全 文 :书 [收稿日期] 2013-07-02;2013-09-11修回
[基金项目] 湖北省重点实验室开放基金“大别山罗田中药资源调查及开发利用技术研究”(20011BLKF248);重庆市卫生局科技项目“中药
饮片质量及炮制规范研究”(2012-2-144)
[作者简介] 何先元(1963-),男,副教授,从事药用植物资源开发利用及GAP研究。E-mail:hxy9418@126.com
[文章编号]1001-3601(2014)01-0046-0185-03
小叶女贞中石蒜碱超声提取的工艺优化
何先元1,2,陈 畅2,项 俊1,严广言2
(1.经济林木种质改良与资源综合利用湖北省重点实验室,黄冈师范学院,湖北 黄冈
438000;2.重庆医科大学 中医药学院 重庆 401331)
[摘 要]为探索小叶女贞石蒜碱的最佳提取工艺条件,以小叶女贞石蒜碱的提取率为考察指标,以乙
醇为提取剂,采用单因素和正交试验考察乙醇浓度、料液比、超声提取时间、提取温度等因素对小叶女贞石蒜
碱提取率的影响。结果表明:小叶女贞石蒜碱的最适宜提取工艺条件是乙醇浓度60%,料液比1∶18,超声
提取时间35min,超声提取温度45℃,该条件下小叶女贞石蒜碱提取率为0.182%。
[关键词]小叶女贞;石蒜碱;超声提取;提取工艺
[中图分类号]S326 [文献标识码]A
Optimization on Ultrasonic Extraction Process of Lycorine
from Ligustrum quihoui
HE Xianyuan1,2,CHEN Chang2,XIANG Jun1,YAN Guangyan2
(1.Hubei Key Laboratory of Economic Forest Germplasm Improvement and Resources Comprehensive Utilization,
Huanggang Normal University,Huanggang,Hubei 438000;2.College of Traditional Chinese Medical,
Chongqing University of Medical Sciences,Chongqing401331,China)
Abstract:To explore the optimum extraction conditions of lycorine from L.quihoui,the influence
factors on L.quihoui lycorine extraction yield,including ethanol concentration,solid-liquid ratio,
ultrasonic extraction time and leaching temperature,were researched by adopting the single factor and
orthogonal test design with extraction rate as an index and ethanol as the extraction solvent.The optimum
extraction conditions of lycorine from L.quihoui included ethanol concentration 60%,solid-liquid ratio
1∶18,ultrasonic extraction time 35 min and ultrasonic extraction temperature 45℃.Under these
conditions lycorine extraction rate could reach 0.182%.
Key words:Ligustrum quihoui;lycorine;ultrasonic extraction;extraction process
小叶女贞(Ligustrum quihoui Carr.)是木犀科
女贞属的小灌木,有清热解毒的功效,可治疗烫伤、
外伤。小叶女贞的有效成分包括多花水仙碱、漳州
水仙碱、石蒜碱等生物碱,近年来,石蒜碱及其衍生
物的药理活性及作用机制研究有了很大进展,有研究
表明石蒜碱在体内外可明显抑制人体早粒细胞白血
病HL-60细胞的增殖,并诱导 HL-60细胞和多发性
骨髓瘤细胞凋亡[1]。石蒜碱对小鼠纤维肉瘤 Meth-A
有很强的抑制作用,对小鼠皮下植入Levis的肺癌抑
制率为80.5%。体外试验表明,石蒜碱对人体乳腺癌
