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见血清总生物碱提取工艺的优化



全 文 :第 35 卷 第 3 期 武夷学院学报 Vol.35 No.3
2016 年 3 月 JOURNAL OF WUYI UNIVERSITY Mar. 2016
见血清(Liparis nervosa)属于兰科羊耳蒜属,为地
生或者附生草本,分布于福建、江西、浙江、湖南、台湾、
广东、广西及西南地区[1]。全草含生物碱,味苦、性凉,有
凉血止血、清热解毒的功效[2-3]。有关见血清的研究尚不
多,主要集中在见血清的生药鉴定 [4]、质量标准 [5]、化学
成分[6-7]和药理作用[8-9]等。 赵颖等[10]通过色谱法确定见
血清生物碱为吡咯里西啶类生物碱,董艳芳等 [11]的研
究表明见血青总生物碱具有较强的抑菌活性和抗氧
化性,宋芹等[12]对见血清的止血作用进行了科学评价,
认为见血清止血活性突出,是亟待开发的止血新药资
源。 见血清的止血效果与其生物碱含量相关,如何高
效提取其总生物碱且保持生物碱的特性及品质对于
该药材的综合开发利用具有重要的意义。 文旭等[13]曾
利用超声波辅助法研究了见血清生物碱的提取工艺,
本文应用常规加热回流法,通过单因素试验和正交试
验设计筛选出最佳的提取工艺条件,为见血清止血药
的开发利用提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 材料
药材:见血清全草,采自福建武夷山山区,洗净后
自然风干,再放入烘箱中于 65 ℃下烘干 48 h,粉碎,
过 0.5 mm 筛备用。
主要试剂:苦参碱标准品、无水甲醇、乙酸乙酯、
95% 乙醇、盐酸、氨水等均为分析纯。
主要仪器:UV-3000 紫外可见分光光度计 (上海
美普达仪器有限公司)、R205B 旋转蒸发仪(上海申生
科技有限公司)、pH-100 精密酸度计 (长沙科仪仪器
设备有限公司)等。
1.2 方法
1.2.1 生物碱的提取
称取 5 g预处理好的药材至圆底烧瓶中, 置于加
热回流提取器中,按照单因素试验和正交试验中设置
的不同条件分别进行提取,将乙醇提取液旋转蒸发得
浸膏。 向该浸膏中加入 100 mL,0.6 mol/L 盐酸,振荡
见血清总生物碱提取工艺的优化
李国平, 王钰蓉, 郑诗雪, 庄欢欢
(武夷学院 生态与资源工程学院, 福建 武夷山 354300)
摘 要:利用加热回流法提取见血清总生物碱,以生物碱含量为考察指标,通过单因素试验考察料液比、提取温
度、提取时间和乙醇体积分数 4 个因素对总生物碱提取率的影响,并通过正交试验设计确定提取见血清总生物碱的最佳
工艺参数,结果表明:见血清生物碱的最佳提取工艺条件为料液比 1∶25,提取温度 90 ℃,提取时间 2.5 h,乙醇体积分数
50 %;在此工艺条件下,见血清总生物碱的含量达到 2.34 %。
关键词:生物碱;见血清;正交试验;加热回流法;提取率
中图分类号:Q946.88 文献标识码:A 文章编号:1674-2109(2016)03-0001-04
收稿日期:2015- 08- 22
基金项目:福建省林业科学研究项目 (闽林科 [ 2013] 5 号);
福建省科技厅战略性新兴产业重点项目
(2014N003 0); 国家级大学生创新创业训练计
划项目 (2013 103 97008 、201410397006 )。
作者简介:李国平(1966- ),男,汉族,教授,主要从事植物
多样性保护与可持续利用研究。
DOI:10.14155/j.cnki.35-1293/g4.2016.03.001
《武夷学院学报》 2016 年第 3 期
溶解,使其充分反应 30 min,过滤;滤液用氨水调到
pH=11,用 100 mL乙酸乙酯分 2次萃取。 再用旋转蒸
发仪蒸发,萃取液浓缩蒸干后,用无水甲醇定容至 25
mL,用移液枪精密吸取 50 μL 到 10 mL 容量瓶中,用
无水甲醇定容至 10 mL备用。
1.2.2 生物碱定量测定
见血清中生物碱属于吡咯里西啶类的化合物,目
前尚无见血清生物碱标准品, 故本研究选择苦参碱标
准品作为对照品。 经对苦参碱标准溶液进行全波长扫
描,表明在波长 220 nm处吸收值最大,故选择 220 nm
为测定波长。 精确称取苦参碱标准品 3.20 mg, 置于
25 mL 容量瓶中,加入甲醇稀释至刻度,稍稍振动使
其溶解均匀,得到质量浓度为 0.128 mg/mL 的储备液;
取储备液 1.00、2.00、3.00、4.00、5.00 mL于 10.00 mL 容
量瓶中配制成质量浓度为 0.012 8、0.025 6、0.038 4、
0.051 2、0.064 0 mg/mL 的梯度溶液, 在波长 220 nm
