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洋甘菊中芹菜苷提取工艺研究



全 文 :收稿日期:2012-10-30 接受日期:2013-03-04
基金项目:浙江省科技计划项目(2012C22026)
* 通讯作者 E-mail:clc8127@ 163. com
天然产物研究与开发 Nat Prod Res Dev 2013,25:986-989,902
文章编号:1001-6880(2013)7-0986-05
洋甘菊中芹菜苷提取工艺研究
陈丽春* ,毛建卫,龚金炎
浙江科技学院 浙江省农产品化学与生物加工技术重点实验室,杭州 310023
摘 要:洋甘菊因含有丰富生物活性成分,具有多种保健作用而受到人们广泛关注,其中芹菜苷(Apioside)是其
主要活性物质。本实验建立了 HPLC测定洋甘菊中芹菜苷含量的方法,采用有机溶剂回流法提取洋甘菊中的芹
菜苷,并用 HPLC测定芹菜苷的含量。在单因素试验的基础上,采用响应面分析法对洋甘菊提取芹菜苷提取条
件进行优化。确立了提取的最佳工艺条件:乙醇体积分数为 67%,料液比是 1∶ 24,提取温度为 72 ℃,提取时间
为 2 h。试验证明,此条件下芹菜苷率为 2. 14%(n = 3) ,与模型预测 2. 096%基本一致。
关键词:芹菜苷;洋甘菊;高效液相色谱;响应曲面法
中图分类号:TS201 文献标识码:A
Study on Extraction Technology of Apioside from Chamomile
CHEN Li-chun* ,MAO Jian-wei,GONG Jin-yan
Zhejiang Provincial Key Laboratory for Chemical & Bio Processing Technology of Farm Produces,Zhejiang University of
Science and Technology,Hangzhou 310023,China
Abstract:The objective of this study was to develop an HPLC method for determination of apioside in chamomile. The
extraction condition was optimized using response surface analysis based on single factor experiments. The model was es-
tablished and analyzed by response surface methodology (RSM). The optimal reflux extraction condition was established
as follows:the solvent was alcohol,the concentration of alcohol was 67%,the material / solvent ratio was 1∶ 24,the tem-
perature was 72 ℃,the time was 120 minutes. The content of apioside extracted out was determined by HPLC. The ex-
traction ratio of apioside was determined to be 2. 14% (n = 3)using the optimized extraction condition,which was close
to the estimated value from model.
Key words:apioside;chamomile;HPLC;response surface methodology
洋甘菊(Matricaria chamomilla L.)又名母菊,木
兰纲菊科母菊属草本,主要分罗马洋甘菊(Anthemis
nobilis)与德国洋甘菊(Matricaria chamomilia)。黄
酮类化合物(flavonoids)是一类广泛存在于药用植
物和植物果实的次级代谢产物,主要以苷元形式存
在。洋甘菊黄酮类成分主要有芹菜苷、芦丁、槲皮素
等,现代药理研究表明洋甘菊中的黄酮类成分具有
抗菌、抗氧化、消炎效果,具有较强的清除自由基的
能力,可预防体内形成过多活性氧自由基,达到抗