细胞、人结肠癌细胞、人离体鼻咽癌细胞等有明显的
抑制作用[1-4],其作用机制可能是抑制蛋白质和DNA
的合成。目前,国内外还没有对小叶女贞石蒜碱的提
取分离进行相关研究,试验以石蒜碱的含量为控制指
标[5],通过考察不同因素水平对石蒜碱提取率的影
响,对小叶女贞中石蒜碱提取工艺进行优化,以期为
小叶女贞的综合开发利用提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 试验样品与试剂 小叶女贞叶于2013年4
月28日采自重庆医科大学校园。盐酸石蒜碱(含量
≥98%,批号20111121,上海原叶生物科技有限公
司),盐酸、乙醇、甲醇、无水乙醇等试剂(重庆川东化
工有限公司),乙酸乙酯、氢氧化钠、石油醚(成都市
科龙化工试剂厂)。
1.1.2 仪器 电热恒温鼓风干燥箱 DGG-9240B
型(上海森信实验仪器有限公司),SB-3200DTN超
声波清洗机(宁波新艺生物科技股份有限公司),
HH-4数显恒温水浴锅(江苏省金坛市荣华仪器制
造有限公司),粉碎机(浙江省温岭市大鹏机械有限
公司),UV-1200型紫外分光光度计(上海美谱达仪
器有限公司),SH2-D(Ⅲ)循环式真空泵(巩义市予
华仪器有限责任公司)。
1.2 方法
1.2.1 材料处理 将小叶女贞叶在烘箱中以45℃
(低温烘干,防止温度过高破坏有效成分)烘3h,然
后用粉碎机粉碎过1号筛,再将其粉末过3号筛除
去极细的粉末。
1.2.2 提取流程 准确称取2.00g干燥的小叶女
贞粉末,放入三口烧瓶中,并向该三口烧瓶中加入适
量乙醇,于超声中加热回流一定时间,过滤,将滤液
贵州农业科学 2014,42(1):185~187
Guizhou Agricultural Sciences
放在水浴锅中蒸干,用5%的盐酸15mL使溶解,然
后用乙酸乙酯-石油醚(7∶3)30mL萃取3次,取酸
水层。将酸水层用10%的氢氧化钠调pH值11左
右,用乙酸乙酯-石油醚(7∶3)40mL萃取3次,取
乙酸乙酯-石油醚层得到较纯的亲脂性生物碱。将
萃取液减压蒸馏,再用2~3mL甲醇多次超声溶
解,再加甲醇定容10mL,即为石蒜碱的提取液,测
定溶液吸光值。
1.2.3 标准溶液的制备 精密称取干燥至恒重的
盐酸石蒜碱标准品4.50mg置于50mL容量瓶中,
加甲醇10mL适当震荡使其溶解,用甲醇稀释到刻
度,摇匀得浓度为0.088 2mg/mL的标准品储备
液,保存备用。
1.2.4 标准曲线绘制 精密吸取盐酸石蒜碱标准
品溶液0.60mL、1.20mL、1.80mL、2.40mL、
3.00mL、3.60mL和4.00mL于1~7号容量瓶
中,用甲醇定容至10mL,摇匀、静置,以甲醇为空
白,于波长292nm处测吸光度(A),以石蒜碱的浓
度(mg/mL)为横坐标,吸光度为纵坐标做线性图。
测得线性回归方程A=13.173 72 x+0.008 145,相
关系数r=0.999 84。线性范围为:0.00 54~
0.037 8mg/mL。
1.2.5 不同影响因素的试验设计
1)乙醇浓度。料液比为1∶10,温度为50℃,
提取时间为30min,提取1次,考察提取乙醇浓度
50%、60%、70%和80%对提取率的影响。
2)料 液 比。提 取 温 度 为 30℃,超 声 提 取
30min,用 80% 的乙醇提取 1 次,考察料液比
1∶10、1∶15、1∶20和1∶25对提取率的影响。
3)提取时间。料液比为1∶10,温度为40℃,
用80%的乙醇提取1次,考察提取时间20min、
30min、40min和50min对提取率的影响。
4)提取温度。料液比为1∶10,超声提取
30min,用80%的乙醇提取,提取1次,考察提取温
度30℃、40℃、50℃和60℃对提取率的影响。
1.2.6 最佳提取工艺的选择 根据单因素试验结
果,选取乙醇浓度(A)、料液比(B)、提取时间(C)、
提取温度(D)为4个考察因素,每个因素选3个水
平(表1)进行L9(34)正交试验设计,筛选最佳提取
条件。
表1 小叶女贞石蒜碱的提取因素及水平
Table 1 Factors and levels of orthogonal design for
extracting lycorine fromL.quihoui
水平
Level
乙醇浓度/%
Ethanol
concentration
料液比
Solid-liquid
ratio
提取时间/min
Extraction
time
温度/℃
Temperature
1 60 1∶15 30 40
