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复合酶法提取毛脉酸模中有效成分的工艺研究



全 文 :收稿日期:2010-12-23; 修订日期:2011-04-28
基金项目:国家自然科学基金(No. 30970300;No. 30270156)
作者简介:刘颖新(1979-) ,男(汉族) ,吉林松原人,现任湖南中医药高等
专科学校助教,硕士学位,主要从事中药资源开发与生物技术研究工作.
* 通讯作者简介:王振月(1956-) ,男(汉族) ,黑龙江哈尔滨人,现任黑龙
江中医药大学药学院教授,硕士研究生导师,学士学位,主要从事中药资
源开发与生物技术研究工作.
复合酶法提取毛脉酸模中有效成分的工艺研究
刘颖新1,2,王振月1* ,刘利利2,王谦博3
(1.黑龙江中医药大学药学院,黑龙江 哈尔滨 150040 ; 2.湖南中医药高等专科学校,湖南 株洲 412012;
3.黑龙江省药品检验所,黑龙江 哈尔滨 150010)
摘要:目的 采用复合酶法提取毛脉酸模中有效成分,研究其提取最佳工艺。方法 以毛脉酸模根中白藜芦醇苷、白藜芦
醇、大黄酚苷、酸模素、大黄素、大黄酚、大黄素甲醚及出膏率为考察指标,采用多指标综合评分和正交设计实验优化复合
酶法提取毛脉酸模有效成分的工艺。结果 复合酶法提取毛脉酸模有效成分的最佳酶解条件:酶量为 3%,酶解时间 120
min,酶解温度 40℃,pH = 6。结论 验证试验结果表明该提取工艺稳定可行,适用于毛脉酸模有效成分的提取。
关键词:复合酶法; 毛脉酸模; 有效成分
DOI标识:doi:10. 3969 / j. issn. 1008-0805. 2011. 11. 013
中图分类号:R284. 2 文献标识码:A 文章编号:1008-0805(2011)11-2601-02
The Technology of Extracting Effective Components from Rumex gmelini by Compound
Enzymolysis Method
LIU Ying-xin1,2,WANG Zhen-yue1* ,LIU Li-li2,WANG Qian-bo3
(1. Heilongjiang University of Traditional Chinese Medicine,Haerbin 150040,China;2. Hunan Traditional Chi-
nese Medical College,Zhuzhou 412012,China;3. Heilongjiang Drug Inspection Institute,Haerbin 150040,Chi-
na)
Abstract:Objective To extract effective components from Rumex gmelini Turcz by compound enzymolysis method and research
the optimal technology. Methods Using resveratrol glucoside,resveratrol,chrysoretin,musizin,emodin,chrysophanol,physcion of
Rumex gmelini Turcz and rate of creaming as indexes. The orthogonal design experiment and multiple guidelines grading method
were adopted to optimize extracting process. Results The optimum conditions were as follows:compound enzyme amount 3%,en-
zymatic extraction time 120 min,enzymolysis temperature 40 ℃ and pH = 6. Conclusion The extracting process is stable,feasi-
ble,and it is applicable to extract the effective components from Rumex gmelini Turcz. .
