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闪式提取法用于大蝎子草总黄酮的工艺条件研究



全 文 :闪式提取法用于大蝎子草总黄酮的工艺条件研究
李桂兰1,2, 贺智勇1,2, 薛雨晨1,2, 吴林菁1,2, 陶 玲1,2* , 沈祥春1,2*
(1. 贵阳医学院中药药剂教研室,贵州 贵阳 550004;2. 贵阳医学院天然药物优效利用重点实验室,贵州
贵阳 550004)
收稿日期:2014-08-03
基金项目:贵州省科技厅国际合作项目 (黔科合外 G字 [2012] 7041) ;贵州省中医药管理局课题项目 (QZYY2012-46) ;贵州省中医
药管理局课题项目 (QZYY2019-92) ;贵阳市科技局现代药业计划项目 (2012204) ;贵阳市科技局大学生创新课题 (黔科合同 2012 [2])
作者简介:李桂兰 (1965—) ,女,实验师,研究方向为中药民族药新药研发。Tel: (0851)6908568,E-mail:1254679469@ qq. com
* 通信作者:陶 玲 (1975—) ,女,教授,硕士生导师。Tel: (0851)6908568 (721) ,E-mail:649511230@ qq. com
沈祥春 (1973—) ,男,博士,教授,博士生导师。Tel: (0851)6908568,E-mail:shenxiangchun@ 126. com
摘要:目的 探索有效的大蝎子草总黄酮提取方法。方法 比较回流提取、闪式提取两种方法,及水和乙醇分别作为
溶剂提取大蝎子草总黄酮的效果,并采用正交试验设计,对闪式提取大蝎子草总黄酮工艺条件进行优化。结果 闪式
提取大蝎子草总黄酮最佳工艺为蒸馏水温度 60 ℃,料液比 1 ∶ 75,提取时间为 4 min,闪提转速 4 000 r /min,提取率
为 9. 093 mg /g,优于乙醇为溶剂的回流提取法。结论 闪式提取法操作简便、高效经济,与回流提取法相比,采用闪
式提取法并用热水作溶剂提取大蝎子草总黄酮取得较好效果。
关键词:大蝎子草;总黄酮;闪式提取;正交试验
中图分类号:R284. 2 文献标志码:B 文章编号:1001-1528(2015)07-1603-03
doi:10. 3969 / j. issn. 1001-1528. 2015. 07. 049
大蝎子草 Girardinia diversifolia (Link)Friis. 的全草或
根作为贵州苗族民间用药历史悠久,在《贵州中草药名
药》《滇药录》 《藏本草》 《四川常用草药》等均有记载,
味苦、辛,性凉,有小毒,主要用于治疗中风不语、咳嗽
多痰、风湿疼痛、跌打损伤、骨折等[1-2]。荨麻属植物生态
学和药效学及临床等方面研究较多,但大蝎子草的提取工
艺研究尚未见报道[3-6]。
闪式提取法是近年发展起来的一种用于中草药提取的
高新技术,该设备以组织破碎原理为基础,具有快速、高
效、充分、完全提取、操作简便的特点,而且节省能源,
有效保护了提取物质中的热敏性成分,与传统提取方法相
比具有非常显著的优势。
本研究以大蝎子草中抗炎有效成分总黄酮含有量为指
标,进行不同提取方法和不同溶剂对大蝎子草总黄酮提取
率影响的考察,探讨并采用正交试验设计对闪式提取工艺
条件进行研究,为大蝎子草中有效成分的提取提供简便、
快捷的方法。
1 仪器与试药
JHBE-50S闪式提取控制器 (北京金鼎科技发展有限公
司) ;UV2401PC 紫外可见分光光度计 (岛津) ;FA20304
电子分析天平 (上海恒平科学仪器有限公司) ,托盘天平
(上海光正医疗器械有限公司) ;
芹菜素对照品 (中国食品药品检定研究院,纯度大于
98%) ;乙醇为分析纯。大蝎子草药材采集于贵州省贵阳市
花溪区,经贵阳医学院生药学与药用植物学教研室龙庆德
副教授鉴定为荨麻科蝎子草属植物大蝎子草 Girardinia di-
