全 文 :第 28 卷 第 2 期
Vol. 28 No. 2
钦 州 学 院 学 报
JOURNAL OF QINZHOU UNIVERSITY
2013 年 2 月
Feb.,2013
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[收稿日期]2011-12-05
[基金项目]广西教育厅项目资助:银叶树树叶中活性成分的筛选及分离研究(200911LX437) ;广西自然科学基金
项目:广西三娘湾白海豚栖息地生态保护研究(2011GXNSFA018123) ;钦州学院引进人才科研启动基金
资助。
[作者简介]张艳军(1980-),女,湖北天门人,钦州学院化学化工学院讲师。
溶剂法提取银叶树树叶中
总黄酮工艺研究
张艳军,彭重威,徐淑庆,郑韵英,钟秋平
(钦州学院 化学化工学院,广西 钦州 535000)
[摘 要] 为了优化工艺条件,从红树林植物银叶树(Heritiera littoralis Dryand.〕树叶中提取具有抗癌生
物活性的黄酮。采用传统的溶剂提取法,用乙醇为溶剂,用紫外可见分光光度法在最佳吸收波长为 510 nm 处
对提取液中黄酮含量进行测定,考察了溶剂浓度、提取温度、提取时间和料液比这 4 个单因素对黄酮提取率的
影响。在单因素条件基础上,建立 L9(3
4)正交实验对黄酮的提取条件进行了优化。实验结果表明:乙醇浓度
60%、提取温度 70℃、料液比 1 g ∶ 30 mL、提取时间 2h,该条件下黄酮的提取率达 6. 68%。
[关键词] 有机溶剂提取;银叶树树叶;黄酮类化合物;提取工艺
[中图分类号] O629. 9 [文献标识码] A [文章编号] 1673-8314(2013)02-0040-04
银叶树〔Heritiera littoralis Dryand〕,也称大
白叶仔,为梧桐科银叶树属真红树植物。银叶
树自然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]。我国银叶树在广东、海南、广
西、香港和台湾等省(地区)有少量零星分
布[2-4]。研究表明:银叶树具备较高的药用价
值,我国民间常用银叶树的树皮水煎液内服治
血尿病,此外,银叶树也用作治疗腹泻和赤痢,
它的种仁被作为一种滋补品。在东南亚一带,
银叶树的树汁常用来毒鱼、捕猎。其树皮可熬
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[5 -6]。从叶子中提取的酮
类化合物具备抗癌活性[7]。目前,对银叶树中
总黄酮含量未见研究报道,本实验主要对银叶
树叶子中的总黄酮含量进行了研究,为红树林
植物的药用成分研究打下基础。
1 材料与仪器
1. 1 材料
银叶树树叶采自广西钦州港区。洗净,晾干,
粉碎备用。
1. 2 试剂
芦丁(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(上海西陇化工
有限公司)。
1. 3 仪器
HH-4 数显恒温水浴锅(常州国华电器有限
公司)、高速万能粉碎机(天津市泰斯特仪器有限
公司)、T6-新世纪紫外可见分光光度计(北京普
析通用仪器设备有限责任公司)、BL610 型电子天
平(上海上天精密仪器有限公司)、RE-52 型旋转
蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂)。
第 2 期 张艳军,彭重威,徐淑庆,郑韵英,钟秋平:溶剂法提取银叶树树叶中总黄酮工艺研究
2 实验方法
2. 1 总黄酮的测定[8]
2. 1. 1 标准工作曲线的绘制方法
精确称取干燥至恒重的芦丁标准品 4. 500mg
置于 100mL容量瓶中,加入无水乙醇溶解并定容
配成浓度为 45. 000mg /L 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.