Key words:Compound enzymolysis method; Rumex gmelini Turcz; Effective components
毛脉酸模 Rumex gmelini Turcz. .为蓼科酸模属植物,民间以
根入药,以治疗淋病、癣病、疮毒、癌症和止血、调血脂等著称[1]。
从毛脉酸模根中已分离得到酸模素、蒽醌类、二苯乙烯类、黄酮类
化合物。药理研究表明,毛脉酸模具有抗菌、抗病毒、抗肿瘤、抗
心肌缺血等生物活性。复合酶法近几年已被广泛应用在植物活
性成分的提取中,如复合酶法提取黄酮、多糖、色素、生物碱
等[2 ~ 5],它具有操作简单、高效、稳定等优点。本文以毛脉酸模的
根为研究对象,选用复合酶进行有效成分的提取,通过正交试验
研究复合酶的作用时间、pH、酶用量和温度对有效成分提取率的
影响,得到了提取毛脉酸模有效成分的最佳条件。
1 仪器与材料
毛脉酸模根采于黑龙江中医药大学药用植物园。白藜芦醇、
白藜芦醇苷均由美国 SIGMA 公司提供。大黄素、大黄酚和大黄
素甲醚由中国药品生物制品检定所提供。大黄酚苷(大黄酚 - 1
- O - β - D -葡萄糖苷) ,酸模素由课题组成员从毛脉酸模植物
中提取分离得到,经波谱分析鉴定结构,含量确定在 98%以上。
纤维素酶、果胶酶由黑龙江肇东日成酶制剂有限公司提供。Wa-
ters高效液相色谱仪,色谱柱 Planetsil C18(200 mm × 4. 6 mm,5
μm) ,Mettler电子天平 AE 240(瑞士) ,电热恒温水浴锅(江苏金
坛医疗仪器厂) ,恒温电热套(山东鄄城永兴仪器厂) ,DHG -
9140A型电热恒温鼓风干燥箱(上海一恒科技有限公司)。甲醇:
色谱纯;水为纯净水;其余试剂均为分析纯。
2 方法
2. 1 色谱条件 色谱柱 Planetsil C18分析柱(200 mm × 4. 6 mm,5
μm) ,预柱 Phenomenex ODS - C18(4. 0 mm × 3. 0 mm) ;流动相为
甲醇,0. 1%磷酸水;梯度洗脱条件:流动相从 30%甲醇到 100%
甲醇,分析时间为 50 min;流速 1 ml·min -1;检测波长 254 nm。
2. 2 供试品溶液的制备 精密称取适量毛脉酸模根粉末,加入复
合酶,倒入适量的一定 pH 值的蒸馏水中,在一定温度酶解一段
时间后通过索氏提取器,用乙醇提取一定时间,倒入蒸发皿中蒸
干,待测。
2. 3 线性关系考察 精密称取白藜芦醇苷、白藜芦醇、大黄酚苷、
酸模素、大黄素、大黄酚、大黄素甲醚对照品适量,溶于甲醇配制
成浓度依次为 0. 22,0. 02,0. 20,0. 13,0. 19,0. 125,0. 09 mg /ml的
标准溶液,分别精密吸取标准溶液进样,以峰面积 Y 对进样量 X
进行线性回归,得白藜芦醇苷回归方程 Y = 1. 262 × 106X -
19970;白藜芦醇回归方程 Y = 9. 787 × 106X - 81 250;大黄酚苷
回归方程 Y = 3. 190 × 104 + 2. 205 × 106X;酸模素回归方程 Y =
4. 639 × 106X - 1. 318 × 104;大黄素回归方程 Y = 8. 000 × 104 +
3. 328 × 106X;大黄酚回归方程 Y = 7. 012 × 103 + 3. 992 × 106X;大
黄素甲醚回归方程 Y = 7. 973 × 103 + 1. 715 × 106X。
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LISHIZHEN MEDICINE AND MATERIA MEDICA RESEARCH 2011 VOL. 22 NO. 11 时珍国医国药 2011 年第 22 卷第 11 期
2. 4 精密度实验 取同一份供试品溶液,连续进样 5 次,白藜芦
醇苷、白藜芦醇、大黄酚苷、酸模素、大黄素、大黄酚、大黄素甲醚
7 个次生代谢产物峰面积的积分值,5 次测定相对标准偏差 <
2%。
2. 5 重复性实验 取同一样品粉末 5 份,每份精密称取 0. 1 g,按
“2. 2”项方法制成供试品溶液,测定结果表明,7 个次生代谢产物
峰面积的积分值相对标准偏差 < 4%(n = 5) ,证明该方法重复性
良好。
2. 6 稳定性实验 取同一份供试品溶液,分别在 0,2,6,18,24 h
进样测试,结果显示所检测的次生代谢产物,峰面积积分相对标
准偏差 < 4%,证明所测样品在 24 h内稳定。
2. 7 加样回收率实验 精密称取已知含量的毛脉酸模粉末为样
