全 文 :正交试验超声提取满山红中黄酮类物质的工艺研究
唐志国 (绥化市食品药品检验检测所,黑龙江绥化 152061)
摘要 [目的]优选满山红中黄酮提取的最佳工艺。[方法]采用正交试验法对满山红中黄酮的提取工艺进行优选,以原料粒度、料液
比、提取功率、提取温度等为考察因素,采用液相方法测定 4个黄酮类活性成分(金丝桃苷、槲皮素、山奈酚和杜鹃素)的总含量。[结果]
最佳工艺为粒度为 65目的原料在 50 ℃的 80%乙醇(料液比 1∶ 25)中浸渍 2 h,超声功率 80 W提取 30 min。[结论]该工艺合理,有效成
分提取效率高。
关键词 正交试验;满山红;黄酮类化合物;超声波;提取工艺
中图分类号 S567 文献标识码 A 文章编号 0517 -6611(2015)32 -218 -02
Study on Extraction Technology of Flavonoids from Folium Rhododendri daurici with Ultrasonic by Orthogonal Test
TANG Zhi-guo (Institute for Food and Drug Control of Suihua,Suihua,Heilongjiang 152061)
Abstract [Objective]Study on the optimum conditions for flavonoids from Folium Rhododendri daurici with ultrasonic extraction. [Method]
The optimum extraction of flavonoids from Folium Rhododendri daurici was selected by orthogonal test,raw material size,the material liquid
ratio,the extraction power,the extraction temperature and ultrasonic time as the examination factors,4 flavonoids (Hyperoside,Quercetin,
Kaempferol and Farrerol)of the total content as the index were analyzed by HPLC. [Result]The optimum extraction process conditions were
as follow:the particle size of raw material was 65 meshes,soaked in that 50 ℃ 25 times amount of 80% ethanol for 2 h,and extracting for 30
minutes by supersonic power 80 W’s wave. [Conclusion]The optimum extraction process is reliable,with higher extracting ratio of the active
components.
Key words Orthogonal test;Folium Rhododendri daurici;Flavonoids;Ultrasonic;Extraction process
作者简介 唐志国(1981 - ) ,男,黑龙江绥化人,主管药师,从事药品检
验及质量研究工作。
收稿日期 2015-10-08
满山红(Folium Rhododendri daurici)又名达子香,为杜鹃
花科属植物安杜鹃(Rhododendron dauricum L.)的干燥叶,主
产于东北地区,具有止咳、祛痰的功效,用于治疗急、慢性支
气管炎、哮喘等病症[1]。从满山红已分离得到的化学成分主
要有黄酮类和挥发油等[2 -4]。
目前国内关于满山红中黄酮物质提取工艺的研究文献
报道较少,多采用传统工艺乙醇回流的方法进行提取,该方
法提取时间较长[5]。超声波提取是基于超声波的空化作用
用来加速物质分子盈动的频率和速度,增加溶剂穿透能力,
以提高药物溶出速度和次数,从而有利于植物有效成分的提
取,而它的次数效应,如机械振动、乳化、扩散、击碎等也能加
速欲提取成分的扩散释放并充分与溶剂混合,有利于植物中
有效成分的提取,超声波提取还避免了高温加热对有效成分
的破坏[6 -7]。笔者在此采用正交设计超声波提取的方法对
满山红中黄酮的提取工艺进行优选,以原料粒度、料液比、提
取功率、提取温度等为考察因素,采用液相方法测定金丝桃
苷、槲皮素、山奈酚和杜鹃素 4个黄酮类活性成分的总含量。
1 材料与方法
1. 1 仪器 Waters2695 高效液相色谱仪(2996 DAD 检测
器、Empower工作站) ;KQ-500DE型数控超声波清洗器(昆山
市超声波仪器有限公司) ;METTLER AE240 电子天平(梅特
勒仪器公司) ;RE52-86A 旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪
器厂)。
1. 2 试药 满山红干燥叶(产地伊春) ;金丝桃苷(批号
111521 - 201406)、槲皮素(批号 100081 - 200907)、山柰酚
(批号 110861 -201209)、杜鹃素(批号 110850 -200604)均购
自中国食品药品检定研究院,纯度均大于 98%;甲醇为色谱
