creative,and of certain scientific and educational value.
[ABSTRACT]Objective:To investigate the flocculation and clarification process of the water extract of Calicarpae Nudiflo-
rae Folium with chitosan as clarification agent.Methods:With solid removal rate and retention rate of the content of acetoside
and isoacetoside as indexes,orthogonal design tests were adopted to optimize the flocculation clarification process by taking so-
lution concentration,the amount of clarifying agent,clarifying temperature and stirring speed as factors.Results:The optimum
flocculation clarification process conditions were:concentrated water extract to 0.083g/mL,the amount of chitosan 12% (V/
V),the clarifying temperature 50℃and the stirring speed 100r/min.Under these conditions,the solid removal rate and reten-
tion rate of the total content of acetoside and isoacetoside were 20.51%and 90.24%,respectively.Conclusion:Clarification
effect of chitosan as clarifying agent for water extract of Calicarpae Nudiflorae Folium is effective,and the optimized process is
stable and feasible.
[KEY WORDS]Calicarpae Nudiflorae Folium;Chitosan;Clarifier;Orthogonal test;Purification process
  裸花紫珠为马鞭草科紫珠属植物裸花紫珠
(Callicarpa nudiflora Hook Et Arn.)的干燥叶,
其性凉、味苦涩,微辛,具有消炎,解毒,收敛,止血之
功效,用于化脓性炎症,急性传染性肝炎,外治烧、烫
伤,外伤出血等症[1]。紫珠属植物的化学成分研究
表明,苯乙醇苷类成分是该属植物的主要类群成分

海南医学院学报 2015,21(1)
Journal of Hainan Medical University 
10.13210/j.cnki.jhmu.2015.01.001
之一[2]。在前期研究中发现,毛蕊花糖苷和异毛蕊
花糖苷是裸花紫珠水提液中的主要成分。作为苯乙
醇苷的代表性成分,毛蕊花糖苷具有止血[3]、保肝降
酶[4-5]、抗菌[6]、抗炎[7]、抗氧化[8]、抗肿瘤[9]等多种
药理作用,可能是其发挥药效的主要活性成分。
裸花紫珠水提取液固形物收率在30%以上,其
中蛋白质、粘液质、叶绿素、无机盐、重金属等的含量
较高,这些成分多为杂质成分或无效成分。为提高
裸花紫珠制剂的产品质量,有必要对其水提取液进
行精制纯化,在保留有效成分的同时最大限度地除
杂,并尽可能减少有效成分的损失。目前中药水提
取液常用纯化方法有水提醇沉、高速离心、澄清剂吸
附、膜分离、大孔吸附树脂、微滤等[10],而壳聚糖澄
清剂对蛋白质、粘液质、鞣质、核酸等物质均具有吸
附能力,除杂完全,并且能有效保留功能性成分。因
此本研究采用壳聚糖澄清技术对裸花紫珠水提液进
行澄清处理,采用正交试验优选较佳的澄清工艺条
件,为裸花紫珠水提取液进一步精制纯化奠定基础。
1 材料与方法
1.1 仪器
LC-2010AHT高效液相色谱仪,配有紫外检测器,自动
进样器,LC solution色谱工作站(日本岛津公司);AL-104
电子天平(梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司);85-2A 磁
力加热搅拌器(金坛市城东新瑞仪器有限公司);DK-98-ⅡA
型电热恒温水浴锅(天津泰斯特仪器有限公司);TDL-5离心
机(上海安亭科学仪器厂);202AB-1电热干燥箱(上海申光
仪器仪表有限公司);九阳电磁炉(九阳股份有限公司)。
1.2 材料与试剂
裸花紫珠药材与2013年8月采自海南省白沙县,经鉴
