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凉粉草总黄酮提取工艺优化



全 文 :[收稿日期] 20101012(009)
[基金项目] 国家自然基金重点项目(U0732004);广东省科技
厅中药现代化专项(K5080016)
[第一作者] 黄松,博士,副研究员,从事新药研究开发,Tel:
020-32503212,E-mail:hsl318@ yahoo. com. cn
[通讯作者] * 丁 婕,硕 士,从 事 新 药 研 究 开 发,E-mail:
dingjie135@ 163. com
凉粉草总黄酮提取工艺优化
黄松1,2,丁婕1* ,郭云凤1,赖小平1,2
(1. 广州中医药大学新药开发研究中心,广州 510006;
2. 东莞广州中医药大学中医药数理工程研究院,广东 东莞 523808)
[摘要] 目的:研究凉粉草中总黄酮的最佳提取工艺。方法:对凉粉草药材采用乙醇回流提取的方法,以槲皮苷为指标,
利用分光光度仪测定总黄酮吸光度进行指标控制,采用 L9(3
4)正交实验设计法筛选最佳提取工艺参数。结果:凉粉草总黄酮
的最佳提取工艺为 10 倍量 50%乙醇,回流提取 2 次,每次 45 min。结论:本提取工艺方法简单、合理稳定,是凉粉草中总黄酮
的最佳提取工艺。
[关键词] 凉粉草;槲皮苷;总黄酮;提取工艺
[中图分类号] R283. 6 [文献标识码] A [文章编号] 1005-9903(2011)05-0005-03
Study on Extracting Technology of Total Flavonoids from Mesona Herb
HUANG Song1,2,DING Jie1* ,GUO Yun-feng1,LAI Xiao-ping1,2
(1 . Deptartment of New Drug R&D in Guangzhou University of Chinese Medicine,Guangzhou 510006,China;
2 . Dongguan Institution for Mathematics and Theoretics Engineering Research,Guangzhou 523808,China)
[Abstract] Objective:To establish the extraction of the total flavonoids in Mesona chinemis.Method:The total
flavonoids were extracted by refluxing. During this course,quercitrin was used as a index to control the abstraction. All the
experiments were determined with UV. The best target was selected by L9(3
4)orthogonal test. Result:The best extract
technology was to distill with 10 times 50% ethanol,refluxed 2 times and extracted for 45 min. Conclusion:The method is
simple and feasible,and is the optimum extraction process of the total flavonoids from M. chinemis.
[Key words] Mesona chinemis;quercitrin;total flavonoids;extraction process
凉粉草 Mesona chinemis Benth 为唇形科一年生
草本植物,是一种重要的药食两用的植物资源[1]。
据古代医药书《本草求原》记载,仙草有“清暑热,解
藏府结热毒,治酒风”的功效,在《岭南采药录》中记
载,仙草可治花柳毒入骨。中医认为,仙草性凉寒,
味甘淡涩,嚼之有胶性,具有清热利湿、凉血解暑,解
渴利水和除热毒之功效[2]。
凉粉草中主要含有黄酮类、酚类、萜类、鞣质、氨
基酸及多糖等成分,并从中分离出槲皮素、山奈酚和
高山黄芩素等黄酮类化合物[3-4]。现代医学研究表
明,黄酮类物质有多种药理活性作用,在医药、食品、
化妆品等领域具有广阔的应用前景。然而,至今尚
无适宜的生产工艺从凉粉草中提取高含量黄酮类化
合物的研究报道。本文在单因素试验的基础上采用
L9(3
4)正交实验,以槲皮苷为指标,确定了最佳提取
工艺。
1 材料
E-IJ 电子天平(沈阳龙腾电子量程仪器厂),
Heλios γ 紫外分光光度计(Thermo Electron Corpora-
tion),Artorius BP110S 电子天平(德国),Sartorius
CP225D 电子天平(德国),Aquapro 艾科浦 U 系列纯
水机。
凉粉草药材采于平远,经广州中医药大学新药
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中国实验方剂学杂志
Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae
