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肾茶中主要酚类物质的提取工艺研究



全 文 :国际药学研究杂志 2016年4月 第43卷 第2期 J Int Pharm Res,Vol.43,No.2,April,2016
傣药肾茶〔Clerodendranthus spicatus(Thunb)C.
Y.Wu,又名雅糯妙,猫须草〕作为药用已有悠久的历
史。此药对慢性肾炎有很好的治疗效果,具有利尿
排石、清火解毒、凉血止血的功效,在临床上常用于
治疗急慢性肾炎、膀胱炎、尿路结石等疾病[1]。我们
前期研究发现,主要酚类物质为治疗慢性肾炎的有
效物质[2]。
肾茶中主要酚类物质主要包括酚酸和黄酮两
大类成分[3],其中酚酸类成分极性较大,水溶性较
好,黄酮类成分极性相对偏小,水溶性较差,为了兼
顾不同成分的提取效率,同时结合传统用药习惯[4⁃7],
故以肾茶主要酚类物质、咖啡酸、迷迭香酸和泽兰
黄素的含量,以及固形物得率为指标,比较了多种
方法的提取效果,并采用单因素实验法结合正交实
验法优化了提取条件[8⁃10]。
1 材料与方法
1. 1 仪器、材料与试剂
UV⁃759紫外可见分光光度计,上海奥普勒公
司;Agilent 1200高效液相色谱仪,美国安捷伦公司;
METTLER TOLEDO电子分析天平(0.1 mg),美国梅
特勒⁃托利多公司;DJ⁃04B型高速中药粉碎机,上海
淀久中药机械制造有限公司;R50旋转蒸发仪,上
海申生科技有限公司。
肾茶中主要酚类物质的提取工艺研究
薛 松,唐雪澜,刘哿吚,赵春雨,德白啦,苏 靖,邱明丰*
[摘要] 目的 优选肾茶有效部位主要酚类物质提取工艺路线及其最佳工艺条件。方法 以主要酚类物质、咖啡酸、迷
迭香酸和泽兰黄素的含量以及固形物得率为指标,比较碱水煎煮法、碱水加硼砂煎煮法、水煎煮法、水温浸法和乙醇回流法等
不同提取工艺路线,采用单因素实验和正交试验优化选定路线的工艺条件。结果 乙醇回流法为以上提取法中最适合提取肾
茶中主要酚类物质的工艺路线,该法的最佳工艺条件为:10倍50%乙醇(V/V)回流2次、每次1.5 h。结论 该提取工艺科学合
理、稳定、可行。
[关键词] 肾茶;主要酚类物质;有效部位;提取工艺;正交试验
[中图分类号] R94.3 [文献标志码] A [文章编号] 1674-0440(2016)02-0365-05
DOI:10.13220/j.cnki.jipr.2016.02.031
Extraction process of active phenols from Clerodendranthus spicatus
XUE Song,TANG Xue⁃lan,LIU Ke⁃yi,ZHAO Chun⁃yu,DE Bai⁃la,SU Jing,QIU Ming⁃feng*
(School of Pharmacy,Shanghai Jiaotong University,Shanghai 200240,China)
[Abstract] Objective To optimize the extraction process of active phenols from Clerodendranthus spicatus(Thunb)C.Y.Wu
(CS). Methods The contents of total phenols,rosmarinic acid,caffeic acid,eupatorin and the yield of extract were chosen as
indexes. Five methods,including methods of alkaline water extraction,alkaline water extraction with borax,water decoction,warm⁃
impregnation with water and reflux with alcohol were compared. The extracting conditions were optimized by the orthogonal test and the
single factor experiment. Results Reflux with alcohol was found to be the best way for phenols from CS. The optimized process was
selected. CS was extracted with 50% alcohol twice. The extraction time of each time was 1.5 h. The volume of 50% alcohol was 10 times
that of the raw material. Conclusion The optimum process is reasonable,stable and practicable.