下测定吸光值,作吸光度 (y)对浓度 (x)的标准曲线图
(图 1),得到回归方程为 y=0.03x-0.000 4,表明苦参碱
标准品在质量浓度为 0.013 0~0.065 0 mg/mL 的范围
内与其吸光度呈良好的线性关系。
图 1 见血清生物碱的标准曲线
按 1.2.1 制备见血清提取液并测定吸光度, 根据
下式计算见血清总生物碱的含量(mg/g)。
c= (A+0.000 4)0.030 9 ×10×
25/0.05
m×1 000 (1)
式中:A为吸光度;m为见血清干粉质量。
1.2.3 生物碱提取工艺的优化
1.2.3.1 单因素试验
试验选择料液比、提取温度、提取时间、乙醇体积
分数这 4 个单因素,考察各因素不同水平(如表 1)对
见血清总生物碱含量的影响,每次试验均重复 3次。
表 1 单因素试验因素水平表
1.2.3.2 正交试验
根据单因素试验结果, 分别选取较优因素水平,
设计 L9(34)正交试验,进一步考察料液比、提取温度、
提取时间、乙醇体积分数对见血清总生物碱含量的影
响,以此优化其提取工艺。 选取因素水平如表 2。
表 2 正交试验因素水平表
2 结果与分析
2.1 料液比对见血清总生物碱提取含量的影响
在提取温度 60 ℃、提取时间 1.0 h、乙醇体积分数
70 %的条件下,不同料液比对见血清总生物碱提取含
量的影响如图 2。 由图 2 可知,总生物碱含量随料液
比值的升高而逐步提高,料液比为 1∶25 时,总生物碱
含量达最高,当料液比大于 1∶25 时,总生物碱含量趋
于降低。 考虑到过高的提取料液比会增加后续操作的
难度,且造成试剂浪费,因此,选择料液比 1∶15、1∶20、
1∶25作为正交试验中的料液比的 3个水平。
图 2 料液比对总生物碱提取效果的影响
2.2 提取温度对总生物碱提取含量的影响
在料液比 1:15、提取时间 1.0 h、乙醇体积分数 70 %
水平 料液比(g/mL) 提取温度(℃) 提取时间(h) 乙醇体积分数(%)
1 1:10 40 0.5 40
2 1:15 50 1.0 50
3 1:20 60 1.5 60
4 1:25 70 2.0 70
5
6
1:30
1:35
80
90
2.5
3.0
80
90
水平
A 料液比
(g/mL)
B 提取温度
(℃)
C 提取时间
(h)
D 乙醇体积分数
(%)
1 1∶15 70 1.5 40
2 1∶20 80 2.0 50
3 1∶25 90 2.5 60
2· ·
的条件下,不同提取温度对总生物碱提取含量的影响
如图 3。 如图 3 所示,当提取温度为 40~60 ℃时,总生
物碱的提取含量变化曲线趋于平缓, 提取得率不高。
当提取温度达到 70 ℃时, 总生物碱的提取含量达到
最高,超过 70 ℃后,总生物碱提取含量迅速降低但高
于 40~50 ℃时的提取得率。 因过高的温度会致使乙醇
挥发速度加快, 影响见血清总生物碱的溶出效果;此
外,温度过高,总生物碱不稳定,容易分解,影响见血
清总生物碱的提取含量。 故选用 70、80、90 ℃作为正
交试验中提取温度的 3个水平。
图 3 提取温度对总生物碱提取效果的影响
2.3 提取时间对总生物碱提取含量的影响
在实验条件为料液比 1:15、提取温度 60 ℃、乙醇
体积分数 70 %时, 不同提取时间对总生物碱提取含
量的影响如图 4。 由图 4 可知,随着提取时间的延长,
见血清总生物碱的提取含量逐渐增加;当提取时间超
过 2.0 h后,总生物碱的提取含量开始降低。这可能是
由于提取时间过长,杂质的浸出量也增加,从而影响
生物碱的提取效果,因此,在正交试验中选用 1.5、2.0、
2.5 h作为提取时间的 3个水平。
图 4 提取时间对总生物碱提取效果的影响
2.4 乙醇体积分数对总生物碱提取含量的影响
在实验条件为料液比 1∶15,提取温度 60 ℃,提取
时间 1.0 h 时, 不同提取时间对总生物碱提取含量的
影响如图 5。 如图 5 所示, 当乙醇体积分数为 50 %
时,总生物碱的提取含量为最高;随着乙醇体积分数
的进一步升高,总生物碱的提取含量降低。 这可能是
因为随着乙醇体积分数的增大,一些醇溶性杂质的溶
出量也增加,从而影响了生物碱的提取, 因此,选择
乙醇体积分数 40%、50%、60%作为正交试验中的 3 个
水平。
图 5 乙醇体积分数对总生物碱提取效果的影响
2.5 最佳提取工艺的优化
以料液比、提取温度、提取时间、乙醇体积分数作为
考察因素,根据单因素试验结果,设计 L9(34)正交试验,
对见血清总生物碱提取工艺进行优化,结果如表 3。
表 3 正交试验设计结果
极差分析结果表明:对见血清总生物碱提取含量
影响最大的因素是提取时间,其次为提取过程中的料