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开发与研究中心陈建南研究员鉴定为唇形科植物凉
粉草 M. chinensis,标本存放于广州中医药大学新药
开发研究中心。槲皮苷(中国药品生物制品检定所,
批号 111538-200504,供含量测定用)。
2 方法与结果
2. 1 凉粉草总黄酮含量测定 对照品溶液的制备
精密称取在 120 ℃ 干燥至恒重的槲皮苷对照品
6. 16 mg,置于 25 mL 量瓶中,用甲醇定容,摇匀。最
终质量浓度为 0. 246 4 g·L - 1。
标准曲线的制备 精密量取对照品溶液 1,2,
3,4,5,6 mL,分别置于 25 mL 量瓶中,各加水至
6 mL,加 5%亚硝酸钠溶液 1 mL,摇匀,放置 6 min,
加 10%硝酸铝溶液 1 mL,摇匀,放置 6 min,加氢氧
化钠试液(1 mol·L - 1或 4%)10 mL,再加水至刻度,
摇匀,放置 15 min,以相应的试剂为空白(平行配置,
溶剂和全部显色剂),立即照紫外-可见分光光度法
(附录ⅤA),在 510 nm 的波长处测定吸光度,以吸
光度为纵坐标,质量浓度为横坐标,绘制标准曲线,
得回归方程 Y = 0. 569X - 0. 005 5,r = 0. 999 9。取
各样品提取液适量,按标准曲线的制备方法显色后
于 510 nm 波长处测定吸光度,计算总黄酮含量。
2. 2 单因素考察
2. 2. 1 提取溶媒的考察 准确称取凉粉草粗粉(过
二号筛)5. 00 g,分别加入 20 BV 的水,30%,50%,
70%,80%,95%乙醇回流提取 1 次,每次 2. 0 h,滤
过,用少量相应乙醇洗涤药渣和容器,滤液与洗涤液
定容至 250 mL 量瓶中。精密移取 1 mL,按标准曲
线的制备方法显色后于 510 nm 波长处测定吸收值
A;再分别精密移取滤液 25 mL,置已干燥至恒重的
蒸发皿中,按(《中国药典》2005 年版一部,附录 X
A)浸出物的干燥方法操作。计算总黄酮浸出量及
在浸膏中的含量,见表 1。
结果显示,50%乙醇提取的总黄酮浸出量最高,
50%,70% 乙醇提取液膏中总黄酮含量较高,但
70%总黄酮提取量比 50%乙醇提取的量小,由于高
浓度的乙醇溶液对脂溶性物质有很好的溶解性,不
同溶质的增加,提取了较多的叶绿素等脂溶性杂质,
降低了乙醇对黄酮类物质的溶解度。综合各方面考
虑,凉粉草的提取工艺将用 50% 乙醇作为提取
溶媒。
2. 2. 2 提取温度的考察 准确称取凉粉草粗粉(过
二号筛)5. 00 g,加入 20 BV 的 50%乙醇,提取 1 次,
表 1 不同溶媒提取的考察(n = 6)
提取溶剂 总黄酮浸出量 / g 总黄酮质量分数 /%
水 0. 260 6 25. 48
30%乙醇 0. 270 9 25. 83
50%乙醇 0. 292 7 28. 52
70%乙醇 0. 276 4 29. 28
80%乙醇 0. 215 3 23. 19
95%乙醇 0. 116 9 18. 27
注:总黄酮质量分数 =总黄酮浸出量 /浸膏重 × 100%。
每次 2. 0 h,分别考察温浸和回流对总黄酮提取率的
影响。按照 2. 2. 1 项下从“滤过”开始重复操作,测
定总黄酮浸出量,计算总黄酮浸出率(浸出率 =总黄
酮浸出量 /凉粉草粗粉量 × 100%)。温浸的总黄酮
浸出率为 5. 26%,低于回流提取的总黄酮浸出率
5. 40%,表明回流提取的效率高于温浸,因此选择回
流提取为提取方法。
2. 2. 3 提取时间考察 准确称取凉粉草粗粉(过二
号筛)5. 00 g,加入 20 BV 的 50% 乙醇,分别提取
0. 5,1. 0,1. 5,2. 0,2. 5,3. 0 h,按照 2. 2. 1 项下从“滤
过”开始重复操作,测定总黄酮浸出量,计算总黄酮
浸出率,见表 2。
表 2 提取时间与总黄酮浸出率考察(n = 6)
提取时间 / h 总黄酮浸出量 / g 总黄酮浸出率 /%
0. 5 0. 290 3 5. 81
1. 0 0. 307 8 6. 15
1. 5 0. 297 4 5. 95
2. 0 0. 293 7 5. 87
2. 5 0. 292 7 5. 82
3. 0 0. 286 3 5. 72
提取时间为 1. 0 h 时总黄酮的浸出量和浸出率
最高,可再随着提取时间的延长,总黄酮的浸出量和
浸出率反而有所下降,这可能是凉粉草中的某些黄
酮会因受热时间延长而被分解破坏,从保留总黄酮
方面考虑,选择提取 1. 0 h 为最佳提取时间。
2. 2. 4 提取溶媒倍量和提取次数考察 准确称取
凉粉草粗粉 5. 00 g,分别量取 6,8,10,12,14,16 BV
的 50%乙醇。提取 3 次,每次提取 1. 0 h,各次提取
液分别用 50% 乙醇定容于 250 mL 量瓶中,精密移
取 1 mL,按标准曲线的制备方法显色后于 510 nm
波长处测定吸光度,计算总黄酮浸出率,见表 3。
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中国实验方剂学杂志
Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae
