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醇回流法提取苎麻根中黄酮类物质的优化



全 文 :收稿日期:2014-03-01
作者简介:朱 敏(1983 -),女,湖南常宁人,主要从事中药资源开发利用研究,Email:zhumincs@ 163. com。**通信作者:彭国平,副教
授,从事中草药资源开发利用与中草药生物技术研究,Email:pgphh@ 163. com。* 为并列第一作者。
醇回流法提取苎麻根中黄酮类物质的优化
朱 敏1,2,曾 彪1* ,胡佑帆1,李 益1,陈玉宝1,刘 欣1,彭国平1**
(1 湖南农业大学生物科学技术学院,长沙 410128;2 湖南生物机电职业技术学院,长沙 410127)
摘 要:采用醇回流提取法提取苎麻根中黄酮。考察乙醇体积分数、料液比、提取时间、提取温度、pH值对苎麻根
中黄酮类物质提取收率的影响,并以正交试验优化黄酮类物质的提取工艺。结果表明,苎麻根中黄酮类物质的最
佳提取工艺条件为:乙醇体积分数为 70%,料液比为 1∶ 7,提取时间为 60 min,提取温度为 90℃,pH值为 7. 0。
关键词:苎麻根;黄酮;醇回流法;提取;优化
中图分类号:TS201. 2;S563 文献标识码:A
文章编号:1001-5280(2014)04-0398-04 DOI:10. 3969 / j. issn. 1001-5280. 2014. 04. 15
Optimizing Extraction of the Flavonoids from Ramie Root
with Alcohol Refluxing Method
ZHU Min1,2,ZENG Biao1* ,HU You-fan1,LI Yi1,CHEN Yu-bao1,LIU Xin1,PENG Guo-ping1**
(1 College of Bioscience and Biotechnology,Hunan Agricultural University,Changsha ,Hunan 410128,China;
2 Hunan Biological and Electromechanical Polytechnic,Changsha,Hunan 410127,China)
Abstract:Using alcohol refluxing method,the paper investigated the effect of ethanol concentration,ratio of solid to liquid,
extraction time,extraction temperature and pH on the extraction of flavonoids used the orthogonal test to optimize the ex-
traction process of flavonoids. The results showed that the best extraction conditions of flavonoids in the roots of ramie were
as follows:ethanol concentration being 70%,solid to liquid ratio being 1∶ 7,the extraction time being 60 min,temperature
being 90℃,and pH being 7.
Key words:Ramie root;Flavonoids;Alcohol refluxing method;Extraction;Optimization
苎麻(Boehnveria)为荨麻科苎麻属植物,原产于
中国,种质资源十分丰富。苎麻除作为重要的纤维
作物外,还具有极其重要的药用及保健价值。《本
草纲目》对苎麻的部分药用功能作了详细的记载和
阐述[1]。研究[2 ~ 4]表明,苎麻根含有黄酮类物质,可
抑制血小板聚集及血栓的形成,具有活化淤血、清理
血管、促进血液循环的作用,被誉为“血管清道夫”、
“微循环的保护神”;苎麻中的生物碱有抗肿瘤的作
用[5,6]。盛忠梅等[7]报道,苎麻根中黄酮类物质对
哺乳动物怀孕子宫机能活动有抑制作用,对未怀孕
子宫的机能活动则有兴奋性。张贤[8]对苎麻根中
黄酮类物质进行了超声波提取、醇回流提取、微波提
取和酶解提取的研究,结果以超声提取效果好,但是
