全 文 :湖 北 农 业 科 学 2010 年
收稿日期:2010-04-07
基金项目:青海省科技厅重点攻关科技项目“罗布麻黄酮类功效成分提取分离工艺研究”(2007-N-130)
作者简介:叶 菊(1978-),女,西宁人,讲师,硕士,从事药用植物开发与利用工作,(电话)0971-6136715(电子信箱)yeju8145@yahoo.com.cn。
大 叶 白 麻 [Poacynum hendersonii (Hook.f.)
Woodson]为夹竹桃科,白麻属多年生半灌木,为 3
种罗布麻中的一种,是一种具有多种经济用途和生
态用途的资源植物[1]。 罗布麻中的有效成分主要有
黄酮类、鞣质类、有机酸类等 [2],其中黄酮类成分具
有降压、降脂、抗感冒、镇静安神等功效。 目前大叶
白麻作为罗布麻(Apocynum venetum L.)的代用品
而广泛应用于药用保健业[3-6]。国内外研究人员对罗
布麻黄酮类功效成分的分离、 纯化研究较为深入,
而对大叶白麻叶总黄酮分离工艺的研究尚未见报
道。 本研究在单因素试验的基础上,通过正交试验
对大叶白麻叶总黄酮的分离工艺进行了研究,筛选
了较满意的工艺条件,为大叶白麻药效学研究和资
源开发提供了一定的科学依据。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 大叶白麻叶 大叶白麻叶样品于 2007 年 7
月中旬采自柴达木地区,阴干待用;对照品为金丝
桃苷(中国药品生物制品检定所)。
1.1.2 试剂 无水乙醇、无水醋酸钠、冰醋酸、氯化
铝等, 均为国产分析纯试剂;HPD-600、HPD-417、
HPD-826、HPD-100、AB-8、D-101 型大孔树脂均为
新购树脂(沧州宝恩吸附材料科技有限公司)。
1.1.3 仪器 FZ102型粉碎机 (上海洪纪仪器设备
有限公司);RE-52CS 型旋转蒸发仪(上海亚荣生化
仪器厂);TU-1810 型紫外可见分光光度计(北京普
析通用仪器有限责任公司);FA1604N 型电子天平
大孔树脂对大叶白麻叶总黄酮的分离纯化工艺研究
叶 菊,马 敏,林鹏程,吉守祥
(青海民族大学化学与生命科学学院,西宁 810007)
摘要: 对柴达木地区大叶白麻叶总黄酮的分离纯化工艺进行了研究。 选取 HPD-100、HPD-417、HPD-
600、HPD-826 及 D-101、AB-8 型大孔吸附树脂,采用静态吸附和解吸试验筛选出较优树脂。 针对较优
树脂,采用动态吸附和解吸试验选择并优化工艺条件。 结果表明,HPD-600 型大孔吸附树脂对大叶白麻
叶总黄酮的吸附与解吸性能均较优。 HPD-600 型树脂分离纯化大叶白麻叶总黄酮的最适工艺条件为:
上柱液浓度 788.58 μg / mL,上柱液 pH 值 4.0,上柱液流速 1 mL / min;洗脱溶剂为 80%乙醇,洗脱流速 1
mL /min,洗脱液体积 6VB。
关键词:大叶白麻;黄酮类化合物;大孔树脂;纯化
中图分类号:TS264.3 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2010)09-2208-04
Isolation and Purification of Flavonids from Leaves of
Poacynum hendersonii(Hook.f.)Woodson
YE Ju,MA Min,LIN Peng-cheng,JI Shou-xiang
(Chemistry and life Science College,Qinghai Nationality University,Xining 810007,China)
Abstract:Six kinds of macroporous resins were used for the isolation and purification of the flavonids from leaves of Poa-
cynum hendersonii (Hook.f.)Woodson.And the purification conditions were optimized by dynamic adsorption test. Among the
examined resins,HPD-600 resin was shown to be the best due to its highest adsorption and desorption properties,with which
the optimum adsorption conditions were found to be the content of flavonids of 788.58 μg / mL,pH of 4.0, and flow rate
of 1mL / min,while the optimal desorption conditions were shown to be ethanol of 80% and a flow of elution of 1mL /min.