[Key words] Clerodendranthus spicatus;phenols;active infraction;extraction technology;orthogonal test
基金项目:云南省科技厅资助项目(2008IF018,2009BC014)和上海市科委资助项目(13401900801)
作者简介:薛 松,女,在读硕士研究生,研究方向:中药与傣药新剂型与新药研究,E⁃mail:xuesong_cpu@163.com
作者单位:200240上海,上海交通大学药学院(薛 松,唐雪澜,刘哿吚,赵春雨,德白啦,苏 靖,邱明丰)
*通讯作者:邱明丰,男,副教授,研究方向:中药与傣药新剂型与新药研究,Tel/Fax:021⁃34204052,E⁃mail:mfqiu@sjtu.edu.cn
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国际药学研究杂志 2016年4月 第43卷 第2期 J Int Pharm Res,Vol.43,No.2,April,2016
肾茶,西双版纳傣族自治州傣医医院;咖啡酸
对照品(批号:110885⁃200102)、迷迭香酸对照品(批
号:111871⁃201102),中国药品生物制品检定研究
院;泽兰黄素对照品(批号:Z⁃092⁃131109),成都瑞
芬思生物科技有限公司;其他试剂均为分析纯。
1. 2 溶液的配制
1. 2. 1 对照品溶液的配制 取迷迭香酸对照品适
量,加 50%甲醇配制成浓度为 0.1099 g/L对照品储
备液;取咖啡酸对照品适量,加 50%甲醇配制成浓
度为0.00452 g/L对照品储备液;取泽兰黄素对照品
适量,加50%甲醇配制成浓度为 0.00715 g/L的对照
品储备液;取对照品储备液各 1 ml置 5 ml容量瓶
中,50%甲醇定容,得混合对照品溶液(混合对照品
各成分浓度:迷迭香酸 0.02198、咖啡酸 0.000904和
泽兰黄素0.00143 g/L)。
1. 2. 2 供试品溶液的配制 取肾茶粉末(24目)约
0.5 g,精密称定,置 50 ml量瓶中,加 50%甲醇溶液
至近刻度,超声提取30 min,冷却至室温,50%甲醇溶
液定容,0.45 μm微孔滤膜过滤,得供试品溶液。
1. 3 测定方法
1. 3. 1 主要酚类物质含量测定方法 前期通过比
较肾茶药材中总酚含量的 3种测定方法,确定以亚
硝酸钠⁃硝酸铝⁃氢氧化钠比色法进行实验,该法专
属性良好、干扰小。且前期实验结果显示,迷迭香
酸对照品在 500 nm,咖啡酸对照品在 510 nm 处均
有最大吸收,故迷迭香酸的最大吸收波长与供试品
最大吸收波长更为一致。分别精密量取各对照品
5 ml或供试品溶液3 ml,置25 ml量瓶中,加 5%亚硝
酸钠溶液 2.0 ml,放置 6 min后,加 10%硝酸铝溶液
2.0 ml,放置 6 min。加入 10 ml 1 mol/L的氢氧化钠
溶液,用水定容,15 min后测定其吸光度以试剂为
空白,在 400~900 nm 波长范围内扫描,记录扫描
图,计算主要酚类物质含量。
1. 3. 2 咖啡酸、迷迭香酸和泽兰黄素含量测定方
法 色谱条件:仪器:Agilent 1200高效液相色谱仪;
色谱柱:Agilent⁃TC18(2)(250 mm×4.6 mm,5 μm);
流动相:乙腈⁃0.1%磷酸溶液,流速:0.8 ml/min;柱
温:40℃;检测波长:340 nm。具体液相梯度洗脱参
数见表1。
测定方法:取混合对照品溶液、供试品溶液适
量注入液相色谱仪,记录色谱图及峰面积,按外标
法计算各指标成分含量。混合对照品及供试品溶
液HPLC色谱图如图1所示。
1. 3. 3 固含物测定方法 分别量取各提取工艺研
究样品适量,置蒸发皿中干燥至恒重,于水浴上挥
干,置烘箱中 105 ℃干燥至恒重,取出,置干燥器中
冷却30 min,精密称重,计算固形物得率。
1. 4 吸水率考察
取肾茶 50 g,精密称定,置烧杯中,加 10倍水,
每隔5 min观察浸泡情况,直至药材完全透心,将未
吸收的水全部滤除,药渣称重,计算吸水率。
吸水率(%)=(药材湿重-药材干重)/药材干重×100%
1. 5 提取工艺路线筛选
1. 5. 1 路线设计 由于有效部位均含较多酚羟
基,因此考虑采用加碱提取,所得提取液酸化游
离。考虑到肾茶中有些酚类物质在碱性条件下不