2 65 1∶18 35 45
3 70 1∶20 40 50
1.2.7 计算方法 石蒜碱得率=[C×V/(M×
103)]×100%,其中C为根据标准曲线求得的样品
中生物碱浓度(mg/mL),V 为加入甲醇的量(mL),
M 为小叶女贞干粉的量(g)。
1.2.8 稳定性考察 在优选的最优条件下提取小
叶女贞石蒜碱,将得到的供试品溶液放在室温、不避
光条件下分别于0h、0.5h、1h、1.5h、2h、2.5h和
3h测定吸光度。
2 结果与分析
2.1 不同因素对小叶女贞石蒜碱提取率的影响
2.1.1 乙醇浓度 由图示a可见,随着乙醇浓度
的增加,小叶女贞中石蒜碱提取率也逐渐增加。但
c%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%d
吸
光
度
Ab
so
rb
an
ce
0
0.5
1
2
3
1.5
2.5
50%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%60%%%%%%%%%%%%%%%%%%70%%%%%%%%%%%%%%%%%%%80
乙醇浓度 /%
Ethanol%concentration
吸
光
度
Ab
so
rb
an
ce
0
0.5
1
2
1.5
2.5
1∶10%%%%%%%%%%%%%%1∶15%%%%%%%%%%%%%%%1∶20%%%%%%%%%%%%1∶25
料液比
Solid-liquid%ratio
吸
光
度
Ab
so
rb
an
ce
0
0.5
1
2
1.5
2.5
温度℃
Temperature
30%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%40%%%%%%%%%%%%%%%%%%%50%%%%%%%%%%%%%%%%%%%60
吸
光
度
Ab
so
rb
an
ce
0
0.5
1
2
1.5
2.5
时间 /h
Time
20%%%%%%%%%%%%%%%%%%30%%%%%%%%%%%%%%%%%%%40%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%50
a%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%b
图示 不同乙醇浓度、料液比、提取时间、温度下小叶女贞的石蒜碱得率
Fig. Extraction rate of lycorine fromL.quihoui under different ethanol concentration,solid-liquid ratio,
time and temperature
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贵 州 农 业 科 学
Guizhou Agricultural Sciences
是当乙醇浓度达到70%时,小叶女贞中石蒜碱的得
率较大。这是因为乙醇对石蒜碱的溶解性比水大,
乙醇对细胞的破坏作用比水强,在超声的作用下这
种差异表现更明显。但乙醇浓度越大,一些醇溶性
杂质、色素、亲脂性强的成分溶出量增加,并与石蒜
碱类化合物竞争或与乙醇结合,从而导致石蒜碱提
取率降低,并且杂质成分越多给后续分离带来困难。
综合考虑乙醇浓度为60%~70%。
2.1.2 料液比 由图示b可知,随着料液比的增
大,小叶女贞石蒜碱提取率也逐渐增加,当料液比为
1∶20时最大,因为石蒜碱得率的高低与石蒜碱向
溶剂的扩散难易程度有关,固液比太低,溶剂相对太
少,导致两相界面之间的浓度差较小,不利于石蒜碱
的扩散溶出。当料液比高于1∶20时,石蒜碱得率
反而降低,可能是浸出的石蒜碱对未浸出的石蒜碱
的协同浸提作用影响,因此石蒜碱得率反而降低。
且增大料液比,不仅浪费溶剂而且给浓缩带来了困
难,反而延长操作时间。综合考虑最适宜料液比为
1∶15~1∶20。
2.1.3 提取时间 由图示c可见,超声提取具有
空化效应、热效应、机械搅拌、强化扩散等,能在较短
的时间内使小叶女贞中石蒜碱的提取率达到较大,
同时超声的振动作用加强了细胞内物质的释放、扩
散及溶解,加速植物中有效成分进入溶剂。随着提
取时间的增加,石蒜碱的提取率也逐渐增加。但是
当提取时间达30min,石蒜碱提取率最高,随着时
间增加提取率反而下降。因长时间超声使植物组织
中大量细胞破裂,导致细胞内大量不容物及较多粘
液质等混入提取液中,使溶液中杂质增多,粘度增
大,从而增大了传质阻力影响了有效成分的溶出,并
且给后续的分离萃取带来难度,并且时间过长也浪
