全 文 :第 40 卷第 20 期
2012 年 10 月
广 州 化 工
Guangzhou Chemical Industry
Vol. 40 No. 20
October. 2012
波叶山蚂蝗总黄酮提取工艺研究*
张 龙1,2,袁见萍2,张前军1,2
(1 贵州大学精细化工研究开发中心,贵州 贵阳 550025;
2 贵州大学化学与化工学院,贵州 贵阳 550025)
摘 要:研究了波叶山蚂蝗 (Desmodium sequax Wall)总黄酮的最佳提取工艺。利用单因素实验研究了乙醇回流、超声波两
种提取法对波叶山蚂蝗中总黄酮提取率的影响,用紫外分光光度法进行含量测定。结果表明:乙醇回流提取提取法的最佳工艺条
件为:提取温度 70 ℃,料液比 1∶50 g /mL,乙醇浓度 60%,提取时间 2. 0 h,提取率为 2. 209%;超声波提取法的最佳工艺条件
为:1∶20 g /mL的料液比,70%的乙醇浓度,提取时间 40 min,提取率为 1. 256%。结论 乙醇回流提取法的效果较为优越,其提
取率远远大于超声波提取法。
关键词:波叶山蚂蝗;总黄酮;紫外分光光度法;提取工艺
中图分类号:O65 文献标识码:A 文章编号:1001 - 9677(2012)20 - 0053 - 04
* 基金项目:贵州省中药现代化项目:黔科合中药字 [2010] 5029。
作者简介:张龙 (1987 -) ,贵州省威宁县人,硕士研究生,研究方向为天然有机化学。
通讯作者:张前军 (1965 -) ,教授。
Optimization of Extraction Process for Total Flavonoids
from Desmodium sequax Wall*
ZHANG Long1,2,YUAN Jian - ping2,ZHANG Qian - jun1,2
(1 Research and Development Center of Fine Chemicals,Guizhou University,Guizhou Guiyang 550025;
2 School of Chemistry and Chemical Engineering,Guizhou University,Guizhou Guiyang 550025,China)
Abstract:Optimal extraction parameters of total flavonoids from Desmodium sequax Wall was studied. The effects of
two methods including alcohol reflux and Ultrasonic wave on extraction efficiency were investigated by one - factor - at - a
- time and the ultraviolet spectrophotometric method was used to determine the content. The results indicated that the op-
timum conditions of alcohol reflux were as follows:extraction temperature 70 ℃,material / liquid ratio 1∶50 g /mL,alco-
hol concentration 60%,extraction time 2. 0 h. The extraction rate was 2. 209%,and the optimum conditions of Ultrasonic
wave were as below:material / liquid ratio 1∶20 g /mL,alcohol concentration 70%,extraction time 40 min. The extrac-
tion rate was 1. 256%. Alcohol refluxing extraction effect was more superior,and the extraction yield was far greater than
Ultrasonic wave.
