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正交实验法优选沙枣花总黄酮提取工艺及沙枣花醇提物体外抗氧化活性的研究



全 文 :收稿日期:2009-10-20; 修订日期:2010-05-14
基金项目:教育部春晖计划项目(No. Z2008 - 1 - 75014) ;
宁夏回族自治区自然科学基金(No. NZ0892)
作者简介:王基云(1985-) ,男(汉族) ,山东烟台人,现为宁夏医科大学在
读硕士研究生,学士学位,主要从事天然产物化学及中药药理学研究工
作.
* 通讯作者简介:王 妍(1958-) ,女(汉族) ,陕西西安人,现任宁夏医科
大学基础医学院教授,硕士研究生导师,学士学位,主要从事天然产物化
学研究工作.
正交实验法优选沙枣花总黄酮提取工艺及
沙枣花醇提物体外抗氧化活性的研究
王基云1,陆钊罡1,王 丹2,肖 旭1,张振华1,姚 遥1,3,王 锐1,王 妍1*
(1.宁夏医科大学基础医学院,宁夏 银川 750004;
2.宁夏回族自治区第三人民医院,宁夏 银川 750000;
3.宁夏医科大学医学科学技术研究中心,宁夏 银川 750004)
摘要:目的 研究提取沙枣花(elaeagnus angustifolia blossoms,EAB )中总黄酮的最佳工艺条件,并观察了沙枣花醇提物
(the alcohol extracts of elaeagnus angustifolia blossoms,AE - EAB )清除氧自由基的作用。方法 以芦丁为对照品,NaNO2 -
Al(NO3)3 - NaOH显色体系作为显色剂,采用正交实验方法对沙枣花总黄酮提取方法进行了系统研究。结果 最佳提取
工艺为 20 倍量 70%乙醇回流 3 次,1 h /次。AE - EAB对氧自由基的清除作用随着浓度的升高而增强。结论 EAB总黄
酮的最佳提取工艺为 A2B2C1D3。AE - EAB对氧自由基有清除作用.
关键词:沙枣花; 总黄酮; 紫外分光光度法; 正交实验; 氧自由基
DOI标识:doi:10. 3969 / j. issn. 1008-0805. 2010. 10. 030
中图分类号:R285. 5 文献标识码:A 文章编号:1008-0805(2010)10-2487-03
Optimization Extraction Technology of Total Flavonoids in Elaeagnus an gustifolia
Blossms by Orthogonal Test and Antioxidant Activity of the Alcohol Extrcact in Vitro
WANG Ji-yun1,LU Zhao-gang1,WANG Dan2,XIAO Xu1,ZHANG Zhen-hua1,YAO Yao1,3,WANG Rui1,WANG
Yan1*
(1. Chemistry Staff Room of Foundation Institute of Ningxia Medical University,YinChuan 750004,China;
2. Medical Science and Technology Research Center of Ningxia Medical University ,Yinchuan 750004,China)
Abstract:Objective To study the optimal extraction technology of total flavonoids in Elaeagnus angustifolia blossoms(EAB) ,
and the free radicals scavenging effect of the alcohol extract of Elaeagnus angustifolia blossoms(AE - EAB ). Methods Using
Rutin as the evaluating criteria and NaNO2 - Al(NO3)3 - NaOH as chromogenic agent,the extraction condition was studied by
orthogonal test. Results The optimal technological conditions were attained by the orthogonal experiment as follows:extraction
with70% ethanol,ethanol volume 20 ml for 1 g EAB every time,and extracting for 3 times (40 min for each time). The scaven-
ging effect on oxygen free radical was proportional to the concentration of AE - EAB. Conclusion The optimum extraction technol-
ogy is A2B2C1D3 . AE - EAB has scavenging effect on oxygen free radical .