versifolia (Link)Friis. 的地上部分。
2 方法与结果
2. 1 总黄酮的测定
2. 1. 1 对照品溶液的配制 精密称取芹菜素对照品 5 mg,
置 25 mL量瓶中,加乙醇溶解并定容,摇匀,即得 0. 20
mg /mL的芹菜素对照品贮备液。
2. 1. 2 最大吸收波长的确定 以乙醇为空白对照,采用
紫外可见分光光度计,分别在波长为 190 ~ 400 nm 区间扫
描芹菜素对照品和大蝎子草供试样,结果表明,二者均在
在 268 nm波长附近有最大吸收,故选择最大吸收波长为
268 nm[7]。
2. 1. 3 标准曲线的绘制 精密移取对照品溶液 0、0. 5、
1. 0、1. 5、2. 0、2. 5、3. 0 mL分别置于 50 mL 量瓶中,乙
醇定容,得到质量浓度分别为 0、2. 0、4. 0、6. 0、8. 0、
10. 0 和 12. 0 μg /mL的对照品供试液。采用紫外可见分光
光度计在 268 nm 波长下测定吸光度,以质量浓度为横坐
标,吸光度为纵坐标制备标准曲线,得到回归方程 Y =
0. 035 5X + 0. 001 1,相关系数 r = 0. 999 7。结果表明芹菜
素在 2. 0 ~ 12. 0 μg /mL范围内线性关系良好。
2. 1. 4 精密度试验 精密移取对照品溶液 1 mL 于 25 mL
的量瓶中,乙醇定容,紫外可见分光光度计在 268 nm处测
定吸光度,重复测定 6 次,计算得 RSD为 0. 23%,表明精
密度良好。
2. 1. 5 稳定性试验 精密移取供试品溶液 1 mL 于 25 mL
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中 成 药
Chinese Traditional Patent Medicine
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的量瓶中,乙醇定容,摇匀,分别在 0、0. 5、1、1. 5、2、
3、4、6、8、24 h于 268 nm波长处用紫外可见分光光度计
测定吸光度,并计算其前 8 h 的 RSD 为 8. 6%,前 6 h 的
RSD为 2. 2%,说明样品在 6 h内稳定。
2. 1. 6 重复性试验 精密移取 6 份 1 mL 供试溶液置于 25
mL量瓶中,分别用紫外可见分光光度计测定吸光度值,计
算得到 RSD为 1. 4%,说明该方法重复性良好。
2. 1. 7 加样回收率试验 精密移取 6 份 1 mL 供试溶液置
于 25 mL 量瓶中,分别加入 0. 5、1. 0、1. 5、2. 0、2. 5、
3. 0 mL的 0. 200 mg /mL上述对照品溶液,分别相当于 0. 1、
0. 2、0. 3、0. 4、0. 5、0. 6 mg,定容,摇匀,在 268 nm 波
长处测定吸光度,计算得平均回收率为 99. 2%,RSD
为 0. 57%。
2. 1. 8 大蝎子草中总黄酮的定量测定 取大蝎子草提取液适
量,过滤,3 000 r /min 离心 10 min,精密移取上清液 5 mL,
备用;分别采用石油醚洗脱、乙酸乙酯萃取等多种样品处理方
法进行考察,最后采用精密移取离心后的大蝎子草提取液 5
mL,置于蒸发皿中,挥干,60%乙醇洗至 25 mL 量瓶中,定
容;再精密移取 1 mL置 25 mL量瓶中,95%乙醇定容,于波
长 268 nm处测定吸光度值并计算总黄酮的含有量。
2. 2 大蝎子草总黄酮闪式提取[8-9]
2. 2. 1 因素水平 选取蒸馏水温度 (℃) ,料液比
(m /V) ,提取时间 (min)为考察因素,见表 1。
表 1 闪式提取工艺因素水平
水平
A
蒸馏水温度 /℃
B
料液比(m /V)
C
提取时间 /min
1 40 1 ∶ 45 2
2 60 1 ∶ 60 4
3 80 1 ∶ 75 6