稳定,拟采用碱水硼砂法提取。另外,水煎煮法为
最常用提取方法,该法操作方便,安全性好,设备简
单,故进行考察。由于肾茶可作为袋泡茶饮用且具
有一定临床疗效,故考虑水温浸法提取。而且,醇
提法也是黄酮等酚性成分提取的常用方法,一般采
用乙醇提取,杂质较少。
表1 咖啡酸、迷迭香酸和泽兰黄素HPLC梯度洗脱参数
Tab.1 The HPLC gradient elution parameters for the
separation of caffeic acid、rosmarinic acid and eupatorin
时间(min)
0
15
30
38
40
50
60
乙腈(B,%)
10
20
26
28
30
50
50
0.1%磷酸溶液(A,%)
90
80
74
72
70
50
50
图1 混合对照品溶液(A)和供试品溶液(B)HPLC谱图
注:1.咖啡酸2.迷迭香酸3.泽兰黄素
Fig.1 HPLC Chromatograms of mixed reference substance
(A)and the sample(B) 1. caffeic acid 2. rosmarinic acid 3. eupatorin
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国际药学研究杂志 2016年4月 第43卷 第2期 J Int Pharm Res,Vol.43,No.2,April,2016
1. 5. 2 样品制备 碱水煎煮法:取肾茶50 g,加10
倍水,用饱和石灰水调节 pH至 12,浸泡 30 min,大
火煮沸,保持微沸 1 h,煎煮2次,滤过,滤液合并后减
压浓缩,温度为(70±5)℃,并定容至 100 ml,得碱水
煎煮法样品。
碱水硼砂煎煮法:取肾茶50 g,加10倍水,0.3%
硼砂 50 ml,用饱和石灰水调节 pH为 12,浸泡 30
min,大火煮沸,保持微沸 1 h,煎煮 2次,滤过,合并
滤液,减压浓缩,温度为(70±5)℃,并定容至100 ml,
得碱水硼砂煎煮法样品。
水煎煮法:取肾茶50 g,加10倍水,浸泡30 min,
大火煮沸,保持微沸1 h,滤过,煎煮2次,滤过,合并
滤液,减压浓缩,温度为(70±5)℃,并定容至100 ml,
得水煎煮法样品。
水温浸法:取肾茶50 g,加10倍水,浸泡30 min,
水浴密封浸提6 h,滤过,浸泡2次,滤过,合并滤液,
减压浓缩,温度为(70±5)℃,并定容至 100 ml,得水
温浸法样品。
乙醇回流法:取肾茶50 g,加入10倍乙醇,浸泡30
min,回流 2次,每次 1 h,滤过,合并滤液,减压浓缩
(温度70±5℃)并定容至100 ml,得醇提法样品[11]。
1. 6 提取工艺优化
1. 6. 1 单因素法筛选乙醇浓度 采用乙醇回流法,
进一步优化乙醇浓度。取肾茶 50 g,分别用 30%乙
醇、50%乙醇、70%乙醇浸泡 30 min,回流2次,每次
1 h,滤过,滤液合并后减压浓缩(温度 70±5℃)并定
容至100 ml,分别按1. 3. 1和1. 3. 2方法测定评价。
1. 6. 2 正交实验 根据吸水率考察结果,选择乙
醇用量、提取次数和提取时间等3个重要影响因素,
采用 L9(34)正交实验表安排实验,因素水平表见表2。
取肾茶 50 g,按正交实验表安排实验,制备样
品,滤过,滤液合并后减压浓缩(控温 70±5℃以下)
并定容100 ml,4 ℃保存,备用。
取各实验样品,分别按 1. 3. 1和 1. 3. 2方法测
定各评价指标,所得数据按加权评分法处理。主要
酚类物质含量(Y)为最重要指标,权重系数设为
0.3,计为 30分;咖啡酸(X)、迷迭香酸(V)和泽兰黄
素(W)含量为较重要指标,权重系数分别设为 0.2,
计为 20分;固形物含量(U)为次要指标,权重系数
设为0.1,计为10分。综合评分计算公式为:
Z= Y/Ymax×30+(V/Vmax+W/Wmax+X/Xmax)×20+(U/
Umax)×10
1. 6. 3 验证实验 取肾茶药材 100 g,按 1. 6. 2确
定工艺提取,滤液合并浓缩并定容至200 ml(平行3
份,依次编号为YZ1-1、YZ1-2、YZ1-3),与正交实验
样品同法测定各指标参数并计算综合评分。
2 结果与讨论
2. 1 浸泡时间和吸水率考察结果
