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追风伞总黄酮的纤维素酶提取工艺研究



全 文 :  [收稿日期]2016-01-12
  [基金项目]安徽省高等学校自然科学重点项目 (KJ2015A358);亳州市中药科技创新团队项目 (BZ2013zzb06)。
  [作者简介]王庆 (1982-),女,硕士,讲师,主要从事天然药物活性成分分离纯化研究,84181713@qq.com。
[引著格式]王庆,薛天乐 .追风伞总黄酮的纤维素酶提取工艺研究 [J].长江大学学报 (自科版),2016,13 (9):76~79.
追风伞总黄酮的纤维素酶提取工艺研究
  王庆,薛天乐  (亳州职业技术学院药学院,安徽 亳州236800)
[摘要]采用紫外分光光度法,以芸香苷为标准品建立标准曲线,分别研究了酶用量、提取时间、料液比
和提取温度对纤维素酶法提取追风伞 (Lysimachia paridiformis)中总黄酮提取率的影响,再设计正交试
验优选最优提取工艺。结果表明,其最优工艺条件为:酶用量4.0mg,提取时间2.5h,料液比1∶30,提
取温度50℃。在最优提取工艺条件下,追风伞中的总黄酮提取率可达2.68%。因此,该方法可以用于追
风伞总黄酮的提取。
[关键词]纤维素酶;追风伞 (Lysimachia paridiformis);总黄酮
[中图分类号]O652.6 [文献标识码]A   [文章编号]1673-1409 (2016)09-0076-04
报春花科珍珠菜属植物追风伞 (Lysimachia paridiformis)性辛、温,具有祛风、活血的功效,
临床上主要用于风湿疼痛、半身不遂等的治疗[1,2]。追风伞黄酮类化合物含量丰富,但关于其提取工艺
的研究很少。为此,笔者利用纤维素酶法提取追风伞总黄酮,以期为追风伞的二次开发提供支持。
1 材料与方法
1.1 材料、仪器与试剂
追风伞由安徽省亳州市三义堂药业有限公司提供;芸香苷为中国药品生物制品检定所产品;纤维素
酶为湖南米纯生物科技有限责任公司产品。
旋转蒸发仪RE-205为上海予华仪器设备有限公司产品;水浴锅 HH-4为金坛市普林仪器制造有限
公司产品;紫外分光光度计UV2400为北京钮因科技有限公司产品。
1.2 试验方法
1.2.1 标准曲线的绘制
精确称取芸香苷标准品5.5mg置于小烧杯中,加70%乙醇溶解并转移至50mL容量瓶中,以70%
乙醇稀释至刻度线,制成浓度为0.11mg/mL标准液[2]。取6支25mL容量瓶,分别编号为0、1、2、
3、4、5,在上述容量瓶中依次加入芸香苷标准溶液0.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0mL,然后分别加
入1.0mL的5%NaNO2 溶液,混匀,放置6min后,分别加入1.0mL 10%Al(NO3)3 溶液,混匀并放
置6min,再分别向上述容量瓶中加入10.0mL 4%NaOH 溶液,70%乙醇定容,混匀,15min后在
510nm波长处分别测定光密度 (以0号管为空白)。以芸香苷浓度为横坐标,以光密度为纵坐标绘制标
准曲线 (图1)。
1.2.2 提取步骤及样品测定
将干燥的追风伞粉碎成粗粉,准确取追风伞粗粉1.5g置于100mL烧瓶中,按照设计方案,以不同
工艺条件进行提取追风伞总黄酮。90℃水浴10min灭活纤维素酶,同法提取3次,合并提取液,减压
浓缩,以70%的乙醇定容至50mL容量瓶中,得到总黄酮试液。取2.0mL总黄酮试液至25mL容量瓶
中再测定各自的光密度,然后按照标准曲线方程计算,求得总黄酮提取率。
·67·
长江大学学报 (自然科学版) 2016年3月 第13卷 第9期 (农学)
Journal of Yangtze University(Natural Science Edition) Mar.2016,Vol.13No.9
DOI:10.16772/j.cnki.1673-1409.2016.09.019
图1 芸香苷标准曲线图
1.2.3 单因素试验
1)纤维素酶用量 称取追风伞粗粉6份,
每份1.5g,料液比1∶40 (g/mL),分别加入
1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0mg的纤维素
酶用量,40℃条件下提取2h,再测定各自的光
密度,然后按照标准曲线方程计算并比较总黄
酮提取率。
2)提取时间 称取追风伞粗粉6份,每
份1.5g,料液比1∶40 (g/mL),纤维素酶
4.0mg,在40℃条件下分别提取0.5、1.0、
1.5、2.0、2.5、3.0h,再测定各自的光密度,