定为马鞭草科紫珠属植物裸花紫珠(C.nudiflora Hook Et
Arn.)的干燥叶;甲醇,冰醋酸,无水乙醇均为分析纯,购自
广州化学试剂厂;乙腈为色谱纯,水为超纯水;壳聚糖购自山
东奥康生物科技有限公司;毛蕊花糖苷(批号:120804)与异
毛蕊花糖苷对照品(批号:130512)购自四川维克奇生物科技
有限公司。
1.3 裸花紫珠水提取液的制备
取裸花紫珠叶300g,置10L圆底烧瓶中,加入6L蒸
馏水浸泡2h,加热回流提取1h,过滤,滤渣再加蒸馏水加热
回流提取2次,每次4.5L,过滤,合并三次滤液,浓缩至600
mL(每毫升水提取液含生药0.5g),作为原药液。分别加水
稀释至1∶4(0.25g/mL)、1∶8(0.125g/mL)和1∶12
(0.083g/mL)的溶液备用。
1.4 壳聚糖溶液的配制
取壳聚糖粉末1g,加1% 冰醋酸溶液适量,静置2h,搅
拌使其溶解,再加1%冰醋酸溶液至100mL,配成含壳聚糖
质量分数为1% 的溶液,静置24h使充分溶胀,双层纱布过
滤,即得。
1.5 毛蕊花糖苷(AS)和异毛蕊花糖苷(IAS)的测定
1.5.1 色谱条件 色谱柱:Luna C1 8(2)(150mm ×4.6
mm,5μm),流动相:乙腈-0.1%醋酸溶液(15∶85);流速:
1.0mL/min,检测波长:332nm;柱温:30℃。
1.5.2 对照品溶液的制备 精密称取毛蕊花糖苷和异毛蕊
花糖苷对照品,置25mL量瓶中,加50%甲醇溶液溶解并稀
释至刻度,摇匀,配成每毫升溶液含毛蕊花糖苷0.104 4mg,
异毛蕊花糖苷0.102 4mg的混合对照品溶液。取适量,过
0.45μm微孔滤膜,取续滤液备用。
1.5.3 供试品溶液的制备 取裸花紫珠水提取液澄清前后
溶液适量,置25mL量瓶中,加入50%甲醇溶液稀释至刻
度,取适量,过0.45μm微孔滤膜,取续滤液,即得。
1.5.4 标准曲线的绘制 精密吸取混合对照品续滤液,注
入高效液相色谱仪,进样体积分别为1、2、4、8、10、12、16
μL,测定毛蕊花糖苷、异毛蕊花糖苷的峰面积,分别以毛蕊
花糖苷、异毛蕊花糖苷的进样质量(μg)为横坐标(X)、峰面
积为纵坐标(Y),绘制标准曲线,得毛蕊花糖苷的回归方程
为YA S= 1628385 X -22263.7(r=0.9998),线性范围为
0.1044~1.6704μg;异毛蕊花糖苷的回归方程为YIA S=
1458350 X-24579.6(r=0.9999),线性范围为0.1024~
1.6384μg。
1.5.5 含量测定 分别精密吸取对照品和供试品溶液各
10μL,注入高效液相色谱仪,测定,记录色谱图峰面积,计算
毛蕊花糖苷(AS)和异毛蕊花糖苷(IAS)含量,即得。
1.6 评价指标
1.6.1 固形物去除率的测定  精密量取裸花紫珠水提液
澄清前后溶液各20mL置已干燥至恒重的蒸发皿中,水浴
蒸干,并于105℃加热干燥3h,迅速转移至干燥器中冷却
30min后精密称定质量,按以下公式计算固形物去除率。
固形物去除率= (澄清前固形物质量-澄清后固形物质量)
/澄清前固形物质量×100%
1.6.2 毛蕊花糖苷(AS)和异毛蕊花糖苷(IAS)含量的保留
率  采用 HPLC分别对澄清前后溶液中毛蕊花糖苷和异毛
蕊花糖苷的含量进行测定,根据以下公式计算毛蕊花糖苷和
异毛蕊花糖苷含量的保留率。(AS+IAS)保留率=澄清后
溶液中(AS+IAS)的含量/澄清前溶液中(AS+IAS)的含量
×100%
1.6.3 综合评分 (Overral Desirability,OD)在用壳聚糖
澄清剂对裸花紫珠水提取液进行除杂处理时,既需要最大限
度地保留目标有效成分,又需要保证较好的澄清效果,所以
选取固形物去除率(Y1)和(AS+IAS)保留率(Y2)一同作为
评价指标进行综合评分,将Y1 的权重设为0.4,Y2 的权重设
为0.6,则 OD=(Y1/Y1ma x×0.4+Y2/Y2ma x×0.6)×
100%。
2 结果
2.1 壳聚糖澄清工艺参数考察
参考相关文献[11-13],影响水提液澄清效果的因素主要
有药液浓度、澄清剂用量、澄清温度、搅拌速度、溶液的pH、
静置时间、水浴保温时间等,通过预试验,本研究选取药液浓
度(A)、壳聚糖用量(B)、澄清温度 (C)、搅拌速度 (D)4个
因素进行考察,每个因素考察3个水平,因素水平见表1。
表1 裸花紫珠水提取液壳聚糖澄清工艺正交试验因素水平
水平
因素
A药液浓度
(g/mL)
B壳聚糖用量
(%)
C澄清温度
(℃)
D搅拌速度
(r/min)
1  0.25  4  60  100
2  0.125  8  70  200
3  0.083  12  80  300
8  海南医学院学报 Vol.21No.1Jan.2015
  按L9(34)正交表安排试验,以固形物去除率和 AS+
IAS含量的保留率为考察指标,进行综合评分。对综合评分
值进行直观分析和方差分析,试验安排及结果见表2,方差
分析结果见表3。
表2 裸花紫珠叶水提取液的壳聚糖澄清工艺L9(34)正交试验安排
No.
