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超声-微波协同萃取法提取飞扬草中没食子酸的工艺研究



全 文 :2011 年 6 月 第 13 卷 第 6 期 中国现代中药 Modern Chinese Medicine Jun. 2011 Vol. 13 No. 6
工 艺
[通讯作者] * 熊萍,E-mail:xiaoxiongping@ 126. com
超声 -微波协同萃取法提取飞扬草中
没食子酸的工艺研究
熊萍* ,张榕文,万玉华,徐静
[霸王(广州)有限公司,广东 广州 510440]
[摘要] 目的:建立超声 -微波协同萃取法提取飞扬草中没食子酸的最佳工艺及其含量测定方法。方法:采
用正交试验,以萃取率为评价指标,以微波功率、萃取时间及料液比为考察因素,各选取 3 个水平,考察没食子酸
的最佳萃取工艺条件;用 HPLC法测定,选用 Hypersil ODS C18(4. 6 mm × 250 mm,5μm) ,流动相:乙腈 - 0. 5 %磷
酸(15∶85) ,检测波长:273 nm,流速:1. 0 mL·min -1,柱温为室温。结果:没食子酸的最佳萃取工艺为微波功率
350 W,萃取时间 300 s,料液比 1 ∶50;没食子酸在 0. 56 ~ 3. 36 μg 线性关系良好(r = 0. 999 8) ,平均回收率为
101. 7 %,RSD =1. 04 %。结论:用此方法测定飞扬草中没食子酸含量灵敏度高,重复性好,样品处理方法简便
可行。
[关键词] 飞扬草;没食子酸;超声 -微波提取;提取工艺;HPLC
飞扬草为大戟科大戟属植物飞扬草 Euphorbia
hirta L. 的全草或带根全草,又名大乳汁草、天泡草
等。飞扬草具有广谱抗菌活性,其煎剂用平板纸片
法证明,对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和铜绿假单
胞菌均有抑制作用[1];褚小兰等[2]通过研究表明飞
扬草对急性炎症有较强抑制作用。《中药大辞典》[3]
中记载飞扬草叶含有酚酸及苷类如没食子酸等,研
究证明没食子酸具有抗炎抗菌作用。郑曙明等[4]通
过对没食子酸的药理研究表明,没食子酸具有抑菌、
抗病毒、清除自由基和抗氧化作用;章佩芬等[5]研
究飞扬草药理作用时发现其抗炎活性能与其中所含
的酚酸、萜烯、类固醇、类黄酮及皂角苷有关。我
国南方飞扬草资源丰富,有重要的经济价值和生态
价值[6-7],为了开发和利用其资源,本文报道了超声
微波法提取飞扬草中没食子酸的工艺研究,为飞扬
草的开发利用寻求新的途径。
1 仪器与试药
1. 1 仪器
LC-20AT型岛津高效液相色谱仪,CW-2000 型
超声 -微波协同萃取仪(上海新拓微波溶样测试技术
有限公司) ,KQ128 型超声波清洗器(40 kHz,100 W,
昆山超声仪器有限公司) ,FA1004 电子天平(上海恒
平科学仪器有限公司)。
1. 2 试药
没食子酸对照品(中国药品生物制品检定所,
批号:1107572200206) ,飞扬草经鉴定为大戟科大
戟属植物飞扬草 Euphorbia hirta L. 的全草或带根全
草。乙腈为色谱纯(LABSCIENCE. INC) ,水为双蒸
水,其他试剂均为分析纯。
2 方法与结果
2. 1 色谱条件及系统适应性试验
色谱柱 Hypersil ODS C18(4. 6 mm × 250 mm,
5 μm) ;流动相:乙腈 - 0. 5 %磷酸(15∶85) ;检测
波长:273 nm;流速:1. 0 mL·min -1,柱温:室温,
进样量:20 μL。
2. 2 超声微波条件优选
本实验采用三因素三水平正交试验方案 L9(3
3)
安排实验,见表 1。考察微波功率、萃取时间、料
液比 3 个因素,并以萃取率(mg·g -1)即萃取得到
的没食子酸质量与飞扬草粉末质量之比为指标,考
察各因素的影响。
表 1 因素水平表
水平 微波功率(A) /W 萃取时间(B) / s 料液比(C)
1 250 180 1∶ 30
2 300 240 1∶ 40
3 350 300 1∶ 50
2. 2. 1 单因素的考察
2. 2. 1. 1 微波功率的考察 微波功率对没食子酸萃
·54·
DOI:10.13313/j.issn.1673-4890.2011.06.021
书2011 年 6 月 第 13 卷 第 6 期 中国现代中药 Modern Chinese Medicine Jun. 2011 Vol. 13 No. 6
取率的影响如图 1 所示,实验结果表明微波功率为
350 W时萃取率最高,从仪器的视频监视器可看到
微波功率为 350 W 时,溶液微微沸腾,与仪器的最
佳功率设定相符。
图 1 微波功率对没食子酸萃取率的影响
2. 2. 1. 2 萃取时间的考察 萃取时间对没食子酸萃
取率的影响如图 2 所示。新型超声 -微波协同新技
术充分利用超声波振动的空化作用以及微波的高能
作用,可快速将样品中的有效充分萃取出来。但由
于没食子酸的热不稳定性,萃取时间过长导致萃取
率降低。
图 2 萃取时间对没食子酸萃取率的影响
2. 2. 1. 3 料液比的考察 料液比对没食子酸萃取率
影响见图 3。可以看出,料液比对没食子酸萃取率
影响不大。
图 3 料液比对没食子酸萃取率影响
2. 2. 2 正交试验数据分析 用 SPSS 16. 0 分析试验数
据,如表 2 直观分析表和表 3 方差分析表所示,3
个因素中萃取时间对没食子酸量影响差异显著(P <
0. 05) ,影响飞扬草中没食子酸萃取的主次因素为
B > A > C,确定最佳超声微波工艺条件为:A3B3C3,
即微波功率:350 W,萃取时间:300 s,料液比
1∶50。
