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。
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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。
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366240 卷 5 期 汤春妮 黄花草木樨中总黄酮的提取工艺研究