因素
A  B  C  D
Y1/% Y2/% OD/%
1  1(0.25) 1(4) 1(60) 1(100) 3.62 94.69 67.09
2  1(0.25) 2(8) 2(70) 2(200) 9.87 83.82 72.44
3  1(0.25) 3(12) 3(80) 3(300) 13.40 89.24 82.78
4  2(0.125) 1(4) 2(70) 3(300) 7.74 94.25 74.88
5  2(0.125) 2(8) 3(80) 1(100) 10.85 86.80 76.24
6  2(0.125) 3(12) 1(60) 2(200) 15.04 85.34 83.52
7  3(0.083) 1(4) 3(80) 2(200) 8.90 88.55 73.53
8  3(0.083) 2(8) 1(60) 3(300) 10.80 88.20 77.03
9  3(0.083) 3(12) 2(70) 1(100) 20.43 87.15 95.22
k1  74.103  71.833  75.880  79.517
k2  78.213  75.237  80.847  76.497
k3  81.927  87.173  77.517  78.230
R  7.824  15.34  4.967  3.020
因素主次顺序:B>
A>C>D
表3 综合评分值的方差分析
方差来源 SS  f  F  P
A  91.885  2  6.668 >0.05
B  389.382  2  28.257 <0.05
C  38.435  2  2.789 >0.05
D(误差) 13.78  2  1.000
注:F0.01(2,2)=99.00,F0.05(2,2)=19.00。
2.2 结果分析
根据壳聚糖澄清剂对裸花紫珠叶水提取液澄清工艺考
察结果可知,以综合评分值进行直观分析,各因素影响大小
顺序为B>A>C>D,方差分析结果,因素B(壳聚糖用量)
对结果具有显著性差异,故最优方案为A3B3C2D1,即药液浓
缩至含生药质量浓度1∶12(0.083g/mL),壳聚糖澄清剂
加入量为药液体积的12%,絮凝温度70℃ ,搅拌速度为
100r/min。
2.3 工艺验证
取裸花紫珠水提药液3份,每份25mL,按优选的澄清
工艺进行处理,结果固形物去除率分别为19.85%、20.
62%、21.05%,平均去除率为20.51%,RSD为2.96%;毛蕊
花糖苷和异毛蕊花糖苷含量之和的保留率分别为89.35%、
91.28%、90.10%,平均保留率为90.24%,RSD为1.08%,
说明优选的工艺稳定可行。
3 讨论
吸附澄清法是在中药提取液或提取浓缩液中加
入一种絮凝剂,通过高分子的电中和、吸附架桥等作
用,使体系中的悬浮物及胶体粒子除去,使体系的澄
明度得以提高的一项高新技术。壳聚糖用于中药水
提液的澄清主要与其吸附性能和絮凝作用有关,可
除去药液中的蛋白质、粘液质、果胶等大分子物
质[14]。
在运用吸附澄清技术除杂时必须考虑到有效成
份的保留率。同时,也要考察固形物的收率,即是否
能够有效地降低服用剂量,达到精制的目的,更重要
的是保证成品制剂的有效性。因此,通常应从有效
成份保留率、固形物收率以及主要药效学等多方面
进行指标考察,筛选合理可行的除杂工艺,对中药水
提液进行精制处理。
本研究采用壳聚糖对裸花紫珠水提取液进行澄
清处理,以固形物去除率和水提液中有效成分-毛蕊
花糖苷和异毛蕊花糖苷的含量的保留率为考察指标
并对其澄清工艺进行优化,得到壳聚糖澄清裸花紫
珠水提液的较佳工艺。在此工艺条件下固形物平均
去除率为20.51%,毛蕊花糖苷和异毛蕊花糖苷含
量的平均保留率为90.24%。研究结果表明,壳聚
糖对裸花紫珠水提液有明显的絮凝澄清作用,固形
物去除率较高,药液的澄清度高,而且有效成分毛蕊
花糖苷和异毛蕊花糖苷的损失率较低。应用过程中
不会带入无机离子,具有加量少,操作简单,安全无
毒等优点,是一种适用于工业化生产的絮凝工艺。
该工艺克服了传统醇沉法存在的缺点,工艺简单,成
本低廉,为工业化生产应用提供了参考。
参考文献
1 海南省食品药品监督管理局.海南省中药材标准(第一册)[S].