Key words: Poacynum hendersonii (Hook.f.) Woodson; flavonoids; macroporus; purification
第 49卷第 9期
2010年 9月
湖北农业科学
Hubei Agricultural Sciences
Vol. 49 No.9
Sep.,2010
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2010.09.006
第 9 期
(上海箐海仪器有限公司);DZX-1 型(6050B)真空
干燥箱(上海福玛实验设备有限公司);WHY-2A 恒
温恒速振荡器(金坛市迅生仪器厂)。
1.2 方法
1.2.1 总黄酮含量测定 以金丝桃苷为标准品,利
用紫外可见分光光度法测定待测样品的总黄酮含
量[7]。
1.2.2 对照样品溶液制备 精密称取 120℃干燥至
恒重的金丝桃苷对照样品 13.4 mg,置于 25 mL容量
瓶中,70%乙醇溶解并定容至刻度,摇匀,即得对照
样品溶液。
1.2.3 供试样品溶液制备 大叶白麻叶粉碎,过 40
目筛。 称取适量粉碎样, 置于 150 mL 烧瓶中,加
60%乙醇,以固液比 1∶10(W /V,g∶mL,下同),温度
70℃,时间每次 2 h,次数 2次进行回流提取,提取液
合并、过滤,即得供试样品溶液。
1.2.4 最大吸收波长选择 将适量醋酸-醋酸钠缓
冲溶液(2 mol / L 醋酸液:醋酸钠液=3∶1)及氯化铝
(0.1 mol / L)溶液加入样品液和对照液,等溶液呈黄
色后,于 400 nm处扫描。
1.2.5 标准曲线的制备 精密量取对照液 1.0、2.0、
3.0、4.0、5.0 mL 分别置于 25 mL 容量瓶中, 加水至
5.0mL,准确加入醋酸-醋酸钠缓冲溶液 5 mL 和 0.1
mol / L 氯化铝溶液 3 mL,加水定容至刻度,摇匀,放
置 40min,空白试剂配制后放置 15 min,在 400 nm
处测定吸光度 A, 并以吸光度对浓度 C 进行回归。
得线性回归方程:A=0.030 73C+0.001 96 (r=0.999 8),
在 2.144~60.032 μg / mL范围内,呈线性相关。
1.2.6 重复性试验 取同一大叶白麻叶粉碎样 5
份,按 1.2.3 项操作进行试验,按 1.2.5 项操作显色,
计算每份样品中总黄酮的含量,RSD=0.146%(n=
5),表明本测定法的重复性良好。
1.2.7 精密度试验 精密吸取供试液 1 mL,按
1.2.5 项操作显色,重复测定吸光度 5 次,计算吸光
度相对标准偏差 RSD=0.454%(n=5),表明精密度良
好。
1.2.8 显色剂稳定性试验 精密吸取供试液 1 mL,
按 1.2.5 项操作显色,在 0~60 min 内每隔 10 min 测
定吸光度值 。 计算吸光度相对标准偏差 RSD=
0.735%(n=5),表明样品在室温下 60 min内稳定。
1.2.9 加样回收率试验 分别量取已知含量的供
试液(6 份),加入适当高、中、低浓度的金丝桃苷对
照样品液,按 1.2.5 项操作显色,计算总黄酮含量,
平均回收率为 96.7%(n=6),RSD=0.200%,表明该方
法测得的结果准确。
1.2.10 树脂预处理 称取适量树脂, 置于提取器
中,加入高于树脂层 10 cm的乙醇,浸渍 4 h;湿法装
柱,用适量乙醇多次淋洗,洗至流出液在试管中用
水稀释不浑浊时为止;最后用水反复洗涤至乙醇含
量小于 1%或无明显乙醇气味,备用。
1.2.11 树脂筛选 采用大孔树脂静态吸附和解吸
试验法比较各树脂的吸附量和解吸率,并以两个性
能均较优者作为被选树脂[8]。 分别量取预处理后的
