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正交优化维药牛舌草中总黄酮的提取工艺



全 文 :2016年2月第22卷第3期 February.2016 Vol.22 No.3
*基金项目:国家自然科学基金项目(81160387)
通讯作者:张刚强,E-mail:2274807570@qq.com;兰卫,E-mail:
lanwei516@sina.com.
维药牛舌草为紫草科植物意大利牛舌草Anchusa italica
Retiz.或琉璃苣Borage officinales L.的地上部分,具有生湿生
热、调节异常黑胆质、生湿补脑、祛寒补心、爽心悦志、润燥消
炎、止咳平喘等功效[1-3],是维吾尔医常用的心脑血管疾病首
选药材之一。意大利牛舌草全草经预试含有多种黄酮类化合
物,但未见深入报道[4-5]。黄酮类物质具有多种生物活性,如:
抗肿瘤,延缓衰老,增强心血管功能,治疗慢性前列腺炎,增
强免疫力,调解内分泌系统,护肝,抗炎、抗过敏、抑菌、抗病
毒等[6-7]。黄酮类物质功能日渐被研究发现,其应用也日益增
多。本研究通过正交试验优选出温浸法提取维药牛舌草总黄
酮的最佳提取参数,为维药牛舌草的应用和开发提供科学依
据,也为开发以牛舌草为主要成分的维药成药和方药奠定一
定的基础。
1 材 料
1.1 药材 维药牛舌草于2014年6月,购置于新疆维吾尔药
业,批号:20140518。经新疆医科大学中医学院中药资源教研
室盛萍教授鉴定为意大利牛舌草。
1.2 仪器与试剂 GBC40紫外-可见分光光度计,AL204电子
天平(梅特勒-托利多仪器上海有限公司),HH-S4数显恒温水
浴锅(金坛市医疗仪器厂),芦丁标准品(MUST-13040302,中国
食品药品检定研究院),无水乙醇、NaNO2、Al(NO3)3、NaOH等均
正交优化维药牛舌草中总黄酮的提取工艺*
王 丹1,王 琪2,王 莹3,张刚强1,兰 卫1
(1.新疆医科大学中医学院,新疆 乌鲁木齐 830011;2.石河子大学药学院,新疆 石河子
832002;3.新疆医科大学附属中医医院,新疆 乌鲁木齐 830002)
[摘要] 目的:优选维药牛舌草中总黄酮的热浸法提取工艺。方法:运用热浸法提取维药牛舌草,采用单因
素试验考察浸提时间、乙醇浓度、料液比、浸提温度对总黄酮提取率的影响,在此基础上进行正交试验,确定维
药牛舌草总黄酮的最佳工艺条件。结果:料液比对维药牛舌草总黄酮提取率影响最大,最佳提取工艺为浸提时
间5 h,乙醇浓度70%,料液比1:40,浸提温度60 ℃。结论:采用热浸提法提取维药牛舌草总黄酮具有操作简便、
提取率较高等优点。
[关键词] 维药牛舌草;总黄酮;热浸提法;正交试验
[中图分类号] R284.2 [文献标识码] A [文章编号] 1672-951X(2016)03-0036-03
TheExtraction Selection of Total Flavones in Niushecao
(Anchusa italica Retiz.) by Orthogonal Test
WANG Dan1, WANG Qi2, WANG Ying3, ZHANG Gang-qiang1, LAN Wei1
(1. Institute of Traditional Chinese Medicine, Xinjiang Medical University, Urumqi Xinjiang 830011, China;
2. College of Pharmacy, Shihezi University, Shihezi Xinjiang 832002, China;
3. Affiliated Chinese Medicine Hospital of Xinjiang Medical University, Urumqi Xinjiang 830002, China)
[Abstract] Objective: To optimize heat extraction method of total flavonoids in Anchusa italica Refiz. Meth-
ods: Total flavonoids of Anchusa italica Retiz. were extracted by heat extraction method, and influence of ex-
tracting time, alcohol concentration, solid -liquid ratio, extracting temperature on the extraction yield of total
flavonoids, was investigated by single factor experiment, on the basis of which, the orthogonal experiment was
carried out, to determined the optimum technological conditions of total flavonoids in Anchusa italica Retiz..
Results: The concentration of solid-liquid ratio showed the greatest effect on the extraction of total flavonoids.
The best process conditions was the time 5 h, 70% ethanol as extraction solvent, 1:40(W/V), and extracting tem-
perature 60℃. Conclusion: The extraction method of total flavonoids in Anchusa italica Retiz. with heat extrac-
tion method showed advantages of easy operation and high extraction efficiency.