2. 3 溶液的制备
2. 3. 1 对照品溶液的制备 精密称取没食子酸对照
品适量,置 25 mL棕色容量瓶中,加 50 %甲醇制成
每 1 mL含 0. 28 mg 的对照品溶液,加 50 %甲醇至
刻度,摇匀,备用。色谱图见图 4。
表 2 正交试验表
编号 A B C D 没食子酸含量 /mg·g - 1
1 1 1 1 1 18. 30
2 1 2 2 2 23. 39
3 1 3 3 3 31. 90
4 2 1 2 3 20. 60
5 2 2 3 1 23. 40
6 2 3 1 2 29. 40
7 3 1 3 2 22. 70
8 3 2 1 3 24. 87
9 3 3 2 1 31. 81
K1 73. 59 61. 60 72. 57
K2 73. 40 71. 66 75. 80
K3 79. 38 93. 11 78. 00
R 5. 98 31. 51 5. 43
表 3 方差分析表
因素 离均差平方和 n 均方 F P
A 7. 521 2 3. 760 3. 139
B 172. 9 2 86. 43 72. 159 < 0. 05
C 5. 109 2 2. 554 2. 133
总和 6. 245 6
2. 3. 2 供试品溶液的制备 飞扬草粉末加石油醚适
量,回流提取 1 h,滤过,药渣挥尽石油醚,备用。
精密称取脱脂后的飞扬草粉末(过三号筛)0. 5 g 置
反应瓶中,加 50 倍 4 mol·L -1盐酸,称重,放入超
声 -微波协同萃取仪,按照 2. 2 项的超声微波条件
萃取,放冷,称重,补足减失重量,过滤,取滤液
5 mL置于 25 mL 的棕色容量瓶中,加 50 %甲醇稀
释至刻度,摇匀,备用。色谱图见图 4。
图 4 没食子酸对照品及飞扬草样品 HPLC图
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2011 年 6 月 第 13 卷 第 6 期 中国现代中药 Modern Chinese Medicine Jun. 2011 Vol. 13 No. 6
2. 4 线性关系考察
精密吸取没食子酸对照品贮备液各 2,4,6,
8,10,12 μL,分别按 2. 1 项的色谱条件进样测定,
以峰面积(Y)对质量浓度(X)进行线性回归,得
没食子酸的回归方程 Y = 1 329 819. 4X - 102 788. 9,
r =0. 999 8,结果表明没食子酸在 0. 56 ~ 3. 36 μg 与
峰面积具有良好的线性关系。
2. 5 精密度试验
精密吸取没食子酸对照品溶液 20 μL,重复进
样 6 次,按 2. 1 项下色谱条件测定峰面积,以峰面
积计算 RSD =0. 11 %,表明仪器精密度良好。
2. 6 稳定性试验
取同一飞扬草供试品溶液,分别于 0,2,4,
6,8,12 h 进样,测定没食子酸的峰面积,计算
RSD =1. 17 %,表明样品溶液在 12 h内基本稳定。
2. 7 重现性试验
按供试品溶液的制备方法平行制备飞扬草样品
6 份,按 2. 1 项色谱条件测定峰面积,以峰面积计
算 RSD = 1. 07 %,试验结果表明此方法重现性
良好。
2. 8 加样回收率试验
精密称取已知含量的飞扬草药材 0. 25 g,分别
按 1∶1 含量精密加入没食子酸对照品溶液,按 2. 3. 2
项下方法制备供试品溶液,按 2. 1 项下色谱条件测
定,计算回收率,结果见表 4。
表 4 没食子酸回收率试验
编号
取样
/mg
样品中
含量 /mg
对照品加
入量 /mg
测得量
/mg
回收
率 /%
平均回
收率 /%
RSD /%
1 251. 8 8. 058 7. 967 16. 46 105. 4
2 251. 0 8. 032 8. 018 16. 44 104. 9
3 252. 5 8. 080 8. 120 16. 10 98. 71 101. 7 1. 04
4 252. 0 8. 064 8. 069 16. 06 99. 11
5 251. 0 8. 032 8. 069 16. 20 101. 2
6 251. 7 8. 032 8. 070 16. 19 101. 2
2. 9 样品含量测定
取飞扬草药材,按 2. 3. 2 项下制备供试品溶液,
平行测定 4 次,结果见表 5。
表 5 飞扬草中没食子酸的含量测定
编号 没食子酸含量 /mg·g - 1 平均含量 /mg·g - 1 RSD /%
1 32. 23
2 32. 25
3 32. 30
4 32. 22
32. 25 0. 12
3 分析与讨论
3. 1 萃取溶剂
没食子酸通常以游离酸或酯的形式存在于五倍
子、槲树皮、茶等植物中。 《中国药典》2010 版一
部采用 4 mol·L -1盐酸加热水解五倍子中的没食子
酸[8],实验证明酸性条件下提取没食子酸,可显著
提高萃取率,在萃取的过程中比较了甲醇、乙醇、
丙酮、醋酸乙酯,结果显示 4 mol·L -1盐酸萃取率较
高,且杂质峰少。因此本实验提取没食子酸采用
4 mol·L -1盐酸作为萃取溶剂。
3. 2 萃取方法
没食子酸属于有机酸及酚酸类,中草药中没食
子酸的提取大多采用煎煮法[9]、加热法[10]和多次浸
渍提取法[11]。这些传统的方法提取时间长、溶剂用
量大、操作繁琐、提取效率不高。近年来,一些新
的提取技术如超临界流体提取法、超声微波协同萃
取法等正逐渐引入中草药有效成分的提取。本实验
比较了超声提取法(1)、回流提取法(2)、超声微波
协同萃取法(3) ,3 种方法均以 25 倍溶剂分别提取
30,30,5min,其提取率高低为(2) >(3) >(1)。
回流法提取率最高,但峰形拖尾,可能是由于长时
间高温提取导致没食子酸分解。故与传统提取方法
相比,超声微波协同萃取法具有速度快、能耗小、
