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
7
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。
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(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。
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