Key words:Desmodium sequax Wall;total flavonoids;ultraviolet spectrophotometric method;Extraction process
波叶山蚂蝗 (Desmodium sequax Wall)为豆科 (Legumino-
sae)山蚂蝗属植物,又名瓦子草,野豆子,牛巴嘴,山蚂蝗,
过路黄,檀草,长波叶山蚂蝗。本品生于海拔为 1300 ~ 2800 m
的山地草坡或林地,分布于我国四川、湖北、贵州、云南、台
湾等地。波叶山蚂蝗味微苦、涩,性平。据现代资料记载,有
清热泻火,活血祛瘀,敛疮,润肺止咳,驱虫之功效。主治风
热目赤,胞衣不下,血瘀经闭,烧伤,盗汗,烧虫病等[1 - 3]。
我们对其化学成分及生物活性进行了系统研究,其化学成分主
要为有机酸,甾体,黄酮类及酚类并且具有良好的生物活性。
本文认为其生物化活性可能与其中黄酮成分有关,故本实验对
波叶山蚂蝗的提取工艺进行研究,并采用紫外分光光度法,以
槲皮素为对照品,测定波叶山蚂蝗中总黄酮的含量。为其生物
活性研究提供理论依据。
1 实验部分
1. 1 仪器与试剂
1. 1. 1 试剂
槲皮素对照品 (中国食品药品检定研究所,批号 100081 -
200907) ,植物全草采自贵州省安顺市,经贵阳中医学院陈德
媛教授鉴定为豆科山蚂蝗属植物波叶山蚂蝗 (Desmodium se-
quax Wall.) ;其他试剂均为分析纯。
1. 1. 2 仪器
TU - 1901 紫外分光光度计,北京普析通用仪器有限责任
公司;TP - 114 电子分析天平,北京赛多利斯仪器系统有限公
司;TCL - 16 台式离心机,上海安亭科学仪器制造厂;SHB -
III 循环水式多用真空泵,郑州长城科工贸有限公司;XMTD -
54 广 州 化 工 2012 年 10 月
204 数显恒温水浴锅,上海梅香仪器有限公司;CL - 2 恒温加
热磁力搅拌器,郑州长城科工贸有限公司;SB5200 超声波清洗
仪,宁波新芝生物科技股份有限公司。
1. 2 槲皮素标准曲线制作
精密称取槲皮素标准品 21. 6 mg,用 60%的乙醇定容于
100 mL容量瓶中,摇匀制得 0. 216 mg /mL槲皮素标准溶液[4]。
分别取 0. 0,2. 5,5. 0,7. 5,10. 0,12. 5 mL 槲皮素标准
品,置于 25 mL的容量瓶中。前五瓶补加 60%的乙醇使之成为
12. 5 mL。加入 5%NaNO2 溶液 0. 75 mL,摇匀,放置 6 min;加
入 10% Al(NO3)3 溶液 0. 75 mL,摇匀,放置 6 min;加入 4%
NaOH 溶液 10 mL;分别用 60%乙醇稀释至刻度,摇匀,放置
15 min。以第一瓶做空白在 510 nm 处分别测其吸光度,以对照
品浓度为横坐标,吸光度为纵坐标,回归方程 Y = 5. 50528X +
0. 3239(R2 =0. 9994)。结果表明,槲皮素在 0. 0220 ~0. 1080 mg/mL
范围内呈良好的线性关系[5]。
1. 3 总黄酮的提取
1. 3. 1 乙醇回流提取法
称取 1 g 波叶山蚂蝗粉末,置于 250 mL 三口烧瓶中,加入
50 mL 60%的乙醇加热回流,提取 2. 0 h,过滤,滤液离心,用
60%的乙醇定容到 10 mL 容量瓶中,备用。按绘制标准曲线的
方法测定含量,计算总黄酮的含量[6]。
1. 3. 2 超声波提取法
称取 1 g 波叶山蚂蝗粉末,置于 100 mL 圆底烧瓶中,加入
20 mL 70%的乙醇超声提取 40 min,过滤,滤液离心,用 60%
的乙醇定容到 10 mL 容量瓶中,备用。按绘制标准曲线的方法
测定含量,计算总黄酮的含量[7]。
2 结果与讨论
2. 1 乙醇回流提取法
2. 1. 1 提取温度对提取效果的影响
分别在温度为 30 ℃,40 ℃,50 ℃,60 ℃,70 ℃ (回
流) ,用 70%的乙醇水溶液,料液比 1∶30 g /mL的条件下,提
取 1. 5 h,提取一次,结果见图 1。
图 1 温度对总黄酮提取效果的影响
Fig. 1 Effect of temperature on extraction of total flavonoids
图由 1 可知,随着温度的升高,黄酮提取率逐渐增加,当
70 ℃ (回流)时提取率达到最大值。
2. 1. 2 料液比对提取效果的影响