癌、抗心血管病的目的[1]。芹菜苷(Apioside)是芹
菜素结合糖后苷类化合物,是洋甘菊提取物中的抗
氧化活性物质。洋甘菊具有独特的香气而广泛用于
食品、饮料、烟草、化妆品等领域中,是一种很有开发
潜力的经济植物。由于对洋甘菊中芹菜苷的研究较
少,因此建立 HPLC准确、快速测定洋甘菊中芹菜苷
含量的方法,对于其质量控制和评价具有重要意义,
为进一步研究洋甘菊的药用价值和组分提供了理论
依据和技术支持。同时,探索从洋甘菊提取芹菜苷
工艺,为扩大生产规模,实现洋甘菊生产的产业化提
供技术参考和科学依据。
1 仪器与材料
仪器:Waters DeltaPrep 600 高效液相色谱系统
(美国 Waters公司) ;Milli-Q 型高纯水制备系统(美
国 Millipore公司) ;HH-6 数显恒温水浴锅;DFY-500
摇摆式高速中药粉碎机;101 系列数显鼓风干燥箱。
药剂:芹菜苷对照品 Apioside(含量 > 99. 0%,上海
永恒生物科技) ;色谱纯甲醇、乙醇(天津四友生物
医学技术有限公司) ,其他试剂均为分析纯。
原料:罗马洋甘菊(新疆种植,购于杭州)。
2 实验方法
2. 1 高效液相色谱条件及方法学考察
2. 1. 1 分析色谱条件
Waters DeltaPrep 600 高效液相色谱系统(美国
Waters公司)。色谱柱为 Luna C18 ODS(250 mm ×
4. 6 mm,5 μm) ;流动相为乙腈(A)-1%乙酸水溶液
(B) ,梯度洗脱条件:0 ~ 15 min,15% A;15 ~ 25
min,15% ~ 40% A;25 ~ 34 min,40% A;34 ~ 40
min,40% ~ 15% A;体积流量 1. 0 mL /min;进样量
10 μL;柱温 40 ℃;检测波长 332 nm。
2. 1. 2 对照品溶液
对照品溶液制备:精密称取芹菜苷对照品适量,
加甲醇溶解,配成 1 mL 中含芹菜苷 0. 505 mg 的溶
液,摇匀,过滤膜(0. 22 μm) ,作为对照品母液备用。
根据实验需要,稀释配成所需浓度。
2. 1. 3 供试品溶液的制备
供试品溶液制备:精确称取洋甘菊样品粉末 10
g(干燥,过 40 目筛) ,置于圆底烧瓶,乙醇浓度
67%,料液比为 1 ∶ 24,加热 72 ℃,回流提取 120
min,放冷,再称定质量,70%乙醇补足失重,摇匀,用
微孔滤膜(0. 22 μm)滤过,取续滤液,即得。
2. 1. 4 线性关系考察
分别精密吸取 2. 1. 2 项中对照品母液适量,配
成浓度分别为 0. 9999、1. 9998、3. 9996、4. 9995、
24. 9975、39. 9960、49. 9950、99. 9900 μg /mL 的标准
品溶液。按 2. 1. 1 项色谱条件检测峰面积,平行测
定 3 次,以对照品质量浓度(μg /mL)为横坐标,峰面
积为纵坐标,线性回归,得芹菜苷的回归方程为:Y
= 44814X-97375,R2 = 0. 9996,结果表明线性关系良
好。
2. 1. 5 精密度试验
日内精密度试验:在上述色谱条件下,将对照品
溶液在 0、2、4、6、8 h 精密吸取上述标样溶液用微孔
滤膜(0. 22 μm)过滤,进行测定,记录色谱峰面积,
连续进样 5 次,计算峰面积的 RSD分别在 0. 24%。
日间精密度试验:在上述色谱条件下,将对照品
溶液连续三天,每天进样两次,计算得各标准品的保
留时间和峰面积的 RSD分别在 0. 75 %、1. 21%。
结果表明精密度良好,符合含量测定要求。
2. 1. 6 重现性试验
按照 2. 1. 3 项操作,平行配制 6 份供试品溶液,
按 2. 1. 1 色谱条件进行 HPLC分析,测定峰面积,计
算得峰面积 RSD为 2. 2%,表明此方法的重复性良
好。
2. 1. 7 稳定性试验
取供试品溶液,分别在 0、12、24、36、48 h 进样,
以峰面积进行稳定性考察,计算各峰面积的 RSD 为
2. 45%。
2. 1. 8 加样回收实验
在芹菜苷浓度为 16. 641 μg /mL 的已知样品
中,加入芹菜苷标准品 37. 3 μg /mL,平行制备 5 组
溶液,在上述色谱条件下进行 HPLC分析,分别测定
峰面积,从而计算平均回收率为 103%,RSD% =
0. 97%。
表 1 芹菜苷加样回收试验结果(n = 5)
Table 1 Sample recovery test of apioside(n = 5)
序号
No.
