免费文献传递   相关文献

黄花草木樨中总黄酮的提取工艺研究



全 文 :黄花草木樨中总黄酮的提取工艺研究
汤春妮 (陕西国防工业职业技术学院化学工程学院,陕西西安 710302)
摘要 [目的]优化黄花草木樨中总黄酮的提取工艺。[方法]采用单因素试验结合正交试验,研究提取溶剂、提取温度、料液比、甲醇浓
度、提取时间、提取次数对黄花草木樨中总黄酮提取率的影响,并优化其提取工艺。[结果]最优提取工艺条件为料液比 1:30 g / ml,提
取剂为浓度 80%甲醇,提取温度 60 ℃,提取时间 2 h,提取 2次;在此工艺条件下,总黄酮提取率为 1. 42 %。[结论]该热回流提取工艺
稳定有效,适宜于工业化生产,可为进一步合理开发黄花草木樨中黄酮类化合物提供参考依据。
关键词 黄花草木樨(Melilotus officinalis);总黄酮;提取工艺
中图分类号 R284. 2 文献标识码 A 文章编号 0517 -6611(2012)05 -02661 -03
Study on the Extraction Process of Total Flavonoids from Melilotus officinalis
TANG Chun-ni (Department of Chemical Engineering,Shaanxi Institute of Technology,Xi’an,Shaanxi 710302)
Abstract [Objective]To optimize the extraction process of total flavonoids from Melilotus officinalis.[Method]The effects of extraction sol-
vent,extraction temperature,solid-liquid ratio,methanol concentration,extraction duration and extraction times on the extraction rate of total fla-
vonoids from Melilotus officinalis were investigated and the extraction process was optimized by using single-factor tests and the orthogonal test.
[Result]The optimum extraction process was obtained as followed:solid-to-liquid ratio of 1:30 g /ml,methanol concentration of 80%,extrac-
tion temperature of 60 ℃,extraction duration of 2 h and extraction times of 2. Under the above condition,the extraction rate of total flavonoids
from Melilotus officinalis was approximately1. 42% .[Conclusion]The heat reflux method is stable,effective and suitable for industrialization,
which will provide references for the development of total flavonoids from Melilotus officinalis.
Key words Melilotus officinalis;Total flavonoids;Extraction process
基金项目 陕西国防工业职业技术学院研究与开发项目(Gfy11 - 08)。
作者简介 汤春妮(1985 - ) ,女,陕西杨凌人,助教,硕士,从事天然产
物活性成分分离纯化研究,E-mail:tcn 2007@ 126. com。
收稿日期 2011-10-17
黄花草木樨(Melilotus officinalis)又名野苜蓿、辟汗草、甲
贝等,为豆科(Leguminosae)草木樨属(Melilotus)1 或 2 年生
草本植物,在我国大面积种植。黄花草木樨是良好的饲料和
水土保持植物,也可药用,其味苦、凉,具有清热解毒、消炎和
干四肢浓水之功效,用于治疗脾脏病、绞肠痧、白喉、乳蛾等
症[1]。黄酮类化合物作为黄花草木樨的主要药用有效成分
之一,具有抗炎抗菌、改变血管通透性、改善血液循环、改善