0mL 于 25mL 容量瓶中。加入 0. 7mL5% 的
NaNO2 溶液,摇匀,放置 5min 后加入 0. 7mL10%
的 Al(NO3)3,摇匀,静置 6min 后加入 5mL1mol /L
的 NaOH,摇匀,并用 30%乙醇溶液定容至刻度
后,摇匀,静置 10min 后于波长 510nm 处比色测
定吸光度,试剂空白为参比液。用 Excel 软件处
理得回归方程:y = 0. 0183x+0. 0040,R2 = 0. 9996,
浓度在 0 ~ 30mg /L 范围内与吸光度呈良好线性
关系。
2. 1. 2 样品中黄酮测定方法
利用有机溶剂提取黄酮类化合物是目前采用
最多的一种方法,常用的有机溶剂有乙醇、丙酮、
乙酸乙酯等。由于乙醇穿透植物细胞能力强,毒
性小,价格便宜,易于回收,实验中采用乙醇提取
回流法,分别用移液管精密吸取一定量的提取液
置容量瓶中,定容,摇匀,用紫外可见分光光度计
在 510nm波长下测其吸光度,利用标准曲线方程
计算出样品中黄酮的浓度。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:稀释倍数;Cx:样品中黄酮的浓度,g / L;
V:粗提液体积,mL;M:银叶树质量,g。
2. 2 银叶树叶中黄酮的提取工艺参数的确定方
法
根据银叶树单因素实验结果综合考虑,采用
正交试验法对醇提的主要影响因素(乙醇浓度 A,
提取温度 B,溶剂用量倍数 C,提取时间 D)进行
考察,以黄酮的提取率为指标,采用 4 因素 3 水平
的水平正交试验表 L9(34)设计试验方案,采用紫
外可见分光光度法测定总黄酮的提取率。因素水
平表设置见表 1。
表 1 银叶树药材提取工艺因素水平表
水平
因素
A 溶剂的
浓度%
B 提取
温度℃
C 液料比
D 提取
时间 h
1 60 60 1 ∶ 20 1
2 70 70 1 ∶ 30 2
3 80 80 1 ∶ 40 3
3 结果
3. 1 单因素实验
对影响黄酮提取效果的溶剂用量、乙醇浓度、
提取时间、提取温度这四个因素做单因素实验。
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 乙醇浓度对总黄酮提取过程的影响
设定料液比为 1 ∶ 15,提取时间为 2h,提取温
度为 70℃,乙醇浓度设定为 5 个水平:分别为
40%,50%,60%,70%,80%。实验完毕后,测总
黄酮的提取率。
图 1 乙醇浓度对银叶树树叶中黄酮提取率的影响
从图 1 中可以看出,乙醇浓度在 40% ~ 60%
时黄酮提取率增加的速率较快,当乙醇浓度达到
60%左右时,提取率达最高,超过 60%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,实验选
择乙醇浓度为 60%。
3. 1. 2 提取温度对总黄酮提取过程的影响
以 70%的乙醇作为提取溶剂,设定料液比为
1 ∶ 15,提取时间为 2h,提取温度设定为 5 个水
平:分别为 40℃,50℃,60℃,70℃,80℃。实验完
毕后,测总黄酮的提取率。
14
钦州学院学报 第 28 卷
图 2 提取温度对银叶树树叶中黄酮提取率的影响
从图 2 看出,随着提取温度的升高,黄酮提取
率也随之增加,在 70℃时达到最大值。黄酮类化
合物在乙醇中的溶解度随温度的升高而增加,
随着温度升高,扩散系数增大,提取剂的渗透能
力也相应增强,使有效成分浸出速率增大。但
提取温度超过 70℃后,提取率开始下降,这是由
于黄酮类化合物在较高温度下会发生氧化分解
等反应而遭到破坏,而乙醇的沸点是 78℃,超过
此温度乙醇易挥发。综合考虑,提取温度以
70℃为宜。
3. 1. 3 料液比对总黄酮提取过程的影响
以 70%的乙醇作为提取溶剂,设定提取时间
为 2h,提取温度为 70℃,料液比用量设定为五个
水平:分别为 1 ∶ 15,1 ∶ 25,1 ∶ 30,1 ∶ 35,1 ∶ 40。
测总黄酮的提取率。
图 3 料液比对提取效果影响实验结果图
从图 3中可以看出,当料液比在 1 ∶ 15 ~1 ∶ 30
之间时,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。这可能因为溶剂的用量越大,提取就
越充分,提取率就越高,但是由于每种植物中黄酮
含量均为一个定值,当达到一定程度时,一定比
例的溶剂已将有效成分近于完全溶出,使得提
取率趋于稳定,实验选择在 1 ∶ 30 左右为考虑对
象。
3. 1. 4 提取时间对总黄酮提取过程的影响
以 70%的乙醇作为提取溶剂,设定料液比为
1 ∶ 15,提取温度为 70℃,提取时间设定为五个水
平:分别为 1h,2h,3h,4h,5h。测总黄酮的提取
率。
图 4 提取时间对银叶树树叶中黄酮提取率的影响
从图 4 中可以看出,提取时间并不是越长越
好,黄酮提取率随着提取时间的增加先上升再下
降。2h时的含量最大,可能是因为对于一定量的
提取溶剂,其所能溶解的黄酮类化合物的量有限,
当溶液中的黄酮类化合物的量已经达到饱和时,
黄酮类化合物将不再溶出,而且此时再继续提取,
可能对已溶出的黄酮化合物造成破坏。因此,实
