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银叶树树叶中总黄酮提取工艺优化



全 文 :银叶树树叶中总黄酮提取工艺优化
张艳军,彭重威,徐淑庆,郑韵英,谢清娟
(钦州学院,广西 钦州 535000)
摘要 目的:优化工艺条件,从红树林植物银叶树 Heritiera littoralis Dryand. 树叶中提取具有抗氧化、抗癌等活
性的黄酮类化合物。方法:将微波浸提法和超声波浸提法进行比较,紫外可见分光光度法在 510 nm处对提取液中
黄酮含量进行测定,考察提取时间、提取功率、溶剂浓度、料液比四个单因素对黄酮提取率的影响。根据 L9(3
4)正
交试验对黄酮的提取条件进行优化。结果:确定溶剂提取黄酮的工艺参数为:采取微波法提取,处理时间为 8 min,
微波提取功率 400 W,乙醇浓度 70%,料液比(g∶ mL)1∶ 30,该条件下黄酮提取率达 6. 15%。结论:利用银叶树提取
黄酮具有开发利用价值,为红树林植物药用成分的进一步开发研究奠定基础。
关键词 银叶树树叶;黄酮类化合物;微波提取;超声波提取
中图分类号:R914. 4 文献标识码:A 文章编号:1001-4454(2012)04-0638-04
Optimization of Extraction on Flavonoids from Leaves of Heritiera littoralis
ZHANG Yan-jun,PENG Chong-wei,XU Shu-qing,ZHENG Yun-ying,XIE Qing-juan
(Qinzhou University,Qinzhou 535000,China)
Abstract Objective:To optimize the preparation procedure for extraction of flavonoids from leaves of Heritiera littoralis. Methods:
Comparing microwave extraction and ultrasonic extraction,The content of total flavonoids was measure by UV spectrophometry and the
wavelength set at 510 nm. The effects of treatment time,extraction power,ethanol concentration and solid-liquid ratio were studied.
The orthogonal test of four factors and three levels were studied to obtain the extraction technology of flavonoids from leaves of Heritiera
littoralis. Results:The optimal technical conditions were mixing leaves of Heritiera littoralis with 70% ethanol on the ratio of 1 g∶ 30
mL,when microwave treatment time was 8 min and micro-wave power was 400 W. Under this condition,the extraction rate reached
6. 15% . Conclusion:This study explores a practical extraction method for flavonoids from leaves of Heritiera littoralis,and lay a good
foundation for mangrove medical research in future.
Key words Leaves of Heritiera littoralis;Flavonoid;Microwave extraction;Ultrasonic extraction
收稿日期:2011-01-07
基金项目:广西教育厅项目资助(200911LX437) ;广西自然科学基金项目(2011GXNSFA018123)
作者简介:张艳军(1980-) ,女,硕士,讲师,主要从事天然产物活性物质的提取、分离研究;Tel:13197770708,E-mail:zhangyanjun0773@
163. com。
银叶树 Heritiera littoralis Dryand. 为梧桐科银叶
树属真红树植物,也称大白叶仔。银叶树主要分布
在非洲东部海岸、亚洲东南部和澳洲东北部,在东太
平洋的夏威夷和汤加群岛也有引种的种群〔1〕。在
我国的广东、海南、广西、香港和台湾等省(地区)有
少量零星分布〔2,3〕。银叶树具有较高的药用价值,