纯,其他试剂为分析纯。
1. 3 方法
1. 3. 1 满山红中黄酮类物质含量测定。
1. 3. 1. 1 色谱条件。Agilent zorbax SB C18(150 mm × 4. 6
mm,5 μm) ;流动相为甲醇(A)- 0. 02%磷酸水(B) ,梯度洗
脱,0 ~ 10 min(40% ~ 45% A)、10 ~ 18 min(45% ~ 50% A)、
18 ~35 min(50% ~80%A)、35 ~37 min(80% ~90%A)、37 ~
60 min(90%A)、60 ~ 65 min(90% ~ 40% A) ;洗脱时间为 65
min;检测波长 0 ~30 min为360 nm,30 ~65 min为299 nm;流
量 1. 0 ml /min;柱温为 25 ℃,进样量 20 μl。
1. 3. 1. 2 标准曲线及线性范围。准确称取金丝桃苷、槲皮
素、山奈酚和杜鹃素对照品适量,加甲醇制成 240、70、20、
80 μg /ml的混合溶液,分别进样 10、20、30、40、50 μl,按
“1. 3. 1. 1”色谱条件作 HPLC 分析。以峰面积对进样量进行
回归处理,得金丝桃苷、槲皮素、山奈酚和杜鹃素的线性回归
方程和线性范围。
1. 3. 2 样品测定。精密吸取 20 μl 样品溶液,在“1. 3. 1. 1”
项色谱条件下测定,记录峰面积,分别计算相应黄酮类物质
的含量,再计算总量。
1. 3. 3 正交试验。以满山红中 4 种黄酮类物质的含量的总
量为指标,在固定提取溶剂为 80%乙醇、浸渍时间为 2 h 和
提取时间为 30 min等参数的条件下,分别以提取功率、料液
比、提取温度和原料粒度为主要因素及不同水平进行 L9(3
4)
正交设计(表 1) ,筛选最佳工艺。
2 结果与分析
2. 1 标准曲线 按照“1. 3. 1. 2”方法操作,得出金丝桃苷、
槲皮素、山奈酚和杜鹃素的线性回归方程和线性范围,由表 2
可知,4种黄酮类物质的标准曲线线性良好,采用高效液相色
责任编辑 黄小燕 责任校对 况玲玲安徽农业科学,Journal of Anhui Agri. Sci. 2015,43(32) :218 - 219
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2015.32.075
谱法同时测定金丝桃苷、槲皮素、山奈酚和杜鹃素是可行的,
该方法简便易行。
表 1 正交试验因素及水平
水平
A(提取功
率∥W)
B
(料液比)
C(提取
温度∥℃)
D
(粒度∥目)
1 60 1∶ 15 30 50
2 80 1∶ 25 50 65
3 100 1∶ 35 80 80
表 2 4种黄酮标准曲线
化合物 标准曲线 相关系数 r 线性范围∥μg
金丝桃苷 Y =4 582 739. 2X -75 283 0. 999 7 2. 4 ~12. 0
槲皮素 Y =4 123 854X -28 751 0. 999 6 0. 7 ~3. 5
山奈酚 Y =4 175 246X -12 765 0. 999 7 0. 2 ~1. 0
杜鹃素 Y =4 457 621X -34 851 0. 999 8 0. 8 ~4. 0
2. 2 正交试验结果 由表 3可知,提取功率的差值最大,其
次是提取温度,故对黄酮类物质提取效果的影响大小顺序是
A > C > D > B,综合考虑,选择最佳方案为 A2B2C2D2,即
粒度为 65目的原料在 50 ℃的 80%乙醇(料液比 1∶ 25)中浸
渍 2 h,超声功率 80 W提取 30 min。
表 3 正交试验结果
试验号
因素
A B C D
得率
%
1 1 1 1 1 1. 04
2 1 2 2 2 3. 45
3 1 3 3 3 1. 28
4 2 1 2 3 2. 86
5 2 2 3 1 2. 54
6 2 3 1 2 2. 32
7 3 1 3 2 1. 89
8 3 2 1 3 1. 13
9 3 3 2 1 1. 28
Ⅰj 1. 92 1. 93 1. 50 1. 62
Ⅱj 2. 57 2. 37 2. 53 2. 56
Ⅲj 1. 43 1. 63 1. 90 1. 76
Rj 1. 14 0. 74 1. 03 0. 94
3 讨论
超声提取满山红中黄酮类物质时,随着提取功率的增
大,收率也随之增大,这是由于超声波可使原料质点在其传
播空间内进入振动状态,产生空化现象。强化溶质扩散,其
能量不断地被原料质点吸收而变成热能,使溶剂的自身温度
升高且超声波空化现象对原料可起到破碎作用,使得不宜被
浸出细胞壁的化学成分可以与溶剂充分接触。但黄酮类化
合物稳定性差,随着超声波的功率增高,空化效应增强,提取
溶剂温度升高会加快提出的黄酮物质部分被氧化的速度,目
标产物的收率会降低;且功率过高,破壁程度越高,杂质溶出
的也在增多,给后续的分离带来困难。
料液多可以使黄酮类物质更充分的溶出,但随着料液比
继续增加,其收率会下降,即料液比过大,杂质溶出过多,进
而消耗更多能量和时间,同时也会增加超声波破碎细胞的阻
力,使细胞破碎程度下降,降低提取率;如果料液比过小,没
有足够的溶剂带出已经附着在原料颗粒表面黄酮类物质,也
会使提取率降低。
该研究采用 HPLC 法测定金丝桃苷、槲皮素、山奈酚和
杜鹃素 4种黄酮物质总量作为收率指标,使目标更加具体和
明确,结果较传统工艺缩短了提取时间,收率较高。
参考文献
[1]国家药典委员会.中华人民共和国药典:2010年版一部[S].北京:中国
医药科技出版社,2010.