验选择提取时间为 2h。
3. 2 正交实验
以乙醇浓度、提取温度、溶剂用量倍数、提取
时间 4 个因素进行 4 元 3 次正交试验,并用统计
分析软件对实验数据进行处理。对表 2 中的结果
进行直观分析表明:各因素水平之间的极差大小
依次为 A>B>C>D,乙醇浓度对试验结果影响最
大,其次是提取温度、液料比,提取时间对试验结
果的影响最小,最佳条件为 A1B2C2D2,因此,最终
确定工艺条件为 A1B2C2D2,即用 60%的乙醇、液
料比为 1 ∶ 30、提取温度为 70℃、提取时间 2h。通
过三次实验结果表明:银叶树总黄酮的平均提取
率为 6. 68%。
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第 2 期 张艳军,彭重威,徐淑庆,郑韵英,钟秋平:溶剂法提取银叶树树叶中总黄酮工艺研究
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
2
3
4
5
6
7
8
9
K1
K2
K3
k1
k2
k3
R
60
60
60
70
70
70
80
80
80
6. 000
5. 703
5. 340
2. 000
1. 901
1. 780
0. 660
60
70
80
60
70
80
60
70
80
5. 497
5. 917
5. 630
1. 832
1. 972
1. 877
0. 420
1 ∶ 20
1 ∶ 30
1 ∶ 40
1 ∶ 30
1 ∶ 40
1 ∶ 20
1 ∶ 40
1 ∶ 20
1 ∶ 30
5. 313
6. 040
5. 690
1. 771
2. 013
1. 897
0. 330
1
2
3
3
1
2
2
3
1
5. 653
5. 747
5. 643
1. 884
1. 916
1. 881
0. 104
5. 42
6. 66
5. 92
5. 84
5. 92
5. 35
5. 23
5. 17
5. 62
4 结论
利用传统溶剂法对银叶树树叶中黄酮含量进
行研究,表明,用 60%的乙醇、液料比为 1 ∶ 30、提
取温度为 70℃、提取时间 2h,此条件下总黄酮提
取率最高,达 6. 68%。
参 考 文 献
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On the Extraction Process of Total Flavonoids from Leaves
of Heritiera Littoralis Dryand by Solvent Method
ZHANG Yan-jun,PENG Chong-wei,XU Shu-qing,ZHENG Yun-ying,ZHONG Qiu-ping
(Qinzhou University,Qinzhou 535000,China)
Abstract:To optimize the process of extracting flavone with anti-cancer bioactivity from the leaves of mangrove heritiera lit-
toralis dryand,this paper adopts the traditional solvent extraction,uses ethanol as the solvent,measures the flavone content of the
extract when the optimum absorption wavelength is 510 nm under uv-vis spectrophotometry,inspects the impact of the four single
factors namely ethanol concentrate,extraction temperature,time and solid-liquid ratio on the extractiong rate of flavone. Based
on single factor and the orthogonal design of L9(3
4) ,the extracting conditions are optimized. The experiment indicates that when
ethanol concentrate is 60%,extraction temperature is 70℃,the solid-liquid ratio is 1g:30 mL and the time is 2h,the extraction
rate of flavone reaches 6. 68% .
Key words:organic solvent extraction;leaf of heritiera littoralis dryand;flavonoid;extraction process
[责任编辑 江元杪]
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