品,分别加入一定量的酸模素标准品,按“2. 2”项下制备供试品
溶液,测定含量,并计算加样回收率(见表 1)。
2. 8 复合酶法提取条件的优化 根据文献资料[6],在复合酶法
提取中药有效成分过程中,主要的影响因素分别为:酶解时间、酶
用量、酶解 pH值及酶解温度。本实验选取主要影响因素及合适
的水平,按 L9(3
4)正交试验设计表的条件进行试验,并进行多指
标综合评分,确定毛脉酸模提取的最佳条件。评分时以各指标的
最大值为参照将数据进行归一化,再给出不同的权重[7]。白藜
芦醇苷的权重系数设为 0. 2,白藜芦醇的权重系数设为 0. 25,酸
模素及大黄素的权重系数设为 0. 1,大黄酚苷、大黄酚和大黄素
甲醚的权重系数设为 0. 05。由于毛脉酸模中除二苯乙烯和蒽醌
类成分外,还有其他有效成分,故以浸出物多少来代表其他有效
成分,并将出膏率设为正权重系数。同时考虑到出膏率和其它已
明确指标成分存在的矛盾,故将出膏率的权重系数定为 0. 2,以
综合值进行统计分析。其中综合评分 Y =0. 2X1 × 100 /此指标最
大值 + 0. 25X2 × 100 /此指标最大值 + 0. 05X3 × 100 /此指标最大
值 + 0. 1X4 × 100 /此指标最大值 + 0. 1X5 × 100 /此指标最大值 +
0. 05X6 × 100 /此指标最大值 + 0. 05X7 × 100 /此指标最大值 +
0. 2X8 × 100 /此指标最大值。
表 1 加样回收率试验结果
次数
样品含量
m /mg
加标量
m /mg
测得量
m /mg
回收率
(%)
平均回收率
(%)
RSD
(%)
1 0. 461 0. 411 0. 884 102. 9
2 0. 455 0. 411 0. 871 101. 2
3 0. 453 0. 411 0. 861 99. 3 101. 46 1. 33
4 0. 459 0. 411 0. 877 101. 8
5 0. 462 0. 411 0. 882 102. 1
n = 5
2. 9 复合酶法提取的单因素实验
2. 9. 1 不同 pH 值对毛脉酸模提取效果的影响 根据酶制剂产
品说明及文献资料[8],酶解时最适 pH 值为 5,所以选 pH = 4、pH
= 5、pH = 6 这 3 个水平进行正交实验。
2. 9. 2 不同温度对毛脉酸模提取效果的影响 根据酶制剂产品
说明及文献资料[8],酶解时最适酶解温度为 50℃。所以选 40,
50,60 ℃这 3 个水平进行正交试验。
2. 9. 3 不同酶解时间对毛脉酸模提取效果的影响 根据产品说
明及文献资料[8],酶解时最适酶解时间为 1. 5 h。所以选 1,1. 5,
2 h这 3 个水平进行正交实验。
2. 9. 4 不同复合酶用量对毛脉酸模提取效果的影响 根据文献
报道[9]确定纤维素酶与果胶酶的配比为 1∶ 1 时有效成分提取效
果最佳。精密称取 0. 4 g 毛脉酸模根粉末(80 目) ,分别加入毛
脉酸模根粉末质量的 0. 5%,1%,2%,3%,4%,5%的复合酶,在
相同温度下酶解相同时间后,置于索氏提取器中,用 80%乙醇提
取 4 h。得到的滤液定容后分别测定不同酶量提取条件下白藜芦
醇苷、白藜芦醇、大黄酚苷、酸模素、大黄素、大黄酚和大黄素甲醚
的含量以及出膏率,并进行多指标综合评分。结果表明:酶用量
为 0. 5%,1%,2%,3%,4%,5% 时,综合评分结果依次为:
89. 472 98,92. 356 3,94. 218 15,95. 761 63,93. 942 86,91. 379 53。
可见提取酶量为 3%时已达到最佳效果。
2. 10 正交实验设计
2. 10. 1 样品制备 为进一步考察复合酶法提取的提取工艺,精
密称取 3 年生毛脉酸模根粉末 0. 5 g,对影响提取效果的主要因
素:酶解时间、酶解温度、pH 值进行 4 因素 3 水平正交实验。因
素水平见表 2。按 L9(3
4)正交实验表分别制备各样品,滤过,蒸
干,残渣以甲醇溶解并定容至 25 ml,微孔滤膜滤过,滤液作为供
试品溶液。
表 2 因素水平表
水平 /因素 酶解时间 t /min 酶解温度 T /℃ pH值
1 60 40 4
2 90 50 5
3 120 60 6
2. 10. 2 结果与结论 分别吸取上述各样品溶液 10μl 注入高效
液相色谱仪,按“2. 1”方法测定各指标成分含量以及出膏率,并
进行多指标综合评分。结果见表 3,方差分析见表 4。
表 3 正交设计及数据处理表
实验号 A B C D误差