肾茶浸泡30 min即透心,吸水后质量104.48 g,吸
水率为108.45%(ml/g),故浸泡时间确定为30 min。
2. 2 样品测定评价结果
根据1. 5. 2方法制备样品,测定各评价指标,所
得数据按加权评分法处理,结果见表3。
结果表明,碱水加硼砂煎煮法和醇提法综合评
分较高。考虑到碱水加硼砂煎煮法易引入硼砂和
Ca2+两种杂质,且硼砂可能与酚类成分形成络合物,
后期不易纯化。相比而言,乙醇回流法溶剂无毒无
表2 正交实验因素水平
Tab.2 Orthogonal test factor level
水平
1
2
3
溶剂用量(A,倍)
10
12
14
提取时间(B,h)
0.5
1
1.5
提取次数(C,次)
1
2
3
因 素
表3 肾茶主要酚类物质不同提取方法测定结果(n=2)
Tab.3 Results of different extraction methods of phenols in Clerodendranthus spicatus(n=2)
注:各评价指标的量均以 100ml浓缩液所含量表示
All indexes were calculated based on the sample of 100 ml
提取方法
醇水煎煮法
水温浸法
水煎煮法
碱水硼砂法
碱水煎煮法
主要酚类物质(Y,g)
1.1812
1.0182
1.0576
1.2492
0.8825
咖啡酸(X,g)
0.0097
0.0198
0.0277
0.0283
0.0195
迷迭香酸(V,g)
0.1651
0.1923
0.1672
0.2070
0.1129
泽兰黄素(W,g)
0.0216
0.0031
0.0066
0.0064
0.0024
固形物(U,g)
5.9493
3.0825
5.9493
7.0160
5.3608
综合评分(Z)
71.28
59.88
67.34
76.02
48.16
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害,并可兼顾酚酸类和黄酮类成分的提取效率,后
期可采用大孔吸附树脂等方法富集纯化,操作简
单,易于产业化,故确定工艺路线为乙醇回流法。
2. 3 单因素法筛选乙醇浓度结果
采用乙醇回流法,进一步优化乙醇浓度,分别按
1. 3. 1和1. 3. 2方法测定评价。结果表明(表4),采
用 50%乙醇提取效果最佳,故选择 50%乙醇。
2. 4 50%乙醇提取肾茶主要酚类物质工艺正交实
验结果
选择乙醇用量、提取次数和提取时间3个因素,
按 L9(34)安排实验。取各实验样品,分别按 1. 3. 1
和1. 3. 2方法测定,所得数据按加权评分法处理(表
5),各因素对提取效果的影响大小为:C>A>B,以
A3B3C3为最佳工艺条件,即 10倍乙醇、提取 3次、每
次提取1.5 h。因素B的极差最小,故数据处理时作
为最小误差项以综合评分(Z)进行方差分析(表
6)。结果表明,各因素对结果影响均不显著,不必
再进行各因素水平间的多重比较。结果表明,10倍
溶剂已满足需求,提取时间 1.5 h效果最好,提取 2
次可达要求。因此,综合考虑提取效果和生产成
本,确定最佳工艺条件为 A1B3C2,即 10倍 50%乙醇
提取两次,每次1.5 h。
2. 5 验证实验结果
取肾茶(100 g)3份,按1. 6. 2确定工艺提取,依次
编号为YZ1-1、YZ1-2、YZ1-3,与正交实验样品同法测
定计算。结果表明(表7),所选工艺综合评分高,且
批间重复性良好,说明优选的提取工艺稳定可行。
3 结论
本研究同时测定肾茶中咖啡酸、迷迭香酸和泽
注:各评价指标均以 100 ml浓缩液中所含有量表示
All indexes were calculated based on the sample of 100 ml
表4 肾茶主要酚类物质乙醇浓度筛选结果(n=2)
Tab. 4 Results of different ethanol concentration for extracting phenols in CS(n=2)
乙醇浓度(%)
30
50
70
咖啡酸(X,g)
0.0075
0.0115
0.0115
迷迭香酸(V,g)
0.1305
0.1900
0.1890
泽兰黄素(W,g)
0.0135
0.0195
0.0145
主要酚类物质(Y,g)
1.6401
1.3522
1.2423