样品含量
Original amount
(μg)
芹菜苷加入量
Spiked amount
(μg)
总测得量
Detected
amount (μg)
回收率
Recovery
(%)
平均回收率
Average
(%)
RSD
(%)
1 16. 641 37. 3 56. 1409 104
2 16. 641 37. 3 55. 7917 103
3 16. 641 37. 3 55. 6595 103 103 0. 97
4 16. 641 37. 3 54. 8643 102
5 16. 641 37. 3 55. 0158 102
789Vol. 25 陈丽春等:洋甘菊中芹菜苷提取工艺研究
2. 2 单因素条件考察与结果
经初步实验,洋甘菊中提取芹菜苷过程选定提
取温度、提取时间、乙醇浓度、料液比作为主要影响
因素,按 2. 1. 1 色谱条件,通过所 HPLC 所测得的峰
面积代入标准曲线公式算得芹菜苷质量。以芹菜苷
提取率为指标,在单因素试验结果的基础上,采用四
因素三水平响应面试验设计,对提取条件进行优化。
芹菜苷提取率(%)=(芹菜苷质量 ×体积 ×稀
释倍数)/原料质量 × 100%
2. 2. 1 乙醇浓度的考察及结果
在料液比为 1 ∶ 20,提取温度 70 ℃,提取时间
120 min,分别考察乙醇浓度为:40%、50%、60%、
70%、80%,得到不同乙醇浓度与芹菜苷提取率的关
系,结果见图 3。
图 3 乙醇浓度对芹菜苷提取率的影响
Fig . 3 Effects of ethanol concentration on extraction rate of apioside
2. 2. 2 料液比的考察及结果
在乙醇浓度为 70%,提取温度 70 ℃,提取时间
120 min的条件下,分别考察料液比为:1∶ 10、1∶ 15、1
∶ 20、1∶ 25,得到不同料液比与芹菜苷提取率的关系,
检测方法同上。结果见图 4。
图 4 料液比对芹菜苷提取率的影响
Fig . 4 Effects of material / solvent ratio on extraction rate of apioside
2. 2. 3 提取温度的考察与结果
在乙醇浓度为 70%,料液比 1 ∶ 20,提取时间
120min的条件下,分别改变提取温度分别为40、
图 5 提取温度对芹菜苷提取率的影响
Fig. 5 Effects of temperature on extraction rate of apioside
50、60、70、78 ℃得到不同提取温度与芹菜苷提取率
的关系。结果见图 5。
2. 2. 4 提取时间的考察与结果
在乙醇浓度为 70%,料液比 1:20,提取温度 70
℃,考察不同提取时间与芹菜苷提取率的关系。结
果见图 6。
图 6 提取时间对芹菜苷提取率的影响
Fig. 6 Effects of time on extraction rate of apioside
2. 3 响应面优化实验设计
在单因素的基础上,选择乙醇溶度(A)、提取温
度(B)、料液比(C)、提取时间(D)四因素,每因素根
据单因素实验结果各选三水平进行响应面优化试验
设计,因素水平见表 2。
表 2 响应面四因素三水平试验设计
Table 2 Experimental design of 4 factors and 3 levels in re-
sponse surface method
因素
Factors
代 码
Code
编码水平 Coding level
-1 0 1
乙醇体积分数 Concentration(%) A 50 60 70
提取温度 Temperature(℃) B 50 60 70
料液比 Material-Solvent ratio(g /mL) C 1∶ 15 1∶ 20 1∶ 25
提取时间 Time(h) D 1. 5 2 2. 5
3 结果与讨论
3. 1 响应面实验结果
设计响应面分析方案和实验结果及回归方程方
差分析表,见表 3 ~ 4。
表 3 响应曲面试验分析方案及实验结果
Table 3 Design scheme and results of response analysis
序号
No. A B C D
提取率(%)
Yield of
extraction
1 1 1 0 0 1. 899
2 -1 0 0 1 1. 630
3 -1 0 0 -1 1. 763
4 0 0 0 0 1. 975
5 0 -1 0 -1 1. 764
889 天然产物研究与开发 Vol. 25
6 -1 0 1 0 1. 744
7 0 0 1 1 1. 893
8 0 0 0 0 1. 942
9 -1 1 0 0 1. 271
10 0 0 -1 -1 1. 610
11 0 0 0 0 1. 914
12 0 -1 1 0 1. 929
13 1 0 0 -1 1. 871
14 1 -1 0 0 1. 656
15 0 1 1 0 1. 724
16 0 0 0 0 1. 953
17 0 0 -1 1 1. 512
18 0 0 1 -1 1. 872
19 0 0 0 0 1. 927
20 1 0 0 1 1. 759