白黎芦醇苷
含量 X1(%)
白黎芦醇
含量 X2(%)
大黄酚素
含量 X3(%)
酸模素
含量 X4(%)
大黄素
含量 X5(%)
大黄酚
含量 X6(%)
大黄素甲醚
含量 X7
出膏率
(%)
综合评分
Y
1 1 1 1 1 2. 482 0. 163 2 0. 639 7 0. 592 5 0. 152 3 0. 546 6 0. 204 5 42. 68 79. 07
2 1 2 2 2 2. 384 0. 193 5 0. 417 5 0. 273 1 0. 130 5 0. 518 9 0. 218 2 46. 43 76. 38
3 1 3 3 3 3. 879 0. 182 4 0. 431 9 0. 639 7 0. 121 1 0. 456 3 0. 1987 47. 89 86. 46
4 2 1 2 3 3. 164 0. 152 1 0. 536 0 0. 503 9 0. 145 8 0. 380 6 0. 186 7 49. 53 80. 61
5 2 2 3 1 2. 535 0. 215 1 0. 197 6 0. 611 2 0. 167 7 0. 406 0 0. 1953 48. 64 85. 23
6 2 3 1 2 2. 893 0. 177 0 0. 582 7 0. 407 1 0. 128 7 0. 525 6 0. 2371 47. 39 77. 1
7 3 1 3 2 3. 583 0. 220 7 0. 917 4 0. 733 2 0. 0985 9 0. 428 7 0. 2288 46. 58 91. 67
8 3 2 1 3 3. 287 0. 187 5 0. 632 2 0. 479 4 0. 163 4 0. 351 4 0. 2485 44. 57 84. 13
9 3 3 2 1 2. 892 0. 197 9 0. 580 6 0. 308 7 0. 150 1 0. 370 8 0. 1522 47. 56 83. 37
K1 241. 911 251. 349 240. 609 247. 671
K2 243. 249 245. 739 240. 360 244. 560
K3 259. 170 247. 239 263. 361 251. 199
R 17. 259 5. 610 23. 001 5. 739
n =3
直观分析表明,以综合评分为标准,在所选因素水平范围内,
pH对毛脉酸模的提取效果影响最大,酶解时间影响其次。方差
分析表明,因素 C(pH值)对结果影响显著,因素 B 和 C均无显著
性影响。故选取最佳提取条件为 A3B1C3,即酶解 120 min,酶解
温度 40 ℃,pH = 6 进行验证实验。
2. 10. 3 验证实验 根据筛选得到的最佳工艺 A3B1C3,进行验证
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时珍国医国药 2011 年第 22 卷第 11 期 LISHIZHEN MEDICINE AND MATERIA MEDICA RESEARCH 2011 VOL. 22 NO. 11
实验,得白藜芦醇苷含量为 3. 85% 、白藜芦醇含量为 0. 21% 、大
黄酚苷含量为 0. 627%、酸模素含量为 0. 439%、大黄素含量为
0. 156%、大黄酚含量为 0. 514%、大黄素甲醚含量为 0. 235%、浸
膏得率为 49. 82% (n = 3)。综合评分:92. 05。说明上述工艺达
到了优化的目的。
表 4 方差分析
方差来源 离均差平方和 自由度 均方 F值 P
A 61. 461 2 30. 73 10. 999
B 5. 624 2 2. 812 1. 006
C 116. 292 2 58. 146 20. 811 < 0. 05
误差 5. 588 2 2. 794
F0. 05(2,2)= 19. 00,F0. 01(2,2)= 99. 00
3 结论
首次用复合酶法通过正交设计对毛脉酸模有效成分提取工
艺进行了初步探讨,表明复合酶法提取毛脉酸模有效成分的最佳
酶解条件:酶量为 3%,酶解时间 120 min,酶解温度 40℃,pH 为
6。经过极差和方差分析,影响毛脉酸模有效成分酶解因素的顺
序为:pH >酶解时间 >酶量 >酶解温度,且 pH 对结果的影响显
著,该结果可为毛脉酸模有效成分提取提供理论参考依据。
参考文献:
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大学硕士论文,2006.