海口:南海出版社,2011:147-148.
2 Tu YH,Sun LN,Guo ML,et al.The medicinal uses of Calicar-
pa L.in traditional Chinese medicine:An ethnopharmacologi-
cal,phytochemical and pharmacological review [J].Journal of
Ethnopharmacology,2013,146(1):465-481.
3 张洁,李宝泉,冯锋,等.裸花紫珠的化学成分及其止血活性研究
[J].中国中药杂志,2010,35(24):3297-3301.
4 颜芳,曾光尧,谭健兵,等.植物中苯乙醇苷类化合物研究进展
[J].中南药学,2013,11(5):358-361.
5 Kalina A,Liudmila K,Ilkay EO,et al.Verbascoside-A review of
its occurrence,(bio)synthesis and pharmacological significance
[J].Biotechnology advances,2014,32(6):1065-1076.
6 Funari CS,Gulo FP,Napolitano A,et al.Chemical and antifun-
gal investigations of six Lippia species(Verbenaceae)from Bra-
zil[J].Food Chemistry,2012,135(3):2086-2094.
7 Korkina LG,Mikhal'chik E,Suprum MV,et al.Molecular mech-
anisms underlying wound healing and anti-inflammatory proper-
ties of naturaly occuring biotechnologicaly produced phenyle-
thanoid glycosides[J].Cel and Molecular Biology(Noisy-
grand),2007,53(5):84-89.
8 Cardinali A,Pati S,Minervini F,et al.Verbascoside,isoverbas-
coside,and their derivates recovered from olive mil wastewater
as possible food antioxidants[J].Journal of Agricultural and
Food Chememistry,2012,60(7):1822-1829.
9 褚洪标,谭宁华,彭才圣.马先蒿属植物研究概述[J].中国中药
杂志,2009,34(19):2536-2546.
(下转第13页)
9王勇等.正交试验优选裸花紫珠水提液的壳聚糖絮凝澄清工艺
IV型胶原(CⅣ)均在S0与S1无显著差异,其他各
期之间差异均有统计学意义,其中S0为无纤维化;
S1为汇管区扩大伴纤维增生;S2为汇管区周围纤
维化,小叶结构保留;S3纤维间隔伴小叶结构紊乱,
无肝硬化;S4为重度纤维化或确定肝硬化,表明肝
纤维化的病理分期与肝纤维化指标具有一定的关
系。血清25-(OH)D3 水平在肝纤维化S0~S4期水
平依次降低,除S0与S1、S3期与S4期差异无统计
学意义外,其他各期之间之间差异均有统计学意义,
S0与S1无显著差异可能是由于在肝纤维化初期,
对维生素D的影响较小,而S3期与S4期由于肝脏
纤维结缔组织的过度沉积,会使各类血管间失去正
常关系,肝细胞内营养障碍,导致肝功能代偿不全,
对维生素D的影响较大导致,相关性分析发现:血
清25-(OH)D3 水平与肝纤维化分期有负相关性,血
清25-(OH)D3 与 HA、LN、PⅢ、CⅣ 有负相关性。
Guzmán-Fulgencio等[13]发现在 HIV/HCV双重感
染感染患者中伴有严重肝纤维化者维生素缺乏率达
92.6%。也有研究认为1,25-(OH)2-D3 可以适度
增加肝脏弹性,抑制肝纤维化的发生[14];Abramov-
itch等[15]进行的动物研究发现1,25-(OH)2-D3 对
细胞外基质以及基质金属蛋白酶(MMP)起到重要
调节作用,具有抑制肝星状细胞增殖与抗纤维化的
作用,肝脏纤维化大鼠模型中,1,25-(OH)2-D3 亦可
降低肝脏纤维化评分,本研究从一定程度上支持维
生素D可以抑制肝纤维化的说法。
虽然乙型肝炎是进展性疾病,而且病情进展是
由多种因素决定的,但乙型肝炎患者维生素D的缺
乏状况与维生素D对肝脏及人体的积极性作用是
值得关注的,本研究证实了乙肝患者血清25-(OH)
D3 水平的降低与肝功能的下降及肝纤维化加重有
关,维生素D对乙肝患者的病情的控制及相关机制
值得更进一步的探索。
参考文献
1 Zitt E,Sprenger-Mhr H,Knol F,et al.Vitamin D deficiency
is associated with poor response to active hepatitis B immunisa-
tion in patients with chronic kidney disease[J].Vaccine,2012,
30(5):931-935.