费资源。最适宜的提取时间为30min左右。
2.1.4 提取温度 由图示d可知,随着温度的升
高,加速细胞的破坏,增强了细胞的通透性,分子运
动快,从热动力学方面增加了石蒜碱的溶出量,从而
提取含量呈上升趋势。当温度升高到50℃时,随着
温度增加石蒜碱提取率反而减少。这可能是由于石
蒜碱被氧化或提取温度过高导致石蒜碱被破坏。说
明温度过高,不利于小叶女贞石蒜碱的提取。综合
考虑最佳温度为30~40℃。
2.2 最佳提取工艺
从表2直观分析可知,各因素对小叶女贞石蒜
碱提取率影响因素的主次顺序为B>A>D>C,即
料液比>乙醇浓度>提取温度>提取时间。在所选
因素水平下4种因素的最优组合为A1B2C2D2。
2.3 验证及稳定性试验
取小叶女贞粉末3份,每份2g,根据正交试验
筛选得到的最佳提取工艺 A1B2C2D2,进行验证试
验,得到石蒜碱平均得率为0.180%、0.181%和
0.182%。说明所得的最佳工艺条件基本稳定,具有
较好的重复性。经测定,在0h、0.5h、1h、1.5h、
2h、2.5h、3h的 吸 光 度 为1.3 2 4、1.3 2 0、
表2 小叶女贞石蒜碱提取的正交试验结果
Table 2 Results of orthogonal experiment for extracting
lycorine fromL.quihoui
处理
Treatment
A B C D 石蒜碱
含量/mg
Lycorine
content
提取率/%
Extraction
rate
1 1 1 1 1 1.803 0.090
2 1 2 2 2 3.640 0.182
3 1 3 3 3 2.940 0.147
4 2 1 2 3 1.759 0.088
5 2 2 3 1 3.069 0.153
6 2 3 1 2 2.931 0.147
7 3 1 3 2 1.376 0.069
8 3 2 1 3 2.199 0.110
9 3 3 2 1 2.547 0.127
K1 2.794 1.646 2.311 2.473
K2 2.586 2.969 2.649 2.649
K3 2.041 2.806 2.462 2.299
R 0.753 1.323 0.338 0.350
表3 小叶女贞石蒜碱提取的验证性试验结果
Table 3 Confirmatory experimental results for extracting
lycorine fromL.quihoui
小叶女贞
重量/g
L.quihoui
weight
测得石蒜
碱含量/mg
Measured
lycorine
content
石蒜碱提
取率/%
Extraction
rate
平均提取率/%
Average
extraction rate
2.00 3.60 0.180 0.181
2.00 3.62 0.181
2.00 3.64 0.182
1.313、1.306、1.296、1.296、1.294,石蒜碱吸光度
RSD=0.940%,说明小叶女贞的石蒜碱在常温下3
h内较稳定。
3 结论
小叶女贞生长迅速,资源丰富,所含的生物碱大
多以游离形式存在,主要为石蒜碱、秋水仙生物碱
等,试验直接测定小叶女贞粗粉中石蒜碱的含量并
用乙醇为提取溶剂,利用超声辅助法提取小叶女贞
中的石蒜碱。通过L9(34)正交试验确定了提取的
最佳工艺条件,超声辅助法提取小叶女贞中石蒜碱
的最佳条件为乙醇60%,超声提取35min,料液比
1∶18,提取温度45℃。该工艺具有操作简单,生产
成本低等特点。石蒜碱是该植物主要的活性成分之
一,研究该植物石蒜碱的提取工艺,为该植物的进一
步综合开发提供重要参考。
[参 考 文 献]
[1] Matneenko M,Kokas O J,Banwel M G,et al.Che-
moenzymatic approaches to lycorine-type amaryli-
daceae alkaloids:total syntheses of ent-lycoricidine,3-
epi-lycoricidine,and 4-deoxy-3-epi-lycoficidine[J].
Org Lett,2007,9(18):3683-3685.
[2] Liu J,Hu WX,He LF,et al.Effects of lycorine on
HL-60cels via arresting cel cycle and inducing
qpoptosis[J].FEBS Lett,2004,587(3):245-250.