HPD -600、HPD -417、HPD -826、HPD -100、AB -8、
D-101 型大孔树脂各 10 mL, 并称量其干重; 置于
100 mL 锥形瓶中, 分别加入已知浓度的上柱液 40
mL,置 20℃恒温恒速振荡器中,振荡吸附 24h;吸取
上清液 1 mL,按 1.2.5 项操作显色,测定吸光度,计
算总黄酮浓度,按如下公式计算各树脂的吸附量:
吸附量(mg/g)=(C 原液-C 残余)×V 上样 /树脂干重
式中,C 原液为供试液浓度;C 残余为经 24 h 静态
吸附后上清液浓度。
将上述振荡吸附 24 h 后的大孔树脂滤出,用适
量蒸馏水冲洗,除去树脂表面试液;置于 100 mL 锥
形瓶中,分别加入 80%乙醇 40 mL,置 20℃恒温恒
速振荡器中, 振荡解吸 24 h; 吸取上清液 1 mL,按
1.2.5项操作显色,测定吸光度,计算总黄酮浓度,按
如下公式计算各树脂解吸率:
解吸率(%)=C 洗脱×V 洗脱液 / [(C 原液-C 残余)×V 原液]
×100
式中,C 洗脱为经 24 h 静态解吸后上清液总黄酮
浓度。
2 结果与分析
2.1 树脂的筛选
由表 1可知,HPD-600型树脂解吸率为42.81%,
仅次于解吸率最高的 HPD-826 型树脂 (49.78%),
而 HPD-600 型树脂的吸附量为 HPD-826 型树脂
的 1.83倍,且明显较其他树脂的吸附量大。因此,综
合分析吸附量与解吸率试验结果,优选 HPD-600型
树脂作为大叶白麻叶总黄酮的分离填料较为合理。
2.2 工艺条件筛选
采用大孔树脂动态吸附和解吸试验法筛选
表 1 6 种大孔树脂静态吸附量与解吸率
树脂
HPD-100
HPD-417
HPD-826
HPD-600
AB-8
D-101
吸附量//mg/g
1.245
2.631
2.705
4.955
0.915
3.934
解吸率//%
16.900
27.560
49.780
42.810
26.870
46.700
叶 菊等:大孔树脂对大叶白麻叶总黄酮的分离纯化工艺研究 2209
湖 北 农 业 科 学 2010 年
HPD-600 型大孔吸附树脂对大叶白麻叶总黄酮的
分离纯化工艺条件进行优化[9]。
2.2.1 泄漏点与最大吸附量的确定 称取经过预
处理的 HPD-600型吸附树脂 3.0 g(约 10 mL),湿法
装柱。 取上柱液适量(总黄酮浓度 0.2 mg / mL,pH值
为 5.03),以 1 mL / min 流速上样,每 10 mL 为一流
分接液,并测定每一流分的总黄酮含量,得到含量
动态趋势变化,如图 1所示。 由图 1可知,当上样量
为 10mL时,已达到泄露点;当上样量为 8 mL 时,树
脂已达到吸附饱和。
2.2.2 最佳吸附条件的确定 根据单因素试验结
果, 筛选出影响 HPD-600 型树脂吸附量的主要因
素:pH 值、上样浓度、上样流速,设计正交试验,因
素与水平设计见表 2。 称取经过预处理的 HPD-600
型树脂若干份(每份 3.0 g,约 10mL),湿法装柱。 以
总黄酮吸附量为试验指标,考察 pH 值、上样浓度、
上样流速对 HPD-600 型树脂吸附量的影响。 正交
试验结果见表 3,方差分析结果见表 4。
由表 3、 表 4 可知,HPD-600 型大孔树脂对大
叶白麻叶总黄酮的最佳吸附条件 : 上样浓度为
788.58 μg / mL,pH值为 4,上样流速为 1 mL / min;其
中, 上样浓度对 HPD-600 型树脂的动态吸附具有
显著影响(P<0.05)。
2.2.3 最佳解吸条件的确定 根据单因素试验结
果,筛选影响 HPD-600 型树脂解吸率的主要因素:
洗脱剂(乙醇)体积分数、洗脱流速、洗脱体积,设计