[Key words] Anchusa italica Retiz.; total flavonoids; heat extraction method; orthogonal test
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中药制剂与药理研究
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DOI:10.13862/j.cnki.cn43-1446/r.2016.03.012
2016年2月第22卷第3期 February.2016 Vol.22 No.3
为分析纯。
2 试验方法
2.1 标准品溶液的制备 精密称取芦丁标准品5.00㎎,置于
25 mL容量瓶中,使用少量70%乙醇使其溶解后,用70%乙醇
定容至刻度,配制成浓度为0.20㎎/mL的芦丁标准品储备液。
备用。
2.2 供试品溶液的制备 准确称取牛舌草粗粉2 g,置锥形
瓶中,加70%乙醇60 mL,置于70 ℃恒温水浴锅中浸提5 h后,
过滤,滤液转移至50 mL量瓶中,用70%乙醇定容至刻度得到
供试品溶液。备用。
2.3 检测波长的选择 使用移液管分别准确吸取0.1 mL供
试品溶液和1.0 mL标准品储备液于2个10 mL容量瓶中,各加
0.4 mL 5%NaNO2溶液,摇匀,静置6 min;再加0.4 mL 10%A1
(NO3)3液,摇匀,静置6 min;加4 mL 4%NaOH溶液,使用70%乙
醇定容至刻度,摇匀,静置15 min。用NaNO2-Al(NO3)3-NaOH溶
液做空白对照,在400~700 nm范围内测定吸光度,结果显示
样品溶液和标准品溶液均在500 nm处有最大吸收,故选择
500 nm为测定波长。(见图1)
图 1 芦丁标准曲线
2.4 线性关系的考察 准确吸取芦丁标准品储备液1.0、1.5、
2.0、2.5、3.0 mL,分别置于10 mL容量瓶中,各加入5%NaNO2溶
液0.4 mL,摇匀静置6 min,后加入10%Al(NO3)3溶液0.4 mL,摇
匀静置6 min,加入5%NaOH溶液4 mL,用70%乙醇定容至刻
度,摇匀静置15 min,于500 nm波长处测定吸光度。以吸光度A
为纵坐标,芦丁标准品溶液浓度(mg/mL)为横坐标,绘制标准
曲线,得回归方程:y=11.76x+0.028,r=0.9998,结果可知,芦丁
标准品浓度在0.02~0.06mg/mL范围内线性关系良好。
2.5 样品溶液中总黄酮含量的测定 精密吸取0.1 mL牛舌
草待测液于10 mL容量瓶中,按照“2.4”标准曲线配制的显色
方法进行显色,用NaNO2-Al(NO3)3-NaOH溶液做空白对照,在
500 nm处测定吸光度,代入回归方程中计算,得其总黄酮浓
度,再利用公式计算得出样品中总黄酮提取率。
2.6 单因素考察
2.6.1 浸提时间的考察 称取2 g牛舌草粗粉5份,分别加入
70%乙醇60 mL,于70℃水浴锅中分别浸提2、3、4、5、6 h,测定
吸光度,计算总黄酮提取率。
2.6.2 乙醇浓度的考察 称取2 g牛舌草粗粉5份,分别加入
50%、60%、70%、80%、95%乙醇60 mL,于70 ℃水浴锅中浸提
5 h,测定吸光度,计算总黄酮提取率。
2.6.3 料液比的考察 称取2 g牛舌草粗粉5份,分别加入70%
乙醇20、40、60、80、100 mL,于70 ℃水浴锅中浸提5 h,测定吸
光度,计算总黄酮提取率。
2.6.4 浸提温度的考察 称取2 g牛舌草粗粉5份,加入70%
乙醇60 mL,分别置于50、60、70、80、90℃水浴锅中浸提5 h,测
定吸光度,计算总黄酮提取率。
2.7 正交试验试验 结合单因素试验结果,本研究以浸提时
间(A)、乙醇浓度(B)、料液比(C)、浸提温度(D)4因素对牛舌草
总黄酮提取工艺进行正交试验,以总黄酮提取率作为判断指
标,因素水平见表1。
表 1 牛舌草总黄酮提取工艺正交试验因素与水平
水平 浸提时间A/h 乙醇浓度B/% 料液比C/(g/mL) 浸提温度D/℃
1 4 60 1:20 50
2 5 70 1:30 60
3 6 80 1:40 70
3 结果与分析
3.1 浸提时间对牛舌草总黄酮提取率的影响 由图2可知,
随着浸提时间的延长总黄酮提取率不断升高,在5 h时总黄酮
提取率达到最高值,继续延长浸提时间总黄酮提取率反而下
降。原因可能是浸提时间太短,黄酮类化合物溶出不完全;而
时间太长,会使提取液中杂志含量增加,且已溶解的黄酮类