液比、乙醇体积分数、提取温度。 由此可确定最佳的提
取工艺条件为 A3 B3 C3 D2, 即料液比 1∶25, 提取温度
90 ℃,提取时间 2.5 h,乙醇体积分数 50 %。 在此条件
试验号 料液比
温度
(℃)
时间
(h)
乙醇体积
分数(%)
总生物碱
含量(%)
1 1:15 70 1.5 40 1.05
2 1:15 80 2.0 50 1.37
3 1:15 90 2.5 60 1.71
4 1:20 70 2.0 60 1.39
5 1:20 80 2.5 40 1.58
6 1:20 90 1.5 50 1.58
7 1:25 70 2.5 50 2.19
8 1:25 80 1.5 60 1.52
9 1:25 90 2.0 40 1.59
K1 4.13 4.63 4.15 4.22
K2 4.55 4.47 4.35 5.14
K3 5.30 4.88 5.48 4.62
k1 1.38 1.54 1.38 1.41
k2 1.52 1.49 1.45 1.71
k3 1.77 1.63 1.83 1.54
R 0.39 0.14 0.45 0.30
主次顺序 C>A>D>B
优化组合 A3 B3 C3 D2
李国平,等:见血清总生物碱提取工艺的优化 3· ·
《武夷学院学报》 2016 年第 3 期
下做验证试验,见血清总生物碱含量为 2.34 %。
3 结论
见血清是武夷山地区道地药材,品质佳,药效确
切,其药用价值与其总生物碱含量密切相关。 本研究
以乙醇为提取剂,采用加热回流的方法提取见血清总
生物碱,通过单因素试验考察对料液比、提取温度、提
取时间和乙醇体积分数这 4 个因素对见血清总生物
碱提取含量的影响,再通过正交试验设计筛选出提取
见血清总生物碱的最优工艺条件为: 料液比 1∶25,提
取温度 90 ℃,提取时间 2.5 h,乙醇体积分数 50 %,在
此条件下提取见血清总生物碱,含量达 2.34 %。 该提
取工艺操作过程简单,设备成本低,工艺成熟度高,有
一定的应用前景,可为见血清生物碱的开发利用提供
科学依据。
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(责任编辑:叶丽娜)
A Study on Optimization for Extracting
Total Alkaloids from Liparis Nervosa
LI Guoping, WANG Yurong, ZHENG Shixue, ZHUANG Huanhuan
(School of Ecology and Resource Engineering, Wuyi University, Wuyishan, Fujian 35430)
Abstract: In order to increase the extraction efficiency of total alkaloids from Liparis nervosa, the influences of the ratio of material to
solvent, extraction temperature, extraction time and ethanol concentration on the yield of total alkaloids by using heating reflux method
were studied in this paper. Based on the single factor experiments, the optimum extraction technology was determined by orthogonal de-
sign.The optimum extraction conditions were obtained as follows: the ratio of material to solven 1:25, extraction temperature 90 ℃, extrac-
tion time 2.5 h and ethanol concentration 50 %. Under the optimized extraction conditions, the content of total alkaloids in Liparis nervosa
herb that collected from Wuyishan district was 2.34%.
Key words: alkaloid; Liparis nervosa; orthogonal test; heating reflux method; extraction efficiency
4· ·