Key words:Elaeagnus an gustifolia L .; Total flavonoid; UV; Orthogonal design
沙枣花为胡颓子科植物沙枣 Elaeagnusan - gustifolia L . 的
花,主产于西北地区,在宁夏地区资源非常丰富。据《中药大辞
典》记载,沙枣花主要含山萘酚、花白素、脂肪油和少量挥发油 ,
具有止咳平喘的功能 ,可用于治疗慢性气管炎[1]。目前对沙枣
花研究较多的是其挥发油成分[2],但也有人初步研究了青海省
沙枣花黄酮类物质的提取方法[3],已有人利用沙枣花提取液中
的功能成分黄酮类化合物对羟基自由基进行了清除试验研究,发
现沙枣花中的黄酮类化合物对羟基自由基有着较好的清除效
率[4],本实验观察了 AE - EAB对氧自由基的清除作用,发现 AE
- EAB对氧自由基有清除作用,并随着浓度的升高而增强。本
文以提取物中总黄酮含量为指标,采用正交实验设计和紫外分光
光度法对沙枣花中总黄酮的提取条件及含量测定进行了系统的
研究,为进一步开发利用沙枣花及沙枣资源提供科学依据。
1 仪器与试药
1. 1 仪器 旋转蒸发仪(上海亚荣) ;SHB - III 型循环式多用真
空泵(郑州长城科工贸有限公司) ;KQ - 3200 DE 数控超声波清
洗器(昆山市超声仪器有限公司) ;Mili - Q 超纯水仪(法国) ;电
子天平(梅特勒 -托利多仪器有限公司) ;7225N 分光光度计(北
京瑞利分析仪器公司)。
1. 2 药材与试剂 沙枣花采自宁夏医学院旁沙造林,经宁夏区药
品检验所中药研究室主任韩文欣鉴定为胡颓子科植物沙枣树
Elaeagnus angustifolia L.的新鲜花序。水为超纯水,其它试剂均
为分析纯。芦丁标准品(中国药品生物制品检定所,批号:
100080)。
2 方法
2. 1 分光光度法测定沙枣花总黄酮的含量[5]
2. 1. 1 对照品溶液的制备 精密称取在 120℃干燥至恒重的芦
丁对照品 50 mg,置于 25 ml 量瓶中,加甲醇适量,置水浴上微热
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LISHIZHEN MEDICINE AND MATERIA MEDICA RESEARCH 2010 VOL . 21 NO. 10 时珍国医国药 2010 年第 21 卷第 10 期
使溶解,放冷,加甲醇至刻度,摇匀。精密量取 10 ml,置 100 ml
量瓶中,加水至刻度,摇匀,即得(每 1 ml中含无水芦丁 0. 2 mg)。
2. 1. 2 标准曲线的制备 精密吸取标准溶液 1,2,3,4,5,6 ml 置
25 ml 量瓶中,各加亚硝酸钠溶液 1. 00 ml,混匀,放置显色 6
min,加 10%硝酸铝溶液 1 ml,摇匀,放置 6 min,加氢氧化钠试液
10 ml,再加水至刻度,摇匀,放置 15 min,以相应试剂为空白,照
紫外 -可见分光光度法在 500 nm 波长处测定吸光度,以吸光度
为纵坐标,浓度为横坐标,绘制标准曲线。其回归方程 Y =
10. 316X - 0. 002 6,相关系数 r = 0. 999 2,线性关系良好。见
表 1,图 1。
表 1 标准曲线测定数据
芦丁浓度 C /mg·ml -1 吸收度 A
0. 008 3 0. 084
0. 016 5 0. 172
0. 024 5 0. 242
0. 033 1 0. 341
0. 041 3 0. 421
0. 049 6 0. 512
图 1 芦丁浓度 -吸光度标准曲线
2. 1. 3 供试品溶液制备 取本品粗粉 1 g,精密称定,置索氏提取
器中,加石油醚适量,加热回流至提取液无色,放冷,弃去乙醚液。
再加甲醇 90 ml,加热回流至提取液无色,转移至 100 ml量瓶中,
用甲醇少量洗涤容器,洗液并入同一量瓶,加甲醇至刻度,摇匀。
精密量取 10 ml,置 100 ml量瓶中,加水至刻度,摇匀。紧密量取
3 ml,置 25 ml量瓶中,照标准曲线制备项下的方法,自“加亚硝
酸钠”起依法测定吸光度。
2. 1. 4 稳定性实验 精密吸取对照品溶液和供试品溶液各 3 ml
置 25 ml容量瓶,分别按照“2. 1. 2”项中“加亚硝酸钠溶液 1. 00
ml”起,至“加氢氧化钠试液 10 ml,再加水至刻度,摇匀,放置”操
作,用以同样方法加入显色剂的溶剂作空白,分别在 2,5,15,
30,45,60 min 测定吸收度,结果表明,对照品吸收度 RSD =
0. 764 (n = 6) ,样品吸收度 RSD = 4. 556,说明稳定性较好。结果
见表 2。
表 2 稳定性实验结果
时间 t /min 对照品吸收度 A 供试品吸收度 A
2 0. 242 0. 011
5 0. 242 0. 011
15 0. 240 0. 012
30 0. 241 0. 011