血管平滑肌、调节免疫、抗氧化、利尿等多种生物活性及药理
作用[2 -4]。目前国内外对黄花草木樨中黄酮的研究大多注
重于其化学成分方面[5 -9],而关于黄花草木樨的提取工艺研
究鲜为报道。试验对黄花草木樨中黄酮类化合物的提取工
艺进行研究,以期为进一步合理开发利用黄花草木樨中黄酮
类化合物提供参考依据。
1 材料与方法
1. 1 材料
1. 1. 1 研究对象。黄花草木樨(全草) ,经鉴定为黄花草木
樨 Melilotus officinalis。
1. 1. 2 主要仪器。DF-101S型集热式恒热加热磁力搅拌器,
购自上海东尔制冷仪器设备有限公司;LDA-2 型低速离心
机,购自北京医用离心机厂;UV-9200 型紫外可见分光光度
计,购自北京瑞利分析仪器公司。
1. 1. 3 主要试剂。芦丁对照品,购自中国医药上海化学试
剂公司;其余试剂均为分析纯,市售。
1. 2 方法
1. 2. 1 线性关系的考察。采用分光光度法,以芦丁为对照
品,NaNO2 - Al(NO3)3 - NaOH体系显色,检测波长 510 nm,
外标法测定,以吸光度对芦丁对照品浓度绘制标准曲线。
1. 2. 2 提取溶剂的选择。称取 4份粉碎过筛的黄花草木樨
(干燥全草) ,分别加入无水甲醇、浓度 60%乙醇、乙酸乙酯
和热水进行热回流提取,分别固定料液比、提取温度、提取时
间为 1∶30(g /ml)、80 ℃、1 h,离心分离,计算黄花草木樨总
黄酮的提取率。计算公式如下:
总黄酮提取率(%)=提取的总共酮的重量
草木樨的重量
×100。
1. 2. 3 单因素试验。
1. 2. 3. 1 提取温度的影响。固定料液比 1∶30(g /ml) ,提取
溶剂无水甲醇,提取时间 1 h,提取 1 次,选择提取温度分别
为 40、50、60、70、80和 90 ℃进行试验,考察提取温度对总黄
酮提取率的影响。
1. 2. 3. 2 料液比的影响。固定提取温度 60 ℃,提取溶剂为
无水甲醇,提取时间 1 h,提取 1次,选择料液比分别为 1∶20、
1∶25、1∶30、1∶35 和 1∶40(g /ml)进行试验,考察料液比对总黄
酮提取率的影响。
1. 2. 3. 3 固定提取温度 60 ℃,料液比 1∶30 (g /ml) ,提取时
间 1 h,提取 1 次,选择提取剂浓度分别为 60%、70%、80%、
90%和 100%的甲醇进行试验,考察甲醇浓度对总黄酮提取
率的影响。
1. 2. 3. 4 提取时间的影响。固定提取温度 60 ℃,料液比
1∶30(g /ml) ,提取溶剂为浓度 80%甲醇,提取 1次,选择提取
时间分别为0. 5、1. 0、1. 5、2. 0、2. 5和3. 0 h进行试验,考察提
取时间对总黄酮提取率的影响。
1. 2. 3. 5 提取次数的影响。固定提取温度 60 ℃,料液比
1∶30(g /ml) ,提取溶剂为浓度 80%甲醇,提取时间 2 h,选择
提取次数分别 1、2、3、4次进行试验,考察提取次数对总黄酮
提取率的影响。
安徽农业科学,Journal of Anhui Agri. Sci. 2012,40(5):2661 - 2663 责任编辑 石金友 责任校对 况玲玲
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2012.05.020
1. 2. 4 提取工艺的优化。以提取温度、料液比、甲醇浓度、
提取时间、提取次数为考察因素,进行单因素试验。根据单
因素试验结果,按 L9(3
4)进行正交试验,以总黄酮提取率为
考察指标,对黄花草木樨中总黄酮热回流提取工艺进行优化
(表 1)。
表 1 正交试验设计水平
水平
A料液比
g /ml
B提取温
度∥℃
C甲醇浓
度∥%
D提取时
间∥h
1 1∶25 50 70 1. 5
2 1∶30 60 80 2. 0
3 1∶35 70 90 2. 5
2 结果与分析
2. 1 线性关系的考察 计算得标准曲线方程为 Y = 0. 012 8
X -0. 019 4(R =0. 999 2) ,表明芦丁在 10 ~ 50 μg /ml浓度范
围内呈良好的线性关系,平均加标回收率为 99. 19%(RSD =
0. 79%,n =9)[10 -11]。
2. 2 提取溶剂的确定 由图 1 可知,无水甲醇的提取效果
最佳,乙酸乙酯、浓度 60%乙醇溶液次之,蒸馏水最低。植物
有效成分的提取包括浸润、渗透阶段,解吸、溶解阶段和扩
散、置换阶段。总黄酮提取率有差异,可能是因为不同溶剂
对草木樨药材的表面亲和性不同,对总黄酮的溶解性不同,
无水甲醇同时有浸润药材的速度快和黄酮溶解度大的优点。