回收率高等特点,且利于热不稳定性组分的萃取。
3. 3 萃取工艺的考察
考察微波功率因素时,低于 350 W,萃取率较
低。可能由于萃取温度过低,没有达到加热水解的
温度,不能将飞扬草的没食子酸萃取出来。高于
350 W时,萃取温度过高,不适合具有热不稳定性
的没食子酸的萃取。
4 结论
飞扬草中没食子酸的最佳萃取工艺为 50 倍量
4 mol·L -1盐酸,微波功率为 350 W,萃取时间为
300 s。采用超声微波萃取飞扬草中的没食子酸,可
避免长时间高温高压条件下萃取或合成反应引起的
分解,从而不破坏所萃取的有机物分子的结构,此
方法较简便可行。
参考文献
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(收稿日期 2010-12-22)
Study on Ultrasonic-Microwave Synergistic Extraction for Gallic Acid of Euphorbia Hirta L.
XIONG Ping,ZHANG Rong-wen,WAN Yu-hua,XU Jing
(Guangzhou Bawang Co. Ltd,Guangzhou 510440,China)
[Abstract] Objective:To studying on ultrasonic-microwave synergistic extraction for gallic acid of Euphorbia
hirta L. . Methods:The optimum extraction technology condition was investigated by orthogonal experiment with
extraction rate. HPLC was used,and the HPLC system consisted of Hypersil ODS column (4. 6 mm × 250 mm,
5μm) ,acetonitrile -0. 5 % phosphoric acid (15∶85)mixture as mobile phase,with detection at 273 nm,flow rate
1. 0 mL·min-1 and column temperature at room temperature. Results:The optimum extraction process was as
follows:Microwave Power of 350 W,extraction time of 300 s,and 1∶50 materiel-liquid ratio. The method was linear
with the range of 0. 56 ~ 3. 36 μg (r = 0. 999 8). The average recovery was 101. 7 % and RSD was 1. 04 % .
Conclusion:This method has high analytic sensitiveness,good linear relations and low interference.
[Key words] Euphorbia hirta (L. ) ;Gallic acid;Ultrasonic-Microwave;Orthogonal Design;
檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿
HPLC
(上接第 37 页)
示,朝藿定 C与超滤管的结合并不影响测定,可以忽
略不计。
参考文献
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(收稿日期 2011-03-30)
Determination of the Plasma Protein Binding Rates of Epimedin C by Ultrafiltration
LI Xiang-jun,DU Yanxia,WANG Yu-feng,WANG Sheng
(Shijiazhuang Yiling Pharmaceutical Co. Ltd. ,Shijiazhuang 050035,China)
[Abstract] Objective:To determine the protein binding rates of epimedin C with human plasma protein.
Methods:HPLC method coupled with ultrafiltration was employed to determine protein binding rates of epimedin C
with human plasma. Results:The protein binding rates of epimedin C with human plasma from this study were
(83. 24 ± 0. 73) ,(85. 85 ± 0. 74) ,(86. 22 ± 1. 21)with plasma concentration of 10. 65,26. 62 and 106. 5 μg·
mL -1,respectively. Conclusion:Epimedin C has higher extent protein binding with human plasma.
[Key words] Ultrafiltration;Epimedin C;Plasma protein binding rate;HPLC
·84·