Vol. 17,No. 5
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表 3 提取溶媒用量和提取次数总黄酮浸出量考察(n = 6)
溶媒倍量
/ BV
提取次数
第 1 次 第 2 次 第 3 次
总黄酮
浸出量 / g
总黄酮
浸出率 /%
6 0. 264 2 0. 025 8 0. 006 3 0. 296 3 5. 92
8 0. 262 6 0. 025 9 0. 007 8 0. 296 4 5. 93
10 0. 281 9 0. 021 7 0. 006 9 0. 310 6 6. 21
12 0. 306 4 0. 016 3 0. 007 8 0. 330 5 6. 61
14 0. 305 6 0. 020 9 0. 003 4 0. 329 9 6. 60
16 0. 308 6 0. 017 6 0. 004 0 0. 330 2 6. 61
注:浸出率 =每次浸出量 /浸出总量 × 100%。
结果 12,14,16 BV 量的提取溶媒对总黄酮浸出
率最高,但对总黄酮的浸出率相差无几,考虑节约溶
媒量和节约成本方面考虑,最佳溶媒量选择12 BV。
不同倍量溶媒第 1 次提取的总黄酮占总浸出黄酮的
88% ~ 93%,第 2 次提取的总黄酮占总浸出黄酮的
5% ~ 9%,而第 3 次提取的总黄酮占总浸出黄酮的
1% ~ 3%,考虑到成本,选择提取 2 次。
2. 3 正交试验 结合上述各因素的考察结果和生
产实际,选择回流时间、溶媒量、提取次数作为考察
因素,设定 3 个水平,根据因素水平表见表 4,选择正
交表 L9(3
4)进行试验,以槲皮苷标示凉粉草总黄酮
的浸出量为指标,可见分光光度法测定含量见表 5。
对正交试验的结果进行方差分析,结果见表 6。
表 4 回流提取工艺正交试验因素和水平
水平 A 回流时间 /min B 溶媒量 / BV C 提取次数 /次
1 30 6 1
2 45 10 2
3 60 14 3
表 5 回流提取工艺正交试验安排及结果
No A B C D 总黄酮浸出量 /mg
1 1 1 1 1 293. 3
2 1 2 2 2 311. 3
3 1 3 3 3 315. 2
4 2 1 2 3 302. 5
5 2 2 3 1 324. 0
6 2 3 1 2 314. 8
7 3 1 3 2 297. 2
8 3 2 1 3 317. 4
9 3 3 2 1 320. 5
K1 919. 82 893. 01 925. 53 937. 83
K2 941. 34 952. 77 934. 31 923. 33
K3 935. 19 950. 57 936. 51 935. 19
R 7. 18 19. 92 3. 66 4. 83
表 6 总黄酮浸出量方差分析
来源 SS f MS F P
A 81. 98 2 40. 990 2. 1
B 765. 35 2 382. 677 19. 25 < 0. 05
C 22. 52 2 11. 261 0. 57
D(误差) 39. 77 2 19. 883
注:F0. 05(2,2)= 19. 0;F0. 01(2,2)= 99. 0。
以凉粉草总黄酮的浸出量为考察指标,由直观分
析表中极差 R 值的大小显示,各因素对凉粉草总黄酮
的提取影响的大小顺序为 B > A > C。由方差分析表
中可知 B 因素(溶媒量)的影响有显著性意义,是凉粉
草总黄酮提取的重要因素,根据直观分析表可知以
A2C2 或 A2C3 为佳,同时结合考虑缩短生产周期、减少
能耗、提取效率以及生产成本等因素,选择 A2C2。综
上分析,以 A2 B2 C2 为提取条件,即凉粉草药材加 10
倍量 50%乙醇,回流提取 2 次,每次 45 min。
2. 4 最佳工艺的重现性考察 准确称取凉粉草粗
粉 5. 00 g,按最佳提取工艺提取:加 10 倍量 50%乙
醇,回流提取 2 次,每次 45 min,提取液定容于
250 mL,再精密移取 1 mL 显色,按标准曲线的制备
方法显色后于 510 nm 波长处测定吸光度,计算总黄
酮浸出量。再精密移取 25 mL 于干燥至恒重的蒸发
皿中,浓缩至干,减压干燥至恒重,测总固物重。
按选定的最佳工艺进行的验证试验结果显示,
凉粉草总黄酮的提取率稳定,RSD 0. 99%,总黄酮含
量 28. 37%,表明该提取工艺稳定可行。
3 讨论
NaN02 -Al(N0)3 -Na0H 显色体系是目前黄酮类
物质比较常用的显色方法,本试验对槲皮苷与总黄
酮提取液进行全波长扫描,其最大吸收波长一致,均
为 510 nm,空白无干扰,结果稳定。以此为含测方
法优选出的提取工艺,总黄酮提取率高,稳定可行。
[参考文献]
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出版社,1977:1915.
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阳药科大学学报 . 2006,23(10):633.
[责任编辑 仝燕]
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黄松,等:凉粉草总黄酮提取工艺优化