45 0. 238 0. 011
60 0. 238 0. 012
RSD(%) 0. 764 4. 556
2. 1. 5 精密度实验 精密吸取同一份对照品和供试品溶液各 5
份,每份 3 ml置 25 ml 容量瓶,按照“2. 1. 2 项中“加亚硝酸钠溶
液 1. 00 ml”起,至“加氢氧化钠试液 10 ml,再加水至刻度,摇匀,
放置”操作,用以同样方法加入显色剂的溶剂作空白,测定吸收
度,结果表明,对照品吸收度 RSD = 0. 185% (n = 5) ,样品吸收度
RSD = 4. 141% (n = 5) ,说明精密度较好。数据见表 3。
2. 1. 6 重复性实验 精密称定同一批沙枣花粉末 5 份各 1. 0 g,
按照“供试品溶液的制备”方法制得供试品溶液,测定吸收度,结
果表明,RSD = 4. 214,说明重复性较好。结果见表 4。
表 3 精密度实验结果
样品编号 对照品 A 供试品 A
1 0. 242 0. 011
2 0. 242 0. 011
3 0. 241 0. 011
4 0. 242 0. 010
5 0. 242 0. 011
RSD% 0. 185 4. 141
表 4 重复性实验结果
样品编号 吸收度 A 总黄酮含量(%) RSD(%)
1 0. 010 1. 017 8
2 0. 011 1. 098 6
3 0. 010 1. 017 8 4. 214
4 0. 011 1. 098 6
5 0. 010 1. 017 8
珋x 0. 011 6 1. 0501
2. 1. 7 加样回收率实验 取已知总黄酮含量的沙枣花粉末(含总
黄酮 13. 41% )3 份,每份 1 g,精密称定,然后照“供试品溶液的
制备”项下进行制备,制备后各取 3 ml,同时分别加入已知浓度
的芦丁标准液 1. 0,2. 0,3. 0 ml,依照上述样品测定的方法测定,
求出回收率结果,结果表明,3 次测定的平均回收率为 105. 0%,
(RSD = 0. 525%,n = 3)。说明该测定方法测得的结果准确。结
果见表 5。
表 5 回收率实验结果
次数
沙枣花中
的量 m /mg
芦丁加入
量 m /mg
理论值
m /mg
测量值
m /mg
回收率
(%)
平均回收
率(%)
RSD
(%)
1 0. 2 134. 3 140. 2 104. 4
2 134. 1 0. 4 134. 5 141. 2 105. 0 105. 0 0. 525
3 0. 6 134. 6 142. 0 105. 5
2. 2 总黄酮提取工艺研究
2. 2. 1 乙醇超声提取法 称取沙枣花粉末约 1 g,加 100 ml 95%
乙醇,超声波提 1 h,抽滤。滤渣再加 100 ml 95%乙醇,超声波提
取 2. 5 h,抽滤,合并两次滤液,减压回收乙醇至滤液仅剩 100 ml,
精密量取 10 ml,至 100 ml量瓶中,加水至刻度,摇匀。精密量取
3 ml,至 25 ml量瓶中,备用。照标准曲线制备项下的方法,自“加
亚硝酸钠”起依法测定吸光度。
2. 2. 2 乙醇回流提取法 称取沙枣花花 1 g,加 95%乙醇 100 ml,
煮沸 1 h,过滤。药渣再加 95%乙醇 100 ml,煮沸 1 h,过滤。合并
2 次滤液,减压浓缩至 100 ml,精密量取 10 ml,至 100 ml量瓶中,
加水至刻度,摇匀。精密量取 3 ml,置 25 ml 量瓶中,备用。照
“2. 1. 2”标准曲线制备项下的方法,自“加亚硝酸钠”起依法测定
吸光度。评价二者效果法总黄酮的含量。结果见表 6。
表 6 提取方法考察结果 %
提取方法 沙枣花花总黄酮含量
超声提取 1. 245 6
回流提取 0. 723 5
2. 2. 3 正交设计实验
供试品制备:称取干燥恒重的沙枣花粉末 10 g,共 9 份按照
L9(3
4)正交设计实验表确定的条件(见表 7)以加乙醇量、乙醇浓
度、提取时间、提取次数 4 因素进行超声提取,提取液过滤浓缩
后,定容在 100 ml 量瓶中,取 10 ml 定容置 100 ml 容量瓶中,摇
匀,作为供试品溶液。
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时珍国医国药 2010 年第 21 卷第 10 期 LISHIZHEN MEDICINE AND MATERIA MEDICA RESEARCH 2010 VOL. 21 NO. 10
供试品溶液中总黄酮的含量测定:精密吸取正交设计中每份
供试品提取液 3 ml置 25 ml容量瓶中,参照“2. 1. 2”标准曲线制
备项下的方法,自“加亚硝酸钠”起测定吸光度。结果见表 8。
运用统计软件 DPS v7. 05 对数据进行分析,结果可知,因素
B差异有显著性(P < 0. 05) ,因素 A、因素 C、因素 D差异无显著