然后按照标准曲线方程计算并比较总黄酮提取
率。
3)液料比 称取追风伞粗粉6份,每份1.5g,纤维素酶用量4.0mg,提取温度40℃,在液料比分
别为1 (1∶10)、2 (1∶20)、3 (1∶30)、4 (1∶40)、5 (1∶50)、6 (1∶60)的条件下提取2h,再测
定各自的光密度,然后按照标准曲线方程计算并比较总黄酮提取率。
4)提取温度 称取追风伞粗粉6份,每份1.5g,料液比1∶40 (g/mL),纤维素酶用量4.0mg,
分别在35、40、45、50、55、60℃的温度下提取2h,再测定各自的光密度,然后按照标准曲线方程计
算并比较总黄酮提取率。
1.2.4 正交试验
在单因素试验基础上,以总黄酮提取率为考察指标,选择酶用量、提取时间、料液比、提取温度4
个相关因素进行正交试验,正交试验因素水平如表1所示。
表1 正交试验因素水平表
水平 A.酶用量/mg  B.提取时间/h  C.料液比/(g/mL) D.提取温度/℃
1  3  1.5  1∶30  45
2  4  2.0  1∶40  50
3  5  2.5  1∶50  55
2 结果与分析
图2 纤维素酶用量对追风伞总黄酮提取率的影响
2.1 纤维素酶用量对总黄酮提取率的影响
由试验结果 (图2)可知,当纤维素酶用
量高于3.0mg时,总黄酮的提取率增速变缓;
当纤维素酶用量高于4.0mg时,提取率几乎不
变,表明此时酶解作用已经近似饱和。因此,
当纤维素酶用量为3.0~5.0mg较为适宜。
2.2 提取时间对总黄酮提取率的影响
由试验结果 (图3)可知,追风伞总黄酮
提取率随着提取时间的增加而提高,但是当提
取时间超过2h时,总黄酮提取率增加不明显。
综合考虑,提取时间以1.5~2.5h较为适宜。
2.3 液料比对总黄酮提取率的影响
由试验结果 (图4)可知,追风伞总黄酮
·77·第13卷 第9期 王庆等:追风伞总黄酮的纤维素酶提取工艺研究  
提取率随溶剂的增加而增大,但当料液比超过1∶40后,总黄酮提取率增加不明显,这不仅造成试验原
料浪费,也为后续的蒸发浓缩带来困难。综合考虑,料液比应为1∶40左右为宜。
图3 提取时间对追风伞总黄酮提取率的影响 图4 料液比对追风伞总黄酮提取率的影响
图5 提取温度对追风伞总黄酮提取率的影响
2.4 提取温度对总黄酮提取率的影响
由试验结果 (图5)可知,在35℃到60℃
之间时,追风伞总黄酮提取率随温度升高总体
呈先升后降趋势,在50℃时总黄酮提取率最
高,表明在50℃时纤维素酶活性最大,而温
度高于50℃后追风伞总黄酮提取率有明显下
降,这可能是因为高温抑制了酶的活性所致。
2.5 纤维素酶法提取总黄酮的最优工艺条件
在单因素试验基础上,以酶用量、提取时
间、料液比、提取温度4个相关因素进行正交
试验,结果如表2所示。根据正交试验结果,
可以确定最佳提取工艺是 A2B3C1D2,即酶用
量为4mg,提取时为2.5h,料液比1∶30,提
取温度50℃。4个因素对追风伞总黄酮提取率
   表2 正交试验结果表
试验号 A  B  C  D 总黄酮提取率/%
1  1  1  1  1  1.71
2  1  2  2  2  2.13
3  1  3  3  3  1.96
4  2  1  2  3  2.17
5  2  2  3  1  2.33
6  2  3  1  2  2.62
7  3  1  2  3  2.22
8  3  2  3  1  2.09
9  3  3  1  2  2.47
K1 1.93  2.03  2.27  2.04

K2 2.36  2.18  2.17  2.41
K3 2.26  2.35  2.13  2.12
R  0.43  0.32  0.14  0.37
·87·   食品科学 2016年3月
影响的大小依次是:酶用量>提取温度>提取时间>料液比。在最佳工艺条件下,通过实验验证,追风
伞总黄酮提取率可达2.68%,比文献 [4]报道的乙醇回流法提高了58.6%。
3 结语
使用纤维素酶法提取追风伞中的总黄酮,利用酶制剂降解植物细胞壁,可显著增加细胞内有效成分
溶出度,提取条件温和,操作简便,成本较低,且提取率显著高于乙醇回流法[5]。因此,该方法可用于
追风伞总黄酮的提取。需要指出的是,使用纤维素酶法提取追风伞中总黄酮时,采用的溶剂为水,由于
水本身极性较大,对极性较小的黄酮特别是黄酮苷元的溶解状况不佳。针对上述情况,可尝试使用乙醇
作为提取溶剂,把酶提法和回流提取法、超声提取法和微波提取法等结合使用来提取追风伞总黄酮,以
期获得更高的提取率[6~8]。
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