21 -1 -1 0 0 1. 880
22 0 -1 0 1 1. 768
23 -1 0 -1 0 1. 796
24 0 -1 -1 0 1. 540
25 0 1 0 -1 1. 682
26 0 1 0 1 1. 786
27 1 0 1 0 2. 100
28 0 1 -1 0 1. 571
29 1 0 -1 0 1. 630
表 4 回归方程方差分析表
Table 4 Variance analysis of regression equation
方差来源
Source
平方和
SS
自由度
V
均方
MS
F值
F
显著性水平
P > F
模型 Model 0. 911433 14 0. 065102 32. 71938 < 0. 0001
A 0. 095408 1 0. 095408 47. 95068 < 0. 0001
B 0. 053734 1 0. 053734 27. 00588 0. 0001
C 0. 321114 1 0. 321114 161. 3867 < 0. 0001
D 0. 003136 1 0. 003136 1. 57627 0. 2298
AB 0. 165242 1 0. 165242 83. 04808 < 0. 0001
AC 0. 002601 1 0. 002601 1. 307221 0. 2721
AD 0. 00042 1 0. 00042 0. 211211 0. 6529
BC 0. 003969 1 0. 003969 1. 994755 0. 1797
BD 0. 003025 1 0. 003025 1. 520316 0. 2379
CD 0. 00416 1 0. 00416 2. 090874 0. 1702
A^2 0. 0657 1 0. 0657 33. 01974 < 0. 0001
B^2 0. 169741 1 0. 169741 85. 30924 < 0. 0001
C^2 0. 097762 1 0. 097762 49. 13364 < 0. 0001
D^2 0. 054475 1 0. 054475 27. 37814 0. 0001
残差 Residual 0. 027856 14 0. 00199
失拟项
Lack of Fit 0. 024181 10 0. 002418 2. 632116 0. 1819
纯误差
Pure Error 0. 003675 4 0. 000919
总残差
Cor Total 0. 939289 28
3. 2 响应面实验结果分析
由 Design Expert7. 16 软件回归拟合,得到以洋
甘菊黄酮提取率(Y)为响应值的回归方程:Y =1. 94
+ 0. 069A-0. 05B + 0. 136C + 0. 213AB-0. 081A2-
0. 148B2-0. 091C2-0. 093D2。从表 3 中可以看出,所
建立模型具有高度的显著性(P < 0. 001) ,模型决定
系数 R2 = 0. 9392,表明模型拟合度良好。
通过回归方程,分析得到洋甘菊中芹菜苷最佳
提取工艺条件为乙醇体积分数为 67. 40%,提取时
间为 2. 06 h,提取温度为 71. 96 ℃,料液比是 1∶ 23. 66,
理论提取率为 2. 0296%。为了验证响应面的可行性,
采用修正的最佳提取条件:乙醇体积分数为 67%,提取
时间为 2 h,提取温度为 72 ℃,料液比是 1∶ 24。
3. 3 验证试验
在上述响应面分析结果确定的最佳工艺条件下
进行 3 次平行试验,得到洋甘菊中芹菜苷的平均得
率为 2. 124%(RSD = 1. 13%) ,与预测值 2. 0296%
吻合良好。验证所建模型的正确性,可适用于洋甘
菊中芹菜苷的提取工艺优化。
4 结论
本实验采用 HPLC法测定洋甘菊提取物中芹菜
苷的含量,方法简便,结果可靠。采用有机溶剂乙醇
回流提取的方法,通过对洋甘菊提取过程中影响因
素进行考察,分别对乙醇浓度,料液比、提取温度以
及提取时间做单因素的水平实验,然后采用响应面
优化实验对提取工艺条件进行最优化,最后确定提
取的条件为:乙醇体积分数为 67%,提取时间为 2
h,提取温度为 72 ℃,料液比是 1∶ 24,该条件下洋甘
菊中芹菜苷提取率为 2. 14%。
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(下转第 902 页)
989Vol. 25 陈丽春等:洋甘菊中芹菜苷提取工艺研究
能抑制其活性,表明裸体方格星虫纤溶酶是一种丝
氨酸蛋白酶,而不是金属蛋白酶。Ba2 +离子能阻断
酶的活性,其他离子(Mg2 +、Ca2 +、K +、Na +、Ag +)对
酶的活力影响不显著。
采用加热纤维蛋白平板法和不加热纤维蛋白平
板法检测方格星虫纤溶酶,结果显示,既具有直接水
解纤维蛋白的纤溶酶活性,也可以通过激活纤溶酶
原转变成纤溶酶间接水解纤维蛋白的激酶活性,其
中以直接溶解纤维蛋白为主,这种具有双重特性的
纤溶酶是一种具有开发前景的新型溶栓剂。
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