化合物易在加热条件下分解。故选择浸提时间为5 h。(见图2)
图 2 浸提时间对牛舌草总黄酮提取率的影响
3.2 乙醇浓度对牛舌草总黄酮提取率的影响 由图3可知,
随着乙醇浓度的增大,牛舌草总黄酮提取率也逐渐升高,当
乙醇浓度为80%时,总黄酮提取率达到最高值;但当乙醇浓度
继续升高后,总黄酮提取率反而下降。可能原因是乙醇浓度
的增加使提取液的极性增大,极性较大的黄酮类化合物的提
取率增大,但乙醇浓度过高会使其他醇溶性的杂质增多,而
有效成分的溶出减少。故选择乙醇浓度为80%。(见图3)
图 3 乙醇浓度对牛舌草总黄酮提取率的影响
3.3 料液比对牛舌草总黄酮提取率的影响 由图4可知,随
着溶剂用量的增加总黄酮提取率逐渐上升,当料液比大于1:
30后,总黄酮提取率上升趋势逐渐变得平缓,所以,在实际生
产中可以采用加大量溶剂来获得最大的提取率;但是如果选
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择较大的料液比,则会加大浓缩时的能耗,也会造成浪费。故
试验选择料液比1:30。(见图4)
图 4 料液比对牛舌草总黄酮提取率的影响
3.4 浸提温度对牛舌草总黄酮提取率的影响 由图5可知,
浸提温度小于70℃时,总黄酮提取率随着温度升高而增加;
当温度大于70 ℃后,总黄酮提取率反而下降。可能原因温度
升高,分子运动加快,有利于黄酮类物质额溶出;而温度过
高,杂志含量增加,溶剂更易挥发,并且会影响黄酮类化合物
稳定性。故浸提温度选择70℃。(见图5)
图 5 浸提温度对牛舌草总黄酮提取率的影响
3.5 L9(34)正交试验结果
表 2 正交试验设计及试验数据
试验号 因素 总黄酮提取率%
A B C D
1 1 1 1 1 3.38
2 1 2 2 2 4.37
3 1 3 3 3 4.81
4 2 1 2 3 4.14
5 2 2 3 1 5.22
6 2 3 1 2 3.66
7 3 1 3 2 4.67
8 3 2 1 3 2.96
9 3 3 2 1 4.02
K1 12.56 12.19 10.00 12.62
K2 13.02 12.55 12.53 12.70
K3 11.65 12.49 14.70 11.91
R 0.46 0.12 1.57 0.26
由表2极差分析结果可知,各因素对试验结果的影响顺
序为C>A>D>B,即料液比>浸提时间>浸提温度>乙醇浓度。得
出最佳提取工艺为A2B2C3D2,即浸提时间5 h,乙醇浓度70%,
料液比1:40,浸提温度60℃。
3.6 方差分析 对正交试验进行方差分析后可知,料液比具
有显著性差异,浸提时间、乙醇浓度以及浸提温度不具有显
著性差异,在4因素所确定的水平范围内,料液比对维药牛舌
草总黄酮的提取影响最大。方差分析结果见表3。
表 3 牛舌草总黄酮提取工艺方差分析表
方差来源 偏差平方和 自由度 均方 F P 显著性
A 0.32 2.00 0.16 2.57 >0.05 不显著
B 0.02 2.00 0.01 0.20 >0.05 不显著
C 3.69 2.00 1.48 29.26 <0.05 显著
D 0.13 2.00 0.06 1.00 >0.05 不显著
误差 4.16 8.00
3.7 最佳工艺条件的验证性试验 根据最佳提取工艺条件,
即浸提时间5 h,乙醇浓度70%,料液比1:40,浸提温度60 ℃,
提取3份牛舌草粗粉,按照“2.2”、“2.4”项制备操作,测定吸光
度,计算总黄酮提取率平均含量为5.30%,RSD%=1.90%。
结果表明,其提取率优于正交试验中的任何组合,说明
此工艺条件科学合理、稳定。
4 讨 论
采用正交试验设计方法优选维药牛舌草最优提取工艺,
获得最佳提取工艺:浸提时间5 h,乙醇浓度70%,料液比
1:40,浸提温度60 ℃。各因素影响顺序为料液比>浸提时间>
浸提温度>乙醇浓度。但是黄酮类化合物遇热不稳定,易氧化
分解,所以在提取时应注意提取功率和提取时间的影响。
总黄酮的提取方法除该研究中所用的热浸提法外,还有
超声波萃取法及微波萃取法等。热浸法具有操作简单方便等
优点,但提取时间较长,提取温度较高,在今后的维药牛舌草
的试验中还应不断探索[8-10]。
参考文献
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(收稿日期:2015-05-02 编辑:蒋孟良)
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