2. 2. 2 实验方法 分别称取大蝎子草细粉 9 份,每份 20
g,闪提转速 4 000 r /min,电压 200 V,按 L9(3
4)正交试
验表进行试验设计,见表 2,测定提取液中总黄酮含有量,
考察最佳提取工艺条件。
表 2 闪式提取工艺正交试验安排及结果
试验号
因素
A
蒸馏水温度 /

B
料液比
(m /V)
C
提取时间 /
min
D
空白列
总黄酮 /
(mg /g生药)
1 1 1 1 1 5. 713 0
2 1 2 2 2 7. 912 3
3 1 3 3 3 7. 419 5
4 2 1 3 2 6. 852 3
5 2 2 1 3 7. 533 7
6 2 3 2 1 9. 159 4
7 3 1 2 3 5. 618 9
8 3 2 3 1 6. 789 1
9 3 3 1 2 7. 209 2
k1 7. 014 9 6. 061 4 6. 818 6 7. 220 5
k2 7. 848 5 7. 411 7 7. 563 5 7. 324 6
k3 6. 539 1 7. 929 4 7. 020 3 6. 854 7
R 1. 309 4 1. 868 0 0. 744 9 0. 467 2
2. 2. 3 方差分析 运用 SPSS 软件对正交试验结果进行方
差分析,结果见表 3。
表 3 正交试验结果方差分析
因素 离差平方和 自由度 方差 F P
A 2. 635 7 2 1. 317 9 7. 301 4 **
B 5. 580 6 2 2. 790 3 15. 458 7 **
C 0. 890 6 2 0. 445 3 2. 467 2
D(误差) 0. 361 0 2 0. 541 5
注:* P < 0. 05,**P < 0. 01
由表 3 可知,A、B因素对闪式提取大蝎子草总黄酮含
有量的影响具有统计学意义,结合直观分析,各因素影响
大小顺序为:B > A > C,即料液比 >蒸馏水温度 >提取时
间,最佳工艺条件是 A2B3C2,即蒸馏水温度 60 ℃,料液
比为1 ∶ 75,提取时间为 4 min。
2. 2. 4 最佳提取工艺验证试验 称取大蝎子草细粉 5 份,
每份 20 g,按照最佳工艺进行提取,测定并计算总黄酮含
有量,得到总黄酮平均含有量为 9. 093 mg /g 生药,RSD 为
1. 7%,见表 4。
表 4 最佳提取工艺的验证试验
序号
C /
(μg·mL -1)
总黄酮 /
(mg·g - 1)
平均值
(mg·g - 1)
RSD /%
1 1. 053 5 8. 954 8
2 1. 081 6 9. 126 8
3 1. 081 6 9. 166 8 9. 093 1. 7
4 1. 109 9 9. 294 6
5 1. 053 5 8. 921 8
3 讨论
闪式提取器外刀腔内高速旋转,内外刀之间不仅产生
强大的剪切作用,同时外刀腔内产生强大的负压,药材被
破碎而充分暴露的物质分子 (被提取成分)在负压、剪
切、高速碰撞等各种外力作用下被溶剂分子包围,解离,
溶解,替代,脱离,然后迅速进入溶剂中,瞬间达到溶剂
浓度的平衡,在数秒内快速完成提取过程[10]。
本次闪式提取研究中,首先根据黄酮的理化性质,设
置 50 倍溶剂量,采用单因素试验进行 50%、60%、70%乙
醇提取大蝎子草总黄酮闪式提取考察,结果显示,总黄酮
最大提取率仅为 3. 45 mg /g,低于前期水为溶剂回流提取正
交试验考察结果。结合前期总黄酮测定方法,采用较优的
工艺条件,用水和乙醇为溶剂进行了回流提取的比较,结
果显示,对于大蝎子草总黄酮的提取,水为溶剂比乙醇作
为溶剂的效果好,所以闪式提取工艺考察中采用水为溶剂
进行,同时还进行了蒸馏水不同温度的考察,结果表明,
当蒸馏水温度为 60 ℃时提取率比 40 ℃和 80 ℃好,40 ℃时
优于 80 ℃,原因可能是,黄酮类化合物一般都以苷的形式
存在,苷易溶于热水,所以热水效果优于冷水;但由于