收稿日期:2011-01-04; 修订日期:2011-04-28
基金项目:国家自然科学基金(No. 31070321) ;海南省自然科学基金(310083) ;中央级科研院所基本科研业务费专项资金资助项目(No. ITBBZD1041)
作者简介:罗 应(1985-) ,男(汉族) ,湖南长沙人,现为海南大学在读硕士研究生,主要从事天然产物研究与开发工作.
* 通讯作者简介:梅文莉(1974-) ,女(汉族) ,湖北黄石人,现为中国热带农业科学院副研究员,硕士研究生导师,博士学位,主要从事天然产物化学研
究工作.
海南龙血树茎及其血竭脂溶性成分
的气相色谱-质谱联用分析
罗 应1,2,王 辉2,3,左文健2,3,戴好富2,3,梅文莉2,3*
(1.海南大学农学院,海南 海口 570228;
2.中国热带农业科学院 热带生物技术研究所 海南省黎药资源天然产物研究
与利用重点实验室,海南 海口 571101;
3.海口市热带天然产物研究与利用重点实验室,海南 海口 571101)
摘要:目的 分析海南龙血树茎及其血竭脂溶性成分。方法 采用溶剂萃取法提取海南龙血树茎及其血竭脂溶性成分,用
GC - MS联用技术鉴定其化学成分。结果 从海南龙血树茎及其血竭脂溶性成分中分别鉴定出 21 和 33 种成分,海南龙
血树茎脂溶性成分主要有邻苯二甲酸二异辛酯(10. 33%)和环木菠萝烷醇 (8. 51%) ;其血竭脂溶性成分主要有薯蓣皂
苷元(10. 62%)和 7 -羟基 - 4 ' -甲氧基黄烷 (9. 88%) ,其中 8 个化合物为共有成分。结论 海南龙血树茎及其血竭脂
溶性成分的组成和含量存在着差异,在入药和研究中都应区别对待。
关键词:海南龙血树; 血竭; 气相色谱-质谱联用; 脂溶性成分
DOI标识:doi:10. 3969 / j. issn. 1008-0805. 2011. 11. 014
中图分类号:R284. 1 文献标识码:A 文章编号:1008-0805(2011)11-2603-03
GC -MS Analysis for Liposoluble Components in the Stem and Dragons Blood of Dra-
caena cambodiana
LUO Ying1,2,WANG Hui2,3,ZUO Wen-jian2,3,DAI Hao-fu2,3,MEI Wen-li2,3*
(1. College of Agriculture,Hainan University,Haikou 570228,China;2. Hainan Key Laboratory for Research and
Development of Natural Products from Li Folk Medicine,Institute of Tropical Bioscience and Biotechnology,Chi-
nese Academy of Tropical Agricultural Sciences,Haikou 571101,China;3. Haikou Key Laboratory for Research
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LISHIZHEN MEDICINE AND MATERIA MEDICA RESEARCH 2011 VOL. 22 NO. 11 时珍国医国药 2011 年第 22 卷第 11 期