分别用 1∶10,1∶20,1∶30,1∶40,1∶50 g /mL的料液
比,在 70%的乙醇水溶液,温度 70 ℃ (回流)的条件下,提
取 1. 5 h,提取一次,结果见图 2。
由图 2 可知,随着料液比的增加,提取液中的总黄酮先增
大后降低,1∶ 10 ~ 1∶ 30 g /mL 时,增加幅度最为显著;
1∶40 g /mL 时达到最大值,之后随料液比的增加提取率反而下降。
图 2 料液比对总黄酮提取效果的影响
Fig. 2 Effect of material / liquid ratio on extraction of total flavonoids
2. 1. 3 乙醇浓度对提取效果的影响
分别用浓度为 40%,50%,60%,70%,80%的乙醇水溶
液,在温度 70 ℃,料液比 1∶30 g /mL 的条件下,提取 1. 5 h,
提取一次,结果见图 3。
图 3 乙醇浓度对总黄酮提取效果的影响
Fig. 3 Effect of alcohol concentration on extraction of total flavonoids
图由 3可知,当乙醇浓度低于 70%,随着乙醇浓度的增加,
黄酮的提取率逐渐增加,但当乙醇浓度超过 70%时,黄酮的提
取率逐渐降低,原因可能是乙醇浓度过高,一些脂肪,色素,挥
发油等成分溶出量增加,这些物质影响吸光度,并与黄酮类化
合物竞争和乙醇结合[8],从而导致黄酮类化合物提取率下降。
2. 1. 4 提取时间对提取效果的影响
图 4 提取时间对总黄酮提取效果的影响
Fig. 4 Effect of extraction time on extraction of total flavonoids
第 40 卷第 20 期 张龙等:波叶山蚂蝗总黄酮提取工艺研究 55
在 70%乙醇水溶液,温度 70 ℃ (回流),料液比 1∶40 g /mL
的条件下,分别提取 1. 0 ,1. 5,2. 0,2. 5,3. 0 h,提取一次,
结果见图 4。
图由 4 可知,当提取时间为 2. 0 h 时效果最好,提取时间
过长,乙醇挥发,导致溶剂量减少;发生氧化和加热时间增加
使黄酮类化合物分解,稳定性变差,导致提取率下降[9]。
2. 1. 4 正交试验
表 1 因素水平表
Table 1 Factors and levels
水平
A B C D
乙醇浓度 /% 温度 /℃ 料液比 /(g /mL)提取时间 /h
1 60 50 1∶30 1. 5
2 70 60 1∶40 2. 0
3 80 70 1∶50 2. 5
表 2 正交试验结果
Table2 The orthogonol experiment results
试验号
因素
A /% B /℃ C /(g /mL) D /h
吸光度
1 1 (60) 1 (50) 1 (1∶30) 1 (1. 5) 0. 333
2 1 2 (60) 2 (1∶40) 2 (2. 0) 0. 436
3 1 3 (70) 3 (1∶50) 3 (2. 5) 0. 505
4 2 (70) 1 2 3 0. 391
5 2 2 3 1 0. 419
6 2 3 1 2 0. 409
7 3 (80) 1 3 2 0. 375
8 3 2 1 3 0. 348
9 3 3 2 1 0. 416
K1 1. 274 1. 099 1. 090 1. 168
K2 1. 219 1. 203 1. 243 1. 220
K3 1. 139 1. 330 1. 299 1. 172
k1 0. 425 0. 366 0. 363 0. 389
k2 0. 406 0. 401 0. 414 0. 407
k3 0. 380 0. 443 0. 433 0. 391
R 0. 045 0. 077 0. 070 0. 018
由表 2 可知,影响波叶山蚂蝗全草总黄酮提取效果的因素
主次为 B > C > A > D,即提取温度 >料液比 >乙醇浓度 >提取
时间,最佳组合为 A1B3C3D2,即选取 60%的乙醇浓度,70 ℃
的提取温度,1∶50 g /mL 的料液比,提取时间 2 h。在最佳条
件下提取 1 次,测得总黄酮含量为 2. 209%。
2. 2 超声波提取法
2. 2. 1 料液比对提取效果的影响
在 70%乙醇水溶液,料液比 1∶30 (g /mL)的条件下,分
别提取 10,20,30,40,50 min,提取一次,结果见图 5 。
由图 5 可知,10 ~ 40 min 前,随着时间的增加黄酮的提取
