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鱼胆草总苷类物质提取工艺的优化



全 文 :第 32 卷 第 1 期 吉 林 化 工 学 院 学 报 Vol. 32 No. 1
2015 年 1 月 JOURNAL OF JILIN INSTITUTE OF CHEMICAL TECHNOLOGY Jan. 2015
收稿日期:2014-12-22
基金项目:重庆市教委科研项目(No. KJ1401220) ;长江师范学院大学生创新创业训练计划(No. 2013dcxm45)
作者简介:谢林红(1990-) ,男,四川巴中人,长江师范学院本科生,主要从事化学工程与工艺方面的研究.
* 通信作者:谭建红,E-mail:tanjianhongtan@ 126. com
文章编号:1007-2853(2015)01-0016-04
鱼胆草总苷类物质提取工艺的优化
谢林红,杨富强,孙国成,谭建红*
(长江师范学院 化学化工学院,重庆 408100)
摘要:采用紫外-可见分光光度法,通过 L9(3
4)正交试验对鱼胆草中总苷类的提取工艺进行优化,选择
波长为 235 nm,线性范围为 10 ~ 23 μg /mL,相关系数为 0. 995 9.通过实验研究确定最佳提取工艺条件
为:提取时间 120 min,料液比 1 20 g /mL,提取温度 60 ℃,乙醇体积分数 80%,平均含量 2. 199% .在优
化后的提取条件下,苷类的提取率高,为研究和开发鱼胆草的有效成分提供了参考.
关 键 词:鱼胆草;总苷类;紫外 /可见分光光度法;正交试验
中图分类号:O 175. 8 文献标志码:A DOI:10. 16039 / j. cnki. cn22 - 1249. 2015. 01. 005
鱼胆草(Swertia davidi Franch)系龙胆科獐芽
菜属植物,又名水灵芝、川东獐芽菜.以全草入药,
性寒、味苦,具有利胆健脾、清热解毒等功效[1];
是湘西土家族苗族自治州民间常用于治疗肝炎、
胆囊炎、结膜炎、痢疾等疾病的草药[2]. 苷类又称
配糖体,是糖或糖的衍生物.其中非糖部分称为苷
元或配基,其连接的键则称为苷键,很多植物中都
含有苷类化合物,由于苷元结构不同,不同苷类物
质有不同的提取方法[3]. 獐芽菜苦苷(swertiama-
rin)是鱼胆草植物中主要有效成分之一[2].目前,
对于鱼胆草的化学成分研究国内有报道[4-5],对
苷类化合物分离纯化方法有高速逆流色谱法、高
效液相色谱法、大孔树脂法、凝胶柱色谱法等.本
文采用紫外-可见分光光度法测定鱼胆草植物体
中提取物总苷类含量.
1 实验仪器与试药
1. 1 仪 器
日立 U-4100 紫外 /可见 /近红外光谱仪(日
本日立高新科技公司) ,EL104 电子分析天平(特
梅勒-托利多(上海)有限公司) ,FZ102 型微型植
物粉碎机(天津市泰斯特仪器有限公司) ,HK-2A
型超级恒温水浴箱(南京南大万和科技有限公
司) ,移液枪.
1. 2 试 剂
獐芽菜苦苷对照品(批号:17388-39-5,HPLC
> 98%,购于 Chengdu PureChem-Standard co.,
Ltd.) ;鱼胆草(购于贵州水灵芝专业种植基地) ;
无水乙醇等试剂均为国产分析纯.
2 方法与结果
2. 1 鱼胆草提取液的制备
鱼胆草干草用植物粉碎机进行粉碎成粉末
状,用电子天平准确称取 9 份鱼胆草干草粉末
2. 000 g盛于 9 个相同规格的锥形瓶中,并按表 1
所示的不同提取条件进行提取. 将提取液进行减
压过滤,去除残渣获得滤液.将滤液用相应体积分
数的乙醇提取,然后将乙醇提取过后的滤液再用
相应体积分数的乙醇定容得到 9 份鱼胆草提纯液
作为样品试液.