在东南亚一带,银叶树的树汁常用来毒鱼、捕猎。树
皮可熬汁治血尿症、腹泻和赤痢;树根可以煎剂含
漱,治疗口腔感染和牙痛〔4,5〕。树叶中提取的黄酮
类化合物具有抗癌活性〔6〕。目前,关于银叶树树叶
中总黄酮含量的研究笔者未见文献报道。
本实验通过单因素和正交试验,以黄酮提取率
为指标,比较微波浸提法和超声波浸提法对银叶树
黄酮的提取效果,探讨银叶树树叶中黄酮提取的最
佳工艺参数,以期得到一种简单、高效的银叶树黄酮
提取工艺,为银叶树综合利用提供依据。
1 仪器与材料
1. 1 仪器 紫外可见分光光度计(T6-新世纪,北
京普析通用仪器设备有限责任公司) ;电子天平
(BL610 型,上海上天精密仪器有限公司) ;旋转蒸
发仪(RE-52 型,上海亚荣生化仪器厂) ;数显鼓风干
燥箱 (101-3A,绍兴市沪越科学实验仪器厂) ;微波
炉(NJL07-3 型,中国南京杰全微波设备有限公司) ;
超声波清洗器(SK8200HP,上海科导超声仪器有限
公司) ;高速中药粉碎机(FW-100 型,天津市泰斯特
仪器有公司) ;循环水式多用真空泵(SHB-III 型,郑
州长城科工贸有限公司)。
1. 2 材料 芦丁(批号:F20110802,国药集团化学
试剂有限公司) ;无水乙醇、氢氧化钠、硝酸铝、亚硝
酸钠等所用试剂均为化学纯。银叶树树叶采自广西
钦州港区,由钦州学院海洋学院钟秋平副教授鉴定
为梧桐科银叶树属植物银叶树 Heritiera littoralis
Dryand. 的树叶。取叶子,洗净,晾干,粉碎,备用。
2 黄酮含量测定方法〔7〕
·836· Journal of Chinese Medicinal Materials 第 35 卷第 4 期 2012 年 4 月
DOI:10.13863/j.issn1001-4454.2012.04.040
2. 1 标准曲线的确定 精确称取干燥至恒重的芦
丁标准品 4. 500 mg置于 100 mL 容量瓶中,加乙醇
溶解并定容,得到浓度为 45. 000 μg /mL 的芦丁标
准溶液。分别吸取上述芦丁标准液 1. 0、2. 0、4. 0、
6. 0、8. 0、12. 0 mL 于 25 mL 容量瓶中。加入 0. 7
mL 5%的 NaNO2 溶液,摇匀,放置 5 min后加入 0. 7
mL 10% 的 Al (NO3)3,摇匀,静置 6 min 后加入 5
mL 1 mol /L 的 NaOH,摇匀,并用 30%乙醇溶液定
容至刻度后,摇匀,静置 10 min后于波长 510 nm处
比色测定吸光度,空白试剂为参比液。以溶液浓度
为横坐标,吸光度值为纵坐标,进行线性回归,得回
归方程:y = 0. 0183x + 0. 0040,r = 0. 9998,浓度在 0
~ 21. 6 μg /mL范围内与吸光度呈良好线性关系。
2. 2 黄酮类化合物提取率的测定 选用乙醇作为
提取溶剂,试验中分别用微波和超声波提取,用移液
管精密吸取一定量的提取液置容量瓶中,加入 0. 7
mL 5%的 NaNO2 溶液,摇匀,放置 5 min后加入 0. 7
mL 10%的 Al (NO3)3,摇匀,静置 6 min 后加入 5
mL 1 mol /L的 NaOH,摇匀,并用 30%乙醇溶液定容
至刻度后,摇匀,用紫外可见分光光度计在 510 nm
波长下测其吸光度。根据标准曲线计算样品中黄酮
的提取率。
按下式计算黄酮的提取率:
黄酮的提取率(%)=
A × Cx × V
1000 × m × 100%
式中:A为稀释倍数;Cx 为样品中黄酮的浓度,
g /L;V为粗提液体积,mL;m为银叶树树叶质量,g。
3 实验步骤与结果
3. 1 单因素试验 对处理时间、提取功率、溶剂浓
度、料液比 4 个因素进行单因素试验。以银叶树树
叶中总黄酮的提取率为考察指标,确定各因素影响
程度和适宜范围。
3. 1. 1 微波处理时间对总黄酮提取率的影响:设
定料液比为 1 ∶ 30,乙醇浓度为 60%,提取功率为
400 W,微波处理时间分别为 2、4、6、8、10 min。测
总黄酮吸光度值,计算黄酮含量。结果见图 1。
由图 1 可知,当提取时间少于 8 min 时,提取不
完全;当提取时间为 8 min时,黄酮类化合物的提取
率最大;当提取时间高于 8 min时,黄酮类化合物的
提取率下降。在微波辐射过程中,电磁波把能量直
接传递到原料内部使之瞬间加热,当提取时间过长
时导致温度过高,使黄酮类化合物活性成分降解或
异构化,导致提取物有效成分含量降低;另一方面,处
理时间过长,溶剂挥发过多,也导致黄酮提取率下降。
因此,选择 8 min 作为黄酮类化合物的提取时间。
图 1 微波处理时间对银叶树树叶中黄酮提取率的影响
3. 1. 2 微波功率对总黄酮提取率的影响:设定料
液比为 1∶ 30,乙醇浓度为 60%,处理时间为 8 min,
微波功率分别为 300、350、400、450、500 W。测总黄
酮吸光度值,计算黄酮含量。结果见图 2。