80 ℃的温度过高,使药材细胞表面蛋白迅速固化成膜,外
界的水不易进入细胞,细胞不能因渗透压差破裂,及细胞
内物质扩散效率变低,总黄酮不能从细胞内高效提取出来。
本实验以总黄酮提取率为指标,以蒸馏水温度、料液
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比、提取时间作为正交试验的 3 个考察因素,并各设了 3
个水平对大蝎子草的闪式提取工艺进行了考察。由实验结
果可知,闪式提取大蝎子草总黄酮的最大影响因素是料液
比,其次是蒸馏水温度,最小影响因素是提取时间。结合
直观分析,可以确定最佳实验条件是 A2B3C2,即提取温度
为 60 ℃,料液比为 1 ∶ 75,提取时间为 4 min,按该最佳提
取工艺进行提取时,大蝎子草总黄酮为 9. 093 mg /g生药。
闪式提取法具有快速高效、省时、操作简便等优点,
能最大限度保护植物的有效成分不受热破坏,提取率高,
节约能源[11]。但由于大蝎子草药材质地疏松,回流提取至
少都需要接近 20 倍的溶剂量,采用闪式提取所用溶剂量更
是大为提高。
参考文献:
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Ⅱ型 ZTC1 + 1 天然澄清剂纯化土茯苓多糖的工艺研究
陈文良1,2, 陈文龙1, 王 敏1, 朱 伟1,2 *
(1. 广州中医药大学第二临床医学院,广东 广州 510006;2. 广东省中医院,广东 广州 510006)
收稿日期:2014-04-12
基金项目:广东省科技厅省部产学研合作专项资金 (2011A09000020、2013B090700015) ;广东省自然科学基金团队项目
(S201303001515) ;广东省中医院中医药科学技术研究专项项目 (YK2013B1N02)
作者简介:陈文良 (1975—) ,男,硕士,主管中药师,从事中药质量控制相关技术研究。Tel:13631323638,E-mail:chenwenlia-
ng2014@ 163. com
* 通信作者:朱 伟 (1975—) ,男,博士,研究员,从事中药复方药效物质基础研究。Tel: (020)39318571,E-mail:zhuwei9201@
163. com
摘要:目的 考察Ⅱ型 ZTC1 + 1 天然澄清剂在土茯苓总多糖中的纯化效果。方法 采用正交试验设计,以多糖保留率
和蛋白清除率为指标,考察天然澄清剂加入量、料液比、纯化时间和温度四个因素的最佳工艺条件。结果 Ⅱ型
ZTC1 + 1 天然澄清剂纯化土茯苓总多糖的最佳提取工艺为天然澄清剂 b 组分加入量为 2%,a 组分为 1%,料液比为
1 ∶ 15,纯化时间 120 min,温度为 80 ℃,多糖保留率为 94. 07%,蛋白清除率为 55. 59%。结论 Ⅱ型 ZTC1 + 1 天然
澄清剂纯化土茯苓总多糖的工艺简单可靠,合理可行,为土茯苓多糖的纯化和开发利用提供了科学依据。
关键词:土茯苓;多糖;正交试验;天然澄清剂;纯化
中图分类号:R284. 2 文献标志码:B 文章编号:1001-1528(2015)07-1605-06
doi:10. 3969 / j. issn. 1001-1528. 2015. 07. 050
土茯苓为百合科植物光叶菝葜 Smilax glabra Roxb. 的
干燥根茎,气微,味微甘,涩。具有除湿、解毒、通利关
节等功效。可用于治疗梅毒及汞中毒所致的肢体拘挛,筋
骨疼痛;湿热淋浊,带下,痈肿,瘰疬,疥癣等[1]。近年
来药理与临床研究表明土茯苓在抗动脉硬化,抗癌及治疗
心脑血管疾病等方面有良好效果[2],文献表明土茯苓多糖
具有增强机体免疫机能及抗癌等多方面的作用[3],其主要
成分是己糖和淀粉等,具有很好的开发利用前景。
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