因此,试验选用无水甲醇作为提取溶剂进一步研究。
图 1 溶剂对提取的影响
2. 3 单因素试验
2. 3. 1 提取温度的影响。由图 2 可知,随着温度的升高总
黄酮提取率先增加后减小,60 ℃时达到峰值。高温时提取率
减小可能是因为高温时其他成分的溶出阻碍了黄酮类物质
的溶出。
2. 3. 2 料液比的影响。由图 3 可知,当料液比达到 1 ∶30
(g /ml)时,总黄酮的提取效果最好,再增加料液比会影响总
黄酮提取率,同时会增加生产成本。
2. 3. 3 甲醇浓度的影响。由图 4 可知,总黄酮提取率随甲
醇浓度的增加先增大后减小,在浓度 80%时达到最大。这可
能是由于浓度 80%甲醇对原料的渗透性和对黄酮的溶解性
达到了最佳组合,且其他成分的溶出影响较少。
2. 3. 4 提取时间的影响。由图 5 可知,随着提取时间的增
加,提取率逐渐增大,当提取时间为 2 h时,提取率最高。但
图 2 提取温度对提取率的影响
图 3 料液比对提取的影响
图 4 甲醇浓度对提取的影响
2 h后随着提取时间的延长,总黄酮提取率反而逐渐降低,
这可能是由于提取时间过长,导致某些黄酮类化合物受热
被破坏。
图 5 提取时间对提取的影响
2. 3. 5 提取次数的影响。由图 6 可知,随着提取次数的增
加,总黄酮提取率在逐级递减,前 2 次提取的总黄酮量已占
到提取总和的 97. 13%,所以最终确定提取次数为 2次。
2. 4 正交试验 由表 2 可知,各因素对总黄酮提取率的影
响大小顺序为料液比 >甲醇浓度 >提取温度 >提取时间。
2662 安徽农业科学 2012 年
图 6 提取次数对提取的影响
各影响因素的最优水平组合为 A2B2C2D2,即最佳回流提取
工艺条件为料液比 1∶30(g /ml) ,甲醇浓度 80%,提取温度 60
℃,提取时间 2 h,提取 2次。
2. 5 最佳提取工艺验证试验 为了验证最佳工艺条件需进
行验证试验,即在最佳工艺条件下提取 3 批黄花草木樨中总
黄酮,总黄酮提取率分别为 1. 43%、1. 42%、1. 41%,提取率
均值为 1. 42%(RSD = 0. 71%) ,且高于正交试验中的最高
值,表明该优化条件稳定有效。
表 2 正交试验结果
试验号 A B C D
总黄酮提
取率∥%
1 1 1 1 1 1. 20
2 1 2 2 2 1. 38
3 1 3 3 3 1. 27
4 2 1 2 3 1. 39
5 2 2 3 1 1. 38
6 2 3 1 2 1. 41
7 3 1 3 2 1. 30
8 3 2 1 3 1. 30
9 3 3 2 1 1. 37
k1 1. 283 1. 297 1. 303 1. 317
k2 1. 393 1. 353 1. 380 1. 363
k3 1. 323 1. 350 1. 317 1. 320
R 0. 110 0. 056 0. 077 0. 046
3 结论
试验研究了提取溶剂、提取温度、料液比、甲醇浓度、提
取时间、提取次数等因素对热回流提取黄花草木樨中总黄酮
的影响,确定出热回流提取法的最优工艺条件为料液比 1∶30
(g /ml) ,甲醇浓度80%,提取温度60 ℃,提取时间2 h,提取2
次;在此工艺下,黄花草木樨中总黄酮的提取率为 1. 42%。
该热回流提取方案工艺稳定有效、适宜于工业化生产,为进
一步合理开发黄花草木樨中黄酮类化合物提供参考依据。
参考文献
[1]中华人民共和国卫生部药品标准藏药(第一册)[S].北京:化学工业出
版社,1995:65.
[2]魏刚.草木樨属植物药理作用研究进展[J].湖北中医杂志,2009,31
(11):79 -80.
[3]李静.黄花草木犀香豆素类和黄酮类化学成分研究[D].武汉:湖北中
医学院,2007.
[4]陶君彦.草木樨抗炎活性物质及抗炎作用机理研究[D].武汉:华中科
技大学,2007.
[5]BUBENCHIKOVA V N,DROZDOVA I L. HPLC analysis of phenolic com-
pounds in Yellow Sweet - Clover[J]. Pharmaceutical Chemistry Journal,
2004,38(4):195 -196.
[6]KANG S S,LEE Y S,LEE E B. S`aponins and flavonoid glycosides from
yellow sweetclover[J]. Archives of Pharmacal Research,1988,11(3):197
-202.
[7]康菊珍.藏药草木樨的化学成分研究[J].西北民族大学学报:自然科
学版,2009,30(3):40 -41.