性;各因素对总黄酮提取的影响大小分别为 B > A > D > C,即乙
醇浓度 >料液比 >提取次数 >提取时间;提取沙枣花中总黄酮
的最佳提取条件为 A2B2C1D3,即 70%的乙醇,料液比 1∶ 20,提
取 3 次,1 h /次。
验证实验表明,此方法都有较好的重复性,方法可行 L9(3
4)
正交设计实验,沙枣花总黄酮提取的最佳工艺为 A2B2C1D3,即
20 倍量 70%乙醇,回流 1 h,回流 3 次。
表 7 L9(34)因素水平
水平
A
加乙醇量 /倍
B
乙醇浓度(%)
C
提取时间 t /h
D
提取次数
1 10 50 1 1
2 20 70 1. 5 2
3 30 90 2 3
表 8 L9(34)正交设计实验结果
实验号 A B C D 总黄酮含量(%)
1 1 1 1 1 0. 731 7
2 1 2 2 2 0. 941 9
3 1 3 3 3 0. 941 9
4 2 1 2 3 1. 015
5 2 2 3 1 1. 354
6 2 3 1 2 1. 081
7 3 1 3 2 0. 74
8 3 2 1 3 1. 354
9 3 3 2 1 0. 95
总Ⅰ 0. 871 9 0. 828 83 1. 055 7 1. 011 93
黄Ⅱ 1. 149 93 1. 216 6 0. 968 83 0. 921 07
酮Ⅲ 1. 014 63 0. 991 07 1. 011 93 1. 103 47
R 0. 278 03 0. 387 73 0. 086 87 0. 182 40
表 9 总黄酮含量方差分析结果
方差来源 SS ν MS F p
A 0. 1161 2 0. 0580 8. 9986 > 0. 05
B 0. 2275 2 0. 1137 10. 3198 < 0. 05
C 0. 0112 2 0. 0056 20. 2256
D 0. 0501 2 0. 0250 4. 4472 > 0. 05
误差 0. 0112 2 0. 0056
总和 0. 4049
验证实验:按优选的最佳工艺条件制备 3 份样品。结果见
表 10。
表 10 验证实验
样品 百分含量(%) 平均值 RSD(%)
1 1. 312 4
2 1. 358 6 1. 302 2 4. 77
3 1. 235 6
2. 3 沙枣花乙醇提取对自由基的清除作用[6]
量取 pH值为 8. 2 的 Tris - HCl 缓冲液 5 ml,分别加入原始
浓度为 0. 5,1,2,4,6 mg /ml的沙枣花乙醇提取物溶液 0. 3 ml,用
双蒸水补充至 9. 7 ml,置于 10 ml 容量瓶中,混匀,立即加入 3
mmol /L的邻苯三酚 0. 3 ml,迅速摇匀后倒入比色皿中,用 10
mmol /L的 HCl为空白液,在 325nm 波长处,每隔 30 s 测吸光度
值 1 次,以吸光度值 A对反应时间 t作线性关系图,斜率即为 V1,
代入式(1) ,计算出抗氧化剂对超氧阴离子的清除率(Y)。
Y(%) =(1 - V1 /V0)× 100
V0 为加入空白溶剂 70%乙醇溶液 0. 3 ml时的斜率。
图 2 沙枣花乙醇提取物清除氧自由基标准曲线
从图 2 中可以看出,沙枣花醇提物对氧自由基有清除作用,
并随着浓度的升高而增强,但是清除率较低,可能由于其中的抗
氧化物质在总提取物中占取的比例较低。但具体是哪类物质起
抗氧化作用,对其中抗氧化物质的筛选有待于进一步的分离得到
较纯的组分后再做研究。
3 结论
通过 L9(3
4)正交设计实验,确定了沙枣花总黄酮提取的最
佳工艺条件为 A2B2C1D3,即 20 倍量 70%乙醇,回流 1h,回流 3
次,并且发现沙枣花乙醇提取物对超氧阴离子具有一定的清除作
用。为沙枣花资源的综合利用开发提取理论基础。
参考文献:
[1] 南京中医药大学.中药大辞典,第 2 版[M].上海:上海科学技术出
版社:2006:1630.
[2] 王 妍,李 玲,连松刚,等.顶空 -固相微萃取气质联用分析宁夏
沙枣花中香气成分[J].中草药,2007,38(11) :1627.
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林业大学学报(自然科学版) ,2005,29(2) :106.
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清除研究[J].青海医学院学报,2003,24(4) :281.
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[6] 郭雪峰,岳永德,汤 锋,等.用清除超氧阴离子自由基法评价竹叶
提取物抗氧化能力[J].光谱学与光谱分析,2008,28(8) :1823.
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