率逐渐增大,这是因为刚开始溶液中黄酮的量少,因此随着时
间的增加可以提高黄酮的提取率,当时间超过 40 min 后,黄酮
的提取率反而下降,这可能时因为长时间的反应会使已溶出的
黄酮发生分解所致。
图 5 提取时间对总黄酮提取效果的影响
Fig. 5 Effect of extraction time on extraction of total flavonoids
2. 2. 2 乙醇浓度对提取效果的影响
分别用浓度为 40%,50%,60%,70%,80%的乙醇水溶
液,料液比 1∶30 g /mL 的条件下,超声提取 40 min,提取一
次,结果见图 6。
图 6 乙醇浓度对总黄酮提取效果的影响
Fig. 6 Effect of alcohol concentration on extraction of total flavonoids
由图 6 可知,当乙醇浓度低于 70%时,黄酮提取率随着浓
度的增加提取率急剧上升,到 70%时达到最大值,但之后再曾
加乙醇的浓度,提取率反而降低,这是因为随着乙醇浓度的增
加,其他溶质溶出量也加大,因而会降低黄酮的提取率[7]。
2. 2. 3 料液比对提取效果的影响
分别用 1∶10,1∶20,1∶30,1∶40,1∶50 g /mL的料液
比,在 70%的乙醇水溶液下,超声提取 1. 5 h,提取一次,结
果见图 7。
图 7 料液比对总黄酮提取效果的影响
Fig. 7 Effect of material / liquid ratio on extraction of total flavonoids
56 广 州 化 工 2012 年 10 月
由图 7 可知,当料液比小于 1∶20 时,随着料液比的增大
黄酮提取率迅速增大,1∶30 时已达到最大值,之后继续增大
料液比反而会使提取率降低,加上考虑到生产成本,故料液比
不易太大。
2. 2. 4 正交试验
表 3 因素水平表
Table 3 Factors and levels
水平
A C D
乙醇浓度 /% 料液比 /(g /mL) 提取时间 /min
1 60 1∶20 30
2 70 1∶30 40
3 80 1∶40 50
表 4 正交试验结果
Table 4 The orthogonol experiment results
试验号
因素
A /min B /(g /mL ) C /%
吸光度
1 1 (30) 1 (1∶20) 1 (60) 0. 268
2 1 2 (1∶30) 2 (70) 0. 265
3 1 3 (1∶40) 3 (80) 0. 204
4 2 (40) 1 2 0. 309
5 2 2 3 0. 258
6 2 3 1 0. 250
7 3 (50) 1 3 0. 239
8 3 2 1 0. 255
9 3 3 2 0. 289
K1 0. 737 0. 816 0. 773
K2 0. 817 0. 778 0. 863
K3 0. 783 0. 743 0. 701
k1 0. 246 0. 272 0. 258
k2 0. 272 0. 259 0. 288
k3 0. 261 0. 248 0. 234
R 0. 026 0. 024 0. 054
由表 4可知,超声波提取下,影响波叶山蚂蝗全草总黄酮
提取效果的因素主次为 C > A > B,即乙醇浓度 >提取时间 >料
液比,最佳组合为 C2A2B1,即选取 70%的乙醇浓度,1∶20 g /mL
的料液比,提取时间 40 min。在最佳条件下提取 1 次,测得总
黄酮含量为 1. 256%。
3 结 论
用乙醇回流提取波叶山蚂蝗全草总黄酮时,影响因素主次
顺序为:提取温度 >料液比 >乙醇浓度 >提取时间,最佳工艺
条件为 60%的乙醇浓度,70 ℃ 的提取温度,1∶50 g /mL 的料
液比,提取时间 2 h。采用最佳工艺条件进行提取,测得总黄
酮含量为 2. 209%;用超声波提取波叶山蚂蝗全草总黄酮时,
影响提取效果的因素主次为:乙醇浓度 >提取时间 >料液比,
最佳提取工艺条件为:70%的乙醇浓度,1∶20 g /mL 的料液
比,提取时间 40 min。采用最佳条件进行提取,测得总黄酮含
量为 1. 256%;通过对两种方法的比较得知:乙醇回流提取法
的提取率远远大于超声波提取法,是超声提取的 1. 76 倍。
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