2. 2 正交试验
用 L9(3
4)正交试验[6-7]对提取时间、料液比、
乙醇体积分数、提取温度等因素进行试验,研究它
们对鱼胆草苷类化合物提取率的影响.
表 1 正交试验因素水平表
因素
水平
A
提取时间
/min
B
提取温度
/℃
C
料液比
/(g·mL -1)
D
乙醇体积
分数 /%
1 30 28 1 5 70
2 60 45 1 10 80
3 120 60 1 20 95
2. 3 测定波长的选择:
精密称取獐芽菜苦苷标准品 10. 00 mg,置于
100 mL 容量瓶中,用无水乙醇定容配制成
100 μg /mL的溶液,充分摇匀,作为标准液. 取标
准液适量两份置于 A1、A2 两个相同规格的 10 mL
比色管中,定容稀释成两份不同浓度的标准品溶
液,以无水乙醇为空白对照,将标准溶液盛于比色
皿中,置于比色池中在 200 ~ 800 nm波长段扫描.
结果表明鱼胆草提取物中总苷类在 235 nm 处有
最大吸收峰,如图 1 所示,故选 235 nm 作为鱼胆
草提取物中总苷类的测定波长.
波长 /nm
图 1 标准液吸收波长扫描
2. 4 标准曲线的绘制
用移液枪吸取标准液 1. 00、2. 00、4. 00、6. 00 mL
置于 4 个 10 mL 相同规格的比色管中,加入无水
乙醇定容至刻度,摇匀,以无水乙醇作为空白.在
235 nm处测吸光度,见表 2,经方程回归分析,得
吸光度值 A 与标准液浓度 C 之间的直线关系:
A = 0. 0288C - 0. 0610,如图 2 所示在标准液浓度
为 10 ~ 23 μg /mL范围内线性关系良好,相关系数
R2 = 0. 995 9.
表 2 标准溶液含量及其吸光度关系
标准液含量
/(μg·mL -1)
10 20 40 60
吸光度 /A 0. 254 66 0. 506 52 1. 034 66 1. 698 87
标准液含量 /(μg·mL -1)
图 2 獐芽菜苦苷标准曲线
2. 5 样品溶液的测定
用移液枪吸取试品样液,无水乙醇定容、摇
匀,用无水乙醇作空白对照.将样品试液盛于比色
皿中,置于比色池中,于 235 nm 处测定不同提取
液的吸光度.
2. 6 苷类含量的测定
采用紫外-可见分光光度法测定总苷类化合
物的含量[8-9],用移液枪吸取 0. 100 mL试品样液,
置于 10 mL比色管中,加入无水乙醇稀释至刻度,
充分摇匀,用无水乙醇作空白对照.将样品试液盛
于比色皿中,置于比色池中,在 235 nm 处测定样
品试液的吸光度. 再根据对照品的标准曲线方程
计算提取液中的总苷类质量,然后推算出鱼胆草
中总苷类化合物的质量(以獐芽菜苦苷计,见表
3).鱼胆草植物体中总苷类的提取率 =[试品样
液中的总苷类化合物含量(mg)/鱼胆草干草粉末
质量(g) ]× 100% .
表 3 鱼胆草总苷类的含量测定结果(紫外 /可见分光光度法)/%
1 2 3 4 5 6 7 8 9 平均含量
2. 037 2. 307 2. 500 1. 678 2. 046 2. 229 2. 310 2. 052 2. 635 2. 199
3 结果与讨论
对苷类化合物提取的正交试验结果直观分
析,如表 4 所示:提取时间、提取温度、料液比、乙
醇体积分数的极差大小关系;提取温度 >提取时
间 >乙醇体积分数 >料液比,因此其主要影响因
素 B > A > D > C.