图 2 微波功率对银叶树树叶中黄酮提取率的影响
由图 2 可知,微波功率在 300 ~ 400 W 的范围
内,黄酮类化合物提取率随微波功率的增大而增加,
当微波功率在 400 ~ 500 W 时,随着微波功率继续
增大,黄酮类化合物的提取率急剧降低。这主要是
由于过高的微波功率对黄酮类化合物活性成分产生
破坏作用,导致提取率下降,由于微波功率在 400 W
时提取率最大,因此选择该功率作为银叶树中黄酮
类化合物的提取功率。
3. 1. 3 溶剂浓度对总黄酮提取过程的影响:设定
料液比为 1∶ 30,处理时间为 8 min,微波功率为 400
W,溶剂浓度分别为 40%、50%、60%、70%、80%。
测总黄酮吸光度值,计算其黄酮含量。结果见图 3。
从图 3 中可以看出,乙醇浓度在 40% ~ 70%
时,黄酮提取率增加的速率较快,当乙醇浓度达到
70%左右时,提取率达最高,超过 70%时,黄酮的提
取率反而下降了。根据有机溶剂“相似相溶原理”,
黄酮的溶出度与溶剂的极性和本身的极性相关,极
性相似可达到最大溶出度。因此,选择 70%乙醇为
提取溶剂。
·936·Journal of Chinese Medicinal Materials 第 35 卷第 4 期 2012 年 4 月
图 3 乙醇浓度对银叶树树叶中黄酮提取率的影响
3. 1. 4 料液比对总黄酮提取过程的影响:选取
70%的乙醇作为提取溶剂,处理时间为 8 min,微波
功率为 400 W,料液比分别为 1 ∶ 15、1 ∶ 20、1 ∶ 25、
1∶ 30、1∶ 35、1∶ 40,测总黄酮吸光度值,计算其中黄酮
的含量。结果见图 4。
图 4 料液比对银叶树树叶中黄酮提取率的影响
从图 4 中可以看出,随着溶剂量的增加,总黄
酮的提取率呈明显增加。但是,在 1 ∶ 30 之后提取
率的增加速率趋于平缓。综合考虑提取率和经济效
益,选择料液比为 1∶ 30 为宜。
3. 2 正交试验 根据银叶树单因素试验结果综合
考虑,采用正交试验法对提取的主要影响因素(微
波处理时间 A、提取功率 B、溶剂浓度 C、料液比 D)
进行考察,采用正交试验表 L9(3
4)设计试验方案,
采用紫外可见分光光度法测定总黄酮含量。因素水
平表设置见表 1,正交试验表及结果见表 2,正交试
验方差分析见表 3。
结合极差分析和方差分析可知,各因素水平之
间的极差大小依次为 A > C > B > D,最佳条件为
A2B2C2D2,比较 F 值和临界值,各因素对黄酮提取
率均无显著影响。相对而言,微波处理时间对试验
结果影响最大,其次是乙醇浓度、提取功率,液料比
对试验结果的影响最小,因此,最终确定工艺条件为
A2B2C2D2,即微波处理时间 8 min、微波功率为 400
W、乙醇浓度为 70%、液料比为 1∶ 30。
表 1 银叶树树叶中黄酮提取工艺因素水平表
水平
因素
A 处理
时间 /min
B 提取
功率 /W
C 溶剂
浓度 /%
D 液料比
/(g /mL)
1 6 350 60 1∶ 20
2 8 400 70 1∶ 30
3 10 450 80 1∶ 40
表 2 正交试验表及结果
试验号
因素
A B C D
黄酮
提取率
/%
1 6 350 60 1∶ 20 5. 66
2 6 400 70 1∶ 30 5. 98
3 6 450 80 1∶ 40 5. 02
4 8 350 70 1∶ 40 6. 04
5 8 400 80 1∶ 20 5. 87
6 8 450 60 1∶ 30 6. 01
7 10 350 80 1∶ 30 5. 14
8 10 400 60 1∶ 40 5. 58
9 10 450 70 1∶ 20 5. 37
K1 5. 553 5. 613 5. 750 5. 633
K2 5. 973 5. 810 5. 797 5. 710
K3 5. 363 5. 467 5. 343 5. 547
R 0. 610 0. 343 0. 454 0. 163
表 3 正交试验方差分析表
因素 偏差平方和 自由度
F比 F临界值 显著性
A(处理时间) 0. 585 2 1. 990 F0. 05(2,8)= 4. 460
B(提取功率) 0. 178 2 0. 605 F0. 01(2,8)= 8. 650
C(溶剂浓度) 0. 373 2 1. 269
D(液料比) 0. 040 2 0. 136
误差 1. 18 8
3. 3 不同提取方法对黄酮得率的影响 按照与微
波提取相同的方法,对超声提取法提取黄酮的单因
素和正交试验进行了研究。结果表明,超声法提取
最佳工艺为:处理时间为 30 min,提取功率 350 W,
溶剂浓为 60%,液料比为 1∶ 30(g∶ mL)。两种提取
方法最优条件对比见表 4。
表 4 两种提取方法最优条件对比
提取方法
A处理
时间
/min
B提取
功率
/W
C溶剂
浓度
/%
D液料比
/(g∶ mL)
提取率
/%
微波 8 400 70 1∶ 30 6. 15
超声波 30 350 60 1∶ 30 5. 98