[2]付晓丽,张立伟,林文翰,等.满山红化学成分的研究[J].中草药,2010,
41(5):704 -707.
[3]刘永湰,傅丰永,谢昌曦,等.满山红化学成分的研究(第Ⅰ报)[J].化学
学报,1976,34(3):211 -220.
[4]傅丰永,刘永湰,梁晓天,等.满山红化学成分的研究(第Ⅱ报)[J].化学
学报,1976,34(3):223 -227.
[5]赵玺,李连闯,车文实,等.满山红研究进展[J].黑龙江医药,2012,25
(5):690 -692.
[6]吴昊,宗志敏,石金龙.超声波协同酶法提取银杏黄酮的工艺研究[J].
中国资源综合利用,2012,30(11):26 -29.
[7]欧阳娜娜,李湘洲,罗正,等.超声波提取银杏黄酮的传质动力学研究
[J].时珍国医国药,2012,23(5):
檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪
1155 -1156.
(上接第 189 页)
3 结论
通过以上试验,参照国家标准 GB 5009. 33 - 2010,该试
验主要对国标中的方法在以下几个部分进行了改进:一,增
加了取样量。由于鸭胗制品中亚硝酸盐含量比较低,取样量
过小,会因为仪器误差造成试验数据不准确,而取样量过大,
又会影响提取效果。二,在进行标准曲线绘制试验时,增加
了亚硝酸钠标准使用液的用量,以保证分光光度计数据的可
靠性。改进后的方法重现性和准确度好,推荐在日常的实验
教学和工作中使用。
参考文献
[1]ZDESTAN O Z L,REN. Development of a cost-effective method for ni-
trate and nitrite determination in leafy plants and nitrate and nitrite cont-
entsof some green leafy vegetables grown in the aegean region of Turkey
[J]. Journal of agricultural and food chemistry,2010,58(9):5235 -5240.
[2]SHARIATI-RAD M,IRANDOUST M,MOHAMMADI S. Spectrophotometric
determination of nitrite in soil and water using cefixime and central com-
posite design[J]. Spectrochimica acta part A:Molecular and biomolecular
spectroscopy,2015,149:190 -195.
[3]NAGARAJA P,AL-TAYAR N G S,SHIVAKUMAR A,et al. A simple and
sensitive spectrophotometric method for the determination of trace amounts
of nitrite in environmental and biological samples using 4-amino-5-
hydroxynaphthalene-2,7-disulphonic acid monosodium salt[J]. Spectro-
chimica acta part A,2010,75:1411 -1416.
[4]SANTOS W J R,LIMA P R,TANAKA A A,et al. Determination of nitrite
in food samples by anodic voltammetry using a modified electrode[J]. Food
chemistry,2009,113:1206 -1211.
[5]YUE Q,SONG Z. Assay of femtogram level nitrite in human urine usinglu-
minal-myoglobin chemiluminescence[J]. Microchemical journal,2006,84:
10 -13.
[6]项锦欣,胡凌宇,张晓姝,等.肉制品中亚硝酸盐国标检测法的改进研
究[J].食品科学,2009,30(4):254 -256.
[7]伍云卿,涂杰峰,范超,等.加标回收实验方案探讨[J].福建分析测试,
2010,19(3):67 -71.
[8]仉晓文,王丽,刘慧,等.紫外 /可见光分光光度计的使用[J].生物学教
学,2012,37(9):27 -28.
91243 卷 32 期 唐志国 正交试验超声提取满山红中黄酮类物质的工艺研究