表 4 苷类物质提取的正交试验结果表
因素
试验
序号
A
提取时
间 /min
B
提取
温度 /℃
C
料液比
/(g·mL-1)
D
乙醇体积
分数 /%
提取率
/(mg·
g -1)
1 30 28 1 5 70 20. 368
2 30 45 1 10 80 23. 065
3 30 60 1 20 95 24. 970
4 60 28 1 10 95 16. 780
5 60 45 1 20 70 20. 462
6 60 60 1 5 80 22. 291
7 120 28 1 20 80 23. 102
8 120 45 1 5 95 20. 523
9 120 60 1 10 70 26. 353
S1 22. 801 20. 084 21. 061 22. 395
S2 19. 884 21. 350 22. 066 22. 819
S3 23. 326 24. 538 22. 845 20. 758
R 3. 482 4. 454 1. 784 2. 061
71第 1 期 谢林红,等:鱼胆草总苷类物质提取工艺的优化
正交试验效应曲线如下:
提取时间 /min
图 3 提取时间对鱼胆草苷类物质提取的影响
提取温度 /℃
图 4 提取温度对鱼胆草苷类物质提取的影响
料液比 /(g·mL -1)
图 5 料液比对鱼胆草苷类物质提取的影响
乙醇体积分数 /%
图 6 乙醇体积分数对鱼胆草苷类物质提取的影响
对正交试验结果中效应曲线图分析可知:如
图 3所示.随提取时间的延长,苷类化合物提取率
先下降后升高再稍微有所下降.因为乙醇具有较强
挥发性,乙醇挥发一定程度后,此时的乙醇浓度有
利于苷类化合物的提取,故确定提取时间 120 min
为最佳.如图 4 所示.随温度的升高苷类化合物的
提取率先缓慢升高后快速升高再趋于平稳. 因为
温度越高可增大物质的溶解度和扩散速度,对鱼
胆草植物体内物质的浸出有利,考虑到能源的节
约和温度对獐芽菜苦苷稳定性的影响[10],故选取
提取温度 60 ℃为最佳.如图 5 所示.苷类化合物
的提取率先随料液比的增大而增大再稍下降. 因
为乙醇体积用量与鱼胆草植物体内的物质浸出量
成线性关系(正相关) ,尤其是苷类化合物,故试
验确定最佳的料液比为 1 20 g /mL.如图 6 所示.
随乙醇体积分数的增大,苷类化合物的提取率先
缓慢升高后下降,不同体积分数的乙醇有相应的
极性,极性适中有利于苷类化合物的浸出,另外考
虑到高浓度的乙醇对植物细胞内部结构的影响如
细胞蛋白质结构变化、细胞渗透压等和苷类物质
提取的最大化,试验确定最佳乙醇体积分数
为 80% .
4 结 论
本实验通过正交试验法对鱼胆草苷类化合物
的提取工艺条件优化,结果表明鱼胆草苷类化合
物提取的最优工艺条件为:提取时间 120 min、提
取温度 60 ℃、料液比 1 20 g /mL、乙醇体积分数
80% .在试验优化后的提取条件下,苷类化合物的
提取率高,为研究和开发鱼胆草的有效成分提供
参考.
参考文献:
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2009,29(4) :47-49.
Optimization for Extracting Process of Fish Guts
Grass Glycosides Substances
XIE Lin-hong,YANG Fu-qiang,SUN Guo-cheng,TAN Jian-hong
(College of Chemistry&Chemical Engineering,Yangtze Normal University,Chongqing City 408100,China)
Abstract:The extraction process of fish guts grass glycosides was optimized through L9(3
4)orthogonal test by
UV-visible spectrophotometry. The wavelength is 235 nm,linearity range is 10 ~ 23 μg·mL -1,the relative
coefficient is 0. 995 9. The optimum extraction conditions were determined:the extraction time is 120 min,the
extraction temperature is 60 mL,ethanol concentration is 80%,the average content is 2. 199% . The extraction
rate of glycosides after optimization is high which provide references for further research and exploit on effective
components of swertia davidi franch.
Key words:swertia davidi franch;glycosides;ultraviolet-visible spectrophotometry;orthogonal tests
91第 1 期 谢林红,等:鱼胆草总苷类物质提取工艺的优化