·046· Journal of Chinese Medicinal Materials 第 35 卷第 4 期 2012 年 4 月
4 结论
本研究采用正交试验,根据极差和方差分析最
终确定银叶树树叶中黄酮提取条件为:微波法提取,
处理时间 8 min、微波功率为 400 W、乙醇浓度为
70%、液料比为 1∶ 30。在此条件下,3 次实验结果表
明:银叶树树叶中总黄酮的平均提取率为 6. 15%。
参 考 文 献
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收稿日期:2011-12-12
基金项目:陕西省教育厅中药制药省级重点建设学科资助项目(100800)
作者简介:孙静(1978-) ,女,研究生,讲师,主要从事中药制药新技术与新剂型研究;Tel:029-38185175,E-mail:ph. 175@ 63. com。
陕西产黄花油点草总黄酮部位提取工艺研究
孙 静1,2,刘洁琼1,夏新华2,张丽梅1
(1. 陕西中医学院,陕西 咸阳 712046;2. 湖南中医药大学,湖南 长沙 410208)
摘要 目的:优选陕西产黄花油点草总黄酮提取工艺。方法:用紫外分光光度法,以总黄酮含量为指标,在优
选因素水平的基础上,选择 L9(3
4)正交试验设计,优选总黄酮最佳提取工艺。结果:总黄酮最佳提取工艺为:药材
浸泡 15 min,加水煎煮 3 次,加水量分别为 45、40、40 倍量,煎煮时间分别为 1、0. 5、0. 5 h。结论:该提取工艺合理
可行,为黄花油点草药材的进一步研究奠定基础。
关键词 黄花油点草;总黄酮;提取工艺
中图分类号:R914. 1 文献标识码:A 文章编号:1001-4454(2012)04-0641-04
Study on the Extraction Technology of Its Flavonoids Parts from Tricyrtis
maculata Growing in Shaanxi Province
SUN Jing1,2,LIU Jie-qiong1,XIA Xin-hua2,ZHANG Li-mei1
(1. Shaanxi College of Traditional Chinese Medicine,Xianyang 712046,China;2. Hunan University of Traditional Chinese Medicine,
Changsha 410208,China)
Abstract Objective:To optimize the extraction technology of total flavonoids from Tricyrtis maculata. Methods:With UV spectro-
photometry as detection method and the content of total flavonoids as index,using single factor experimrnt and L9(3
4)orthogonal test,
the optimal condition was deterined. Results:The best extraction technology was as follows:soaked the medicinal materials for 15 mi-
nutes,water-decoted for 3 times,the solid-water ratio was 1∶ 45,1∶ 40,1∶ 40 and the decotion time was 1,0. 5,0. 5 h respectively. Con-
clusion:The optimal extraction technology is reasonable and provides a basis for its further study.
Key words Tricyrtis maculate (D. Don)Machride;Flavonoids;Extraction
黄花油点草 Tricyrtis maculata (D. Don)Mach-
ride为百合科多年生草本,在陕西秦岭南坡、北坡均
有分布,生于海拔 280 ~ 2 300 m 的山坡林下、路旁
等处〔1〕。其性味甘、淡、平,具有安神除烦、活血消
肿之功效〔2〕。该药材是陕西省民间用于跌打损伤
的重要习用品种之一,具有分布面积广、蕴藏量大、
市场需求大等特点。由于各种原因目前国内对其研
究很少,所含化学成分、药理作用物质基础及作用机
制等均不明确。
在前期基础研究过程中,笔者通过颜色鉴识反
应对该药材化学成分做了较为系统的研究,并结合
大类成分现代研究,初步筛选出可能具有活性的黄
·146·Journal of Chinese Medicinal Materials 第 35 卷第 4 期 2012 年 4 月