2 Mahamid M,Nseir W,Abu Elhija O,et al.Normal vitamin D
levels are associated with spontaneous hepatitis B surface anti-
gen seroclearance[J].World J Hepatol,2013,5(6):328-331.
doi:10.4254/wjh.v5.i6.328.
3 Harrison SA,Rossaro L,Hu KQ,et al.Serum cholesterol and
statin use predict virological response to peginterferon and riba-
virin therapy[J].J Hepatology,2010,52(3):864-874.
4 邱喜云,欧阳驰,胡久叶,等.肝硬化患者维生素D缺乏的研究
[J].中国当代医药,2012,19(18):27-28.
5 中华医学会肝病学分会,中华医学会感染病学分会.慢性乙型肝
炎防治指南[S].中华肝脏病杂志,2005,13(12):881-891.
6 Sharma YR,Miah AR,Saha SK,et al.A study on efficacy of
lamivudine therapy in decompensated cirrhosis of liver due to
chronic hepatitis B virus infection[J].Nepal Med Col J,2004,6
(2):106-111.
7 中华医学会传染病与寄生虫病学分会、肝病学分会.病毒性肝
炎防治方案[S].中华肝脏病杂志,2000,8(2):324-329.
8 赵景,郑素军.维生素D在肝病中作用的研究进展[J].世界华
人消化杂志,2014,22(9):1214-1218.
9 张沙.46例青少年慢性乙型肝炎患者维生素 D水平与 HBV
DNA复制水平的关系研究[J].慢性病学杂志,2014,15(2):
141-142.
10 Farnik H,Bojunga J,Berger A,et al.Low vitamin D serum
concentration is associated with high levels of hepatitis B virus
replication in chronicaly infected patients.[J].Hepatology
2013,58:1270-1276
11 Pappa HM ,Bern EK,Amin D,et al.Vitamin D status in gas-
trointestinal and liver disease[J].Curr Opin Gastroenterol,
2008,24(2):176-183.
12 Nwosu BU,Stavre ZG,Maranda L,et al.Hepatic dysfunction
is associated with vitamin D deficiency and poor glycemic control
in diabetes melitus[J].J Pediatr Endocrinol Metab,2012,25(1-
2):181-186.
13 Guzmán-Fulgencio M,García-lvarez M,Berenguer J,et al.
Vitamin D deficiency is associated with severity of liver disease
in HIV/HCV coinfected patients[J].J Infect,2014,68:176-
184
14 Grünhage F,Hochrath K,Krawczyk M,et al.Common genet-
ic variation in vitamin D metabolism is associated with liver
stiffness[J].Hepatology,2012,56:1883-1891.
15 Abramovitch S,Dahan-Bachar L,Sharvit E,et al.Vitamin D
inhibits proliferation and profibrotic marker expression in hepat-
ic stelate cels and decreases thioacetamide-induced liver fibrosis
in rats[J].Gut,2011,60(12):
檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪
1728-1737.
(上接第9页)
10 翟莲,宋凯凯,刘瑞锦.中药水提液纯化研究进展[J].齐鲁药
事,2011,30(5):296-297.
11 陈以新,盛华刚,林桂涛,等.壳聚糖絮凝沉降法与乙醇沉淀法
对二冬汤精制的对比研究[J].中成药,2011,33(4):612-615.
12 吴健军,刘新,陈犁.丹桃颗粒提取液的除杂工艺优选[J].中国
实验方剂学杂志,2013,19(23):36-39.
13 黄燕,沈小苹,潘旭东.艾可胶囊的澄清工艺优选[J].中国实验
方剂学杂志,2013,19(1):58-61.
14 谢捷,刘小景,朱兴一,等.壳聚糖澄清甜叶菊水提液及其澄清
机理探讨[J].食品科学,2011,32(20):1-6.
31陈思宇等.慢性乙型肝炎患者血清25羟维生素D3水平与肝功能及肝纤维化的关系