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何先元 等 小叶女贞中石蒜碱超声提取的工艺优化
HE Xianyuan et al Optimization on Ultrasonic Extraction Process of Lycorine fromLigustrum quihoui
书[文章编号]1001-3601(2014)01-0047-0188-03
梵净山野生藤茶多酚提取工艺的优化
王 岚,王 霞,吴定军,高健强
(铜仁学院 生物科学与化学系,梵净山野生动植物资源保护与利用研究中心,
梵净山特色动植物资源重点实验室,贵州 铜仁554300)
[摘 要]为探索梵净山野生藤茶多酚的最佳提取工艺,采用水浴浸提法提取梵净山野生藤茶多酚。根
据单因素试验和正交试验结果表明,梵净山野生藤茶多酚提取的最佳工艺为:80%乙醇为提取溶剂,70℃恒
温水浴浸提45min,浸提3次。在该工艺下藤茶多酚含量为23.64mg/g。
[关键词]梵净山;野生藤茶;多酚;工艺优化
[中图分类号]S38 [文献标识码]A
Extraction Process Optimization of Polyphenols in Wild Vine
Tea from Fanjing Mountain
WANG Lan,WANG Xia,WU Dingjun,GAO Jianqiang
(Department of Bioscience and Chemistry,Tongren University,The Search Center of The Conservation and
Utilization of Wildlife Resources in Fanjing Mountain,Tongren,Guizhou554300,China)
Abstract:To explore the optimum extraction process of polyphenols from Fanjing Mountain wild vine
tea,the water bath extraction method was adopted to extract polyphenols from Fanjing Mountain wild vine
tea.The results of single factor experiment and orthogonal tests showed that the optimum extracting
conditions included 80%ethanol as extracting solvent and continuum three times for extraction,each time
for 45min under 70℃ .
Key words:Fanjing Mountain;wild vine tea;polyphenols;process optimization
梵净山是国家级重点自然保护区。1986年加
入联合国教科文组织世界生物圈保护区网络,以保
护森林生态系统和珍贵动植物物种及其独特的景观
资源为主[1]。其保护区内生长有大量的野生藤茶,
当地人们称之为茅岩莓茶、端午茶、藤婆茶等。藤茶
为葡萄科蛇葡萄属显齿蛇葡萄科的嫩茎叶[2-3],主要
分布于湖南、湖北、云南、贵州和广西等。藤茶内含
有多种有益于人体健康的成分,主要有茶多酚、茶多
糖、咖啡碱等。研究报道表明,茶多酚是一种天然食
品抗氧化剂。此外,它还具有抗癌、抗衰老、抗辐射、
清除人体自由基、降低血糖血脂等一系列重要药理
功能[4-5]。还可应用于日用化工、食品加工等领
域[6-9]。目前,有关藤茶的研究主要集中在主要活性
成分分析和总多酚抗氧化活性[10-11],未见其茶多酚
提取的相关报道。试验首次对梵净山野生藤茶多酚
提取工艺进行了研究,旨在为铜仁野生藤茶资源的
综合开发和利用提供依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
1.1.1 材料 野生藤茶,由铜仁野生藤茶专卖店
提供。
1.1.2 试剂 没食子酸、无水乙醇、硫酸亚铁、酒
石酸钾钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钾。
1.1.3 仪器设备 T6新世纪紫外可见分光光度
计,AL204型电子天平,DHG-9140A型电热恒温鼓
风干燥箱。
1.2 藤茶多酚提取工艺
藤茶→筛选除杂除梗→粉碎成末→水浴浸提→
离心→检测。采用的固液比为1∶20。
1.3 试验方法
1.3.1 不同因素对茶多酚提取影响的考察
1)浸提试剂。精确称取干燥后的野生藤茶
0.500 0g,分别用50%、60%、70%、80%和90%乙
[收稿日期] 2013-05-15;2013-08-30修回
[基金项目] 贵州省高等学校重点支持学科项目“野生动植物保护与利用”[黔教合重点支持学科字(2011)232];贵州省教育厅特色实验室
建设项目“梵净山特色动植物资源重点实验室”[黔教合KY(2011)232]
[作者简介] 王 岚(1983-),女,讲师,从事植物生理生态教学和科研工作。E-mail:407602077@qq
櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃
.com
[3] Lui J,Li Y,Tang I J,et al.Treatment of lycorine on
SCID mice model with human APL cels[J].Biomed
Phannacother2007,64(4):229-234.
[4] Lin L Z,Hu S F,Chai H B,et al.Lycorine alkaloids
fron Hymenocauis littoralis[J].Phytochemisty,1995,
40(4):1295-1298.
[5] 赵明明,熊海容,李 霞,等.石蒜中石蒜碱的超声提
取研究[J].化学与生物工程,2011,28(8):33-35,48.
(责任编辑:孙小岚)
贵州农业科学 2014,42(1):188~190
Guizhou Agricultural Sciences