超声提取并不适用于大规模生产。笔者运用醇回流
提取法提取苎麻根中黄酮类物质,考察乙醇的体积
分数、料液比、提取时间、提取温度以及 pH 值对黄
酮类物质提取收率的影响,并采取正交试验优化提
取工艺,以期为苎麻根的开发利用打下基础。
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1 材料与方法
1. 1 材料
苎麻根由湖南农业大学苎麻基地提供;主要试
剂有氢氧化钠溶液、亚硝酸钠溶液、硝酸铝溶液、乙
醇溶液;芦丁标准品纯度 98%,由中国生物制品鉴
定所提供。
主要仪器设备有 FW177 型中草药粉碎机(天津
市泰斯特仪器有限公司生产)、RE - 52C 旋转蒸发
器(巩义市英峪予华仪器厂生产)、Agilent - 8453E
紫外可见分光光度计、布氏抽滤器。
1. 2 方法
将苎麻根洗净,切成薄片,50℃烘干 72 h 后,于
中草药搅碎机中搅碎,过 0. 18 mm 孔径标准筛,收
集粉末备用。
1. 2. 1 芦丁标准曲线的制作
精密称取芦丁标准品 3 mg,置于试管中,加入
体积分数 80%乙醇溶液 2. 493 6 g,溶解得到 1 mg /
mL芦丁标准液。精密吸取 160、240、320、400、480、
560 μL 分置于 6 只试管中,各加入 5%亚硝酸钠
0. 25 mL,放置 10 min,再加 10%硝酸铝 0. 25 mL,放
置 10 min,加 4%氢氧化钠 4 mL,分别补加水至 10
mL,摇匀。用 1 cm石英比色皿在全波长进行扫描,
在 510 nm处均有最大吸收[9]。在 510 nm 处检测,
以吸光度 A对芦丁质量浓度 C回归,得回归方程。
1. 2. 2 黄酮类物质提取的单因素试验
(1)选择乙醇体积分数。分别称取 4. 0 g 苎麻
根粉末 4 份,料液比 1∶ 10、pH值 9. 0,分别用体积分
数为 50%、60%、70%、80%的乙醇,在 90℃下加热
回流提取 80 min,提取液用布氏抽滤器减压过滤,在
510 nm 处检测吸光度。计算总黄酮的提取收率
(提取收率为提取的总黄酮质量占苎麻根质量的百
分比)。
(2)选择料液比。分别称取 4. 0 g 苎麻根粉末 4
份,pH值 9. 0、乙醇体积分数 70%,分别以料液比1∶ 7、
1∶ 10、1∶ 13、1∶ 16,在 90 ℃下加热回流提取 80 min,提取
液减压过滤,检测。计算总黄酮的提取收率。
(3)选择加热回流提取温度。称取 4. 0 g 苎麻
根粉末 4 份,料液比1∶ 10、pH 值 9. 0、乙醇体积分数
70%,分别在 70、80、90、100℃下加热回流提取 80
min,提取液减压过滤,检测。计算总黄酮的提取
收率。
(4)选择提取时间。称取 4. 0 g 苎麻根粉末 4
份,料液比 1∶ 10、pH 值 9. 0、乙醇体积分数 70%,分
别在 90℃下加热回流提取 40、60、80、100 min,提取
液减压过滤,检测。计算总黄酮的提取收率。
(5)选择 pH值。称取 4. 0 g苎麻根粉末 4 份,
料液比 1 ∶ 10、乙醇体积分数 70%,分别以 pH 值
5. 0、7. 0、9. 0、11. 0,在 90℃ 下加热回流提取 80
min,提取液减压过滤,检测。计算总黄酮的提取
收率。
1. 2. 3 黄酮类物质提取的正交试验
对乙醇体积分数、料液比、回流温度、提取时间
和 pH值进行 5 因素 4 水平正交试验。
表 1 正交试验因素水平
Tab. 1 Factors and levels of orthodoxy
水平
乙醇体积
分数 A(%)
料液比
B
回流温度
C(℃)
提取时间
D(min)
pH
E
1 50 1∶ 7 70 40 5
2 60 1∶ 10 80 60 7
3 70 1∶ 13 90 80 9
4 80 1∶ 16 100 100 11
1. 2. 4 数据的处理
试验数据用 SPSS17. 0 进行方差分析[10],分析
各因素影响的差异显著性。
2 结果与分析
2. 1 芦丁标准曲线
通过检测,得芦丁标准溶液质量浓度 C(mg /mL)
与吸光度 A 的标准曲线回归方程:A = 0. 791 6C +
0. 021 2,R2 = 0. 998 6。
2. 2 乙醇体积分数对黄酮提取收率的影响
图 1 结果表明,提取的初始阶段,随着乙醇体积
分数的提高,黄酮提取收率随之增大;当乙醇体积分
图 1 不同乙醇体积分数的黄酮提取收率