正交试验,因素与水平设计如表 5 所示。 称取经过
预处理的 HPD-600 型大孔吸附树脂若干份 (每份
3.0 g,约 10 mL),湿法装柱。 进行动态解吸试验,以
总黄酮解吸率为试验指标,考察洗脱体积、洗脱流
速、洗脱剂(乙醇)体积分数对 HPD-600 型树脂解
吸率的影响。 结果见表 6,方差分析结果见表 7。
由表 6、7 可知,HPD-600 型大孔树脂对大叶白
麻叶总黄酮的最佳解吸条件是: 洗脱剂为 80%乙
醇,洗脱流速为 1 mL / min,洗脱液体积 6VB;其中,
8
7
6
5
4
3
2
1
0
总
黄
酮
含
量
//%
0 2 4 6 8 10 12
上样量//mL
表 2 因素与水平
水平
1
2
3
上样浓度(A)//μg/mL
1×131.43
6×131.43
3×131.43
pH 值(B)
6
5
4
上样流速(C)//mL/min
1
2
3
因素
表 3 正交试验结果
试验号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
x1
x2
x3
R
A
1
1
1
2
2
2
3
3
3
0.738
2.873
1.638
2.135
B
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1.295
1.757
2.197
0.902
吸附量//mg/g
0.282
1.018
0.914
2.416
2.430
3.775
1.188
1.823
1.902
C
1
2
3
2
3
1
3
1
2
1.960
1.779
1.511
0.449
表 4 方差分析
变异来源
上样浓度
pH 值
上样流速
误差
总变异
SS
6.896
1.220
0.307
0.316
8.739
MS
3.448
0.610
0.153
0.158
P
0.044
0.205
0.507
df
2
2
2
2
8
F
21.856
3.867
0.972
表 5 因素与水平
水平
1
2
3
洗脱流速(A)//mL/min
1
2
3
洗脱体积(B)//mL
4×10
6×10
8×10
乙醇体积分数(C)//%
70
80
90
因素
表 6 正交试验结果
试验号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
x1
x2
x3
R
A
1
1
1
2
2
2
3
3
3
42.262
31.458
41.411
10.804
B
1
2
3
1
2
3
1
2
3
40.155
43.008
31.968
11.040
解吸率//%
17.732
50.963
58.091
74.297
9.769
10.307
28.436
68.292
27.506
C
1
2
3
2
3
1
3
2
1
18.515
64.517
32.099
46.002
图 1 泄漏点与最大上样量变化趋势图
2210
第 9 期
乙醇体积分数对大叶白麻叶总黄酮在 HPD-600 型
树脂的动态解吸具有显著影响(P<0.05)。
2.3 验证试验
称取经过预处理的 HPD-600 型吸附树脂 3.0 g
(3份),湿法装柱。 根据两次正交试验得出的结果,
采用动态吸附和解吸方法, 取一定体积的上柱液,
浓度为 788.58 μg / mL, 调 pH 值为 4, 以 1 mL / min
的上样流速进行动态吸附,收集流出液,检测漏出
液总黄酮含量,计算树脂的吸附量;待吸附平衡后,
用水快速淋洗树脂柱, 用 6VB 80%乙醇溶液以 1
mL / min 的洗脱速度进行洗脱,收集洗脱液,检测漏
出液总黄酮含量,计算解吸率。 并重复 3次,结果见
表 8。