[8]MAEIAS F A,SIMONET A M,GALINDO J G,et al. Bioactive Polar triter-
penoids from Melilotus messanensis[J]. Phytoehelnlstry,1998,49(3):709
-717.
[9]郑国华,张琼光,黄志军,等.草木樨的化学成分研究[J].中成药,2009,
31(4):638 -640.
[10]李小蓉,赵鹏,李琳,等.款冬花总黄酮提取工艺及数学摸拟研究[J].
中医药导报,2011,17(4):101 -104.
[11]徐玲花,熊亚青,严镇钧,等.女贞子总黄酮提取工艺的研究[J].安徽
农业科学,2011,39(6):3305 -3308.
[11]刘大伟,段玉玺,陈立杰,等.灰皮支黑豆抗大豆胞囊线虫 3号生理小
种的生化机制研究[J].华北农学报,2009(1):165 -168.
[12]赵怡红,邱玉华.微波法与传统工艺提取北冬虫夏草多糖的比较研究
[J].内蒙古农业科技,2009(3):68 -69,
檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪
94.
(上接第 2660页)
对仪器有损坏。因此,试验建立的法适用于白藜芦醇苷的定
量检测。在 HPLC的方法中,荧光检测器和紫外检测器的检
测结果基本一致,但荧光检测器的最低检出限较低,最终选
定 HPLC-FD为测虎杖中白藜芦醇苷的检测方法。检测条件
为:色谱柱为 Diamonsil-C18(250 mm × 0. 46 mm,5 μm) ;激发
波长为 334 nm;发射波长为 408 nm;流动相为浓度 25%乙
腈;流速为 1. 0 ml /min;柱温为 25 ℃;进样量为 10 μl。
参考文献
[1]MERTENS-TALCOTT S U,PERCIVAL S S. Ellagic acid and quemetin in-
teract synergistically with resveratrol in the induction of human leukemia
cella[J]. Cancer Letters,2005,218(2):141 -151.
[2]WESTHAUS E,MESSERSMITH P B. Triggered release of calcium from
lipid vesicles:a bioinspired strategy for rapid gelation of polysac-charide
and protein hydrogels[J]. Biomaterials,2001,22:453 -462.
[3]曹庸,于华忠,张敏. HPLC法测定虎杖白藜芦醇的含量及其稳定性研
究[J].林产化学与工业,2004,24(2):61 -64.
[4]朱立贤,金征宇,陶冠军. HPLC测定虎杖中白藜芦醇和白藜芦醇苷的
含量[J].中成药,2005,27(8):944 -946.
[5]吴波,张寒俊.高效液相色谱法 -荧光检测器测定水果中顺、反白藜芦
醇及白藜芦醇苷[J].分析仪器,2007(2):30 -34.
[6]张敏,曹庸,于华中,等.同步荧光检测虎杖提取物中白藜芦醇含量的
新方法[J].林产化学与工业,2005,25(2):63 -66.
[7]郑妍鹏,李晓东,黄金垣,等.非水介质毛细管电泳电导检测虎杖中的
白藜芦醇[J].应用化学,2002,19(6):585 -587.
[8]李利军,吴峰敏,李斯光,等.电堆积 -非水毛细管电泳法同时分离测
定虎杖中的有效成分[J].分析试验室,2009,28(4):55 -58.
[9]黄晨,谷莉,赵亮,等.毛细管电泳法测定虎杖药材中白藜芦醇苷、大黄
素和大黄素甲醚的含量[J].药物分析杂志,2006,26(1):20 -23.
[10]耿艳辉,李梦青,刘桂敏.从虎杖中提取白藜芦醇的工艺研究[J].应
用化工,2005,34(11):708 -710.
[11]董文玉,关福玉,刘刚.毛细管电泳和高效液相色谱对结构相似小分
子多肤的分离分析比较[J].分析化学,1997,25(11):1285 -1289.
[12]张景亚,李朋伟,仝艳,等.超声波辅助提取虎杖中的白藜芦醇的工艺
研究[J].安徽农业科学,2011,39(22):13383 -13384.
[13]谢兵.高效液相色谱法测定虎杖中的白藜芦醇含量[J].安徽农业科
学,2011,39(32):19729 -19730,19750.
[14]林若舟.虎杖叶愈伤组织的诱导和白藜芦醇含量的测定[J].安徽农
业科学,2011,39(32):19751 -19752.
366240 卷 5 期 汤春妮 黄花草木樨中总黄酮的提取工艺研究