9932014 年 第 28 卷 第 4 期 作 物 研 究
数为 70%时,黄酮提取收率最高;以后随着乙醇体
积分数的增加,黄酮提取收率降低。
2. 3 料液比对黄酮提取收率的影响
图 2 结果可知,提取溶剂量增加,提取收率随之
增大。当料液比超过 1∶ 10 时,黄酮提取收率略有下
降。最佳料液比为 1∶ 10。
图 2 不同料液比的黄酮提取收率
Fig. 2 Extraction rate of flavonoids in
different ratio of solid to liquid
2. 4 回流提取温度对黄酮提取收率的影响
图 3 结果表明,低温条件下,提取收率随着提取
温度的升高而增高,提取温度达到 90℃时,黄酮的
提取收率最高,当温度大于 90℃后,黄酮提取收率
随着温度升高反而降低。
图 3 不同温度的黄酮提取收率
Fig. 3 Extraction rate of flavonoids in
different extraction temperature
2. 5 回流提取时间对黄酮提取收率的影响
图 4 结果表明,随着提取时间的的延长,黄酮提
取收率增加,80 min 时己经能较好地将黄酮浸出。
80 min后,黄酮类物质提取收率呈减缓趋势,80 min
是最佳提取时间。
图 4 不同提取时间的黄酮提取收率
Fig. 4 Extraction rate of flavonoids in
different extraction time
2. 6 pH对黄酮提取收率的影响
图 5 结果显示,随着 pH 的提高,黄酮提取收率
随之增大;当 pH 达到 9. 0 时,黄酮提取收率最高。
当 pH 大于 9. 0 后,黄酮提取收率下降。黄酮提取
的最佳 pH为 9. 0。
图 5 不同 pH值的黄酮提取收率
Fig. 5 Extraction rate of flavonoids in different pH
2. 7 正交试验结果
正交试验结果表明,影响苎麻根中总黄酮提取
收率的各因素的大小顺序依次为提取温度、pH、提
取时间、乙醇体积分数、料液比。极差分析表明,最
优提取条件为 A3B1C3D2E2。
综合极差分析与 SPSS分析结果可知,苎麻根中
黄酮的最佳提取工艺条件为:提取温度 90℃、pH 值
7. 0、提取时间 60 min、乙醇体积分数为 70%、料液
比为 1∶ 7。按照此提取工艺条件,重复试验 3 次,黄
酮提取得率分别为 2. 10%、2. 17%、2. 12%,平均得
率为 2. 13%,在此工艺条件下,苎麻根中黄酮提取
的可重复性较好,正交优化所得结果一致。
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表 2 正交试验结果
Tab. 2 Results of orthodonal design
编号 A B C D E 黄酮提取收率(%)
1 1 1 1 1 1 1. 021880
2 2 2 2 1 2 1. 128508
3 3 3 3 1 3 2. 184081
4 4 4 4 1 4 0. 425321
5 1 2 3 2 4 1. 467417
6 2 1 4 2 3 1. 917314
7 3 4 1 2 2 2. 056445
8 4 3 2 2 1 1. 331061
9 1 3 4 3 2 1. 433328
10 2 4 3 3 1 2. 239179
11 3 1 2 3 4 0. 927541
12 4 2 1 3 3 1. 182020
13 1 4 2 4 3 1. 109085
14 2 3 1 4 4 0. 823292
15 3 2 4 4 1 1. 568099
16 4 1 3 4 2 2. 034248
k1 1. 257928 1. 475246 1. 270909 1. 189948 1. 540055
k2 1. 527073 1. 336511 1. 124049 1. 693059 1. 663132
k3 1. 684042 1. 442940 1. 981231 1. 445517 1. 598125
k4 1. 243162 1. 457508 1. 336016 1. 383681 0. 910893
极差 R 0. 440879 0. 138735 0. 857182 0. 503112 0. 752240
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