固形物(U,g)
6.1875
6.3645
5.7745
综合评分(Z)
80.07
94.70
86.71
表5 乙醇回流法正交实验结果(n=2)
Tab. 5 The results of orthogonal test of reflux with alchol(n=2)
注:各评价指标均以 100ml浓缩液中所含有量表示
All indexes were calculated based on the sample of 100 ml
实验号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
K1
K2
K3
R
A
1
1
1
2
2
2
3
3
3
78.530
71.640
81.000
9.360
B
1
2
3
1
2
3
1
2
3
75.243
74.193
81.733
7.540
C
1
2
3
2
3
1
3
1
2
62.780
84.080
84.310
21.530
D
1
2
3
3
1
2
2
3
1
84.277
72.317
74.577
11.960
迷迭香酸
V(g)
0.1952
0.1927
0.2293
0.2130
0.2238
0.1505
0.1933
0.1503
0.2509
泽兰黄素
W(g)
0.0219
0.0204
0.0264
0.0235
0.0232
0.0189
0.0275
0.0207
0.0361
咖啡酸
X(g)
0.0120
0.0139
0.0160
0.0134
0.0162
0.0097
0.0136
0.0102
0.0166
主要酚类物质
Y(g)
1.336
1.556
1.543
1.248
1.409
1.016
1.641
1.073
1.688
固形物
U(g)
3.9643
7.2803
8.7690
6.3587
8.4246
5.3463
5.7387
6.9596
10.5307
综合评分
Z
69.66
77.95
87.98
74.37
83.25
57.30
81.70
61.38
99.92
因素水平 评价指标
Z=V/Vmax×20+W/Wmax×20+X/Xmax×20+Y/Ymax×30+ U/Umax×10
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表6 乙醇回流法方差分析结果
Tab.6 The results of variance analysis of orthogonal test of reflux with alchol
因素
溶剂用量(A)
提取时间(B)
提取次数(C)
误差
偏差平方和
141.183
100.074
917.284
100.070
自由度
2
2
2
2
F比
1.411
1.000
9.166
-
F临界值
19.000
19.000
19.000
-
显著性
-
-
-
-
注:各评价指标均以 100ml浓缩液中所含有量表示
All indexes were calculated based on the sample of 100 ml
表7 乙醇回流法验证实验结果(n=2)
Tab.7 The verification results reflux with alchol(n=2)
编号
YZ1⁃1
YZ1⁃2
YZ1⁃3
咖啡酸(X,g)
0.0310
0.0335
0.0311
迷迭香酸(V,g)
0.5660
0.5671
0.5668
泽兰黄素(W,g)
0.0666
0.0658
0.0660
主要酚类物质(Y,g)
3.6065
3.4624
3.5265
固形物(U,g)
16.0732
17.7244
16.9028
综合评分(Z)
99.50
100.52
98.94
兰黄素 3种成分,并对肾茶中主要酚类物质的提取
工艺优化。确定了肾茶主要酚类物质最佳提取工
艺路线为乙醇回流法,优选的最佳工艺参数为采用
50%乙醇为溶剂、回流两次、每次加溶剂 10倍回流
1.5 h。验证实验表明该提取工艺稳定、合理可行。
【参考文献】
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(收稿日期:2015⁃07⁃30 修回日期:2015⁃09⁃18)
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