由表 8 可知,3 次试验的结果均接近于两次正
交试验的最佳组合结果, 且明显优于其他试验组,
说明该吸附和解吸条件稳定可行,可以用来分离纯
化大叶白麻叶总黄酮。
3 讨论
目前总黄酮的测定方法多采用紫外分光光度
法,大叶白麻叶含有大量的黄酮类化合物,本试验
以金丝桃苷为对照品,采用分光光度法,显色后进
行测定,方法简单易行,且具有灵敏、取样少、结果
准确等优点。
大孔树脂的吸附性能遵从相似相溶原则,极性
较大的树脂适用于在弱极性溶液中吸附极性大的
物质,由于大叶白麻叶总黄酮中以黄酮苷类成分为
主, 多为极性物质,HPD-600 型树脂为一种极性树
脂,树脂筛选结果符合这一原则。 另外,由于黄酮类
化合物多为羟基酚类,呈弱酸性,因而弱酸性或酸
性条件下易被吸附 [10-11],因此试验中,上柱液 pH=4
时,树脂吸附效果较优。
根据试验结果, 综合生产工艺的实际需求,确
定 HPD-600 型树脂分离纯化大叶白麻叶总黄酮的
最佳工艺条件为:上柱液浓度 788.58 μg / mL,pH 值
为 4,上样流速 1 mL / min;洗脱溶剂为 80%乙醇,洗
脱流速 1 mL / min,洗脱液体积 6VB。 该工艺具有简
单、安全、适合工业化生产等优点,为大叶白麻的药
效学研究和资源开发奠定了理论基础。
参考文献:
[1] 中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志[M].北京:科学
出版社,1977.
[2] 张云峰,魏 东,郭祀远,等.大花罗布麻的化学成分研究[J] .天
然产物研究与开发,2006,18(6):954-957.
[3] 顾振纶,杜萃荣. 大花罗布麻叶的药理学研究:I.对血小板聚集
性的影响[J].中成药,1989,11(11):28-29.
[4] 燕福生,邹静恂,李素菊,等.罗布麻药理活性研究[J].首都医学
院学报,1989 (1):28-30.
[5] 钱曾年,顾振纶. 大花罗布麻叶的药理学研究:Ⅱ. 大花罗布麻
叶延缓衰老作用的试验观察[J].中成药,1990,12(3):28-30.
[6] 钱曾年,顾振纶. 大花罗布麻叶的药理学研究—III,对心血管系
统的影响[J].中成药,1991,13(7):27-29.
[7] 刘东平,周亚球,王先荣.罗布麻叶总黄酮的测定方法探讨[J].时
珍国医国药,2007,18 (3):614-616.
[8] 唐丽华,游本刚,刘 扬.正交试验设计优化 AB-8 树脂对珍珠菜
总黄酮的吸附条件[J].抗感染药学,2006,3(3):102-104.
[9] 张素琼,侯晋军,李青山.大孔树脂同步分离纯化罗布麻叶总黄
酮和总鞣质的研究 [J]. 中国中药杂志,2008,33 (10):1141-
1144,1230.
[10] 黄阿根,董瑞建, 韦 红,等. 大孔树脂对荷叶黄酮的分离纯
化[J].现代食品科技,2008,24(12):1202-1206.
[11] 袁崇均,王 笳,陈 帅,等.大孔树脂对槐角总黄酮分离纯化
工艺研究[J].四川中医,2008,26(2):40-42.
表 7 方差分析
变异来源
洗脱流速
洗脱体积
乙醇体积分数
误差
总变异
SS
216.533
708.197
3 859.986
197.048
4 981.764
MS
108.266
354.098
1 929.993
98.524
P
0.476
0.218
0.049
df
2
2
2
2
8
F
1.099
3.594
19.589
表 8 验证试验结果
组别
1
2
3
吸附量//mg/g
3.632
3.920
3.178
解吸率//%
76.391
75.935
72.801
叶 菊等:大孔树脂对大叶白麻叶总黄酮的分离纯化工艺研究 2211