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扯根菜有效成分提取纯化工艺研究进展



全 文 :1 引言
扯根菜,即赶黄草,虎耳草科扯根菜属植物,野生品种主要
分布于华北、华东、中南及陕西、四川和贵州等地[1],近年来逐渐
驯化的家种大量种植于四川省古蔺县境内。此外,日本、韩国、
俄罗斯东部及东南亚地区也有分布。
肝为人体重要脏腑之一,为魂之处,血之藏,筋之宗。近年
来,随着人们生活节奏加快,工作压力增大以及社交礼仪的需
要,一些肝病如酒精肝、肝气郁结等呈现增长趋势。而扯根菜正
对缓解治疗此类疾病有显著作用。扯根菜目前在《救荒本草》、
《中药大辞典》、《四川中药志》、《中药成方制剂十三册》中均有记
载,但尚未被《中国药典》收载。作为苗族的传统中药之一,扯根
菜具有多种生理活性,除能利胆退黄[2]、保护酒精性肝损伤[3]、治
疗肝纤维化[4]、抗肝炎病毒[5]外,还有抗氧化[6]、抑菌[7]、抗突变[8]、
降血糖[9]和降血脂[10]等作用。因此,关于扯根菜的研究越来越活
跃。在生产中由于不同的提取方法,其有效成分的含量也会出
现差别,本文针对扯根菜的有效成分的提取纯化工艺的研究进
行概述,以期为进一步深入研究和开发利用提供参考。
2 有效成分及含量
扯根菜中有黄酮、有机酸、甾体、萜类、酯类、挥发油等多种
有效成分[11-15]。
其中,黄酮类化合物如槲皮素、乔松素-7-O-β-D-葡萄糖苷、
槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖苷、槲皮素-3-O-α-L-吡喃鼠李糖苷、5-甲
氧基-乔松素-7-O-β-D-葡萄糖苷[16]、乔松素、芹菜素,木犀草素,山
奈酚等; 有机酸类化合物如没食子酸和2,4,6-三羟基苯甲酸; 甾
体类化合物如β-谷甾醇;萜类如熊果酸和熊果酸-28-木糖-(1,3)-
葡萄糖苷[17]等成分。其中槲皮素和没食子酸被看作是扯根菜抗
乙肝病毒、保肝利胆作用的主要活性成分。
冯长根、贺晓华等[18, 19]采用 RP-HPLC 分别测得扯根菜中槲
皮素平均含量为 0.45% ,没食子酸平均含量为 2.35%。扯根菜
不同部位黄酮含量比较的研究中,发现根中黄酮含量为3.5%,茎
中为3.7%,叶中为4.1%。余昕[20]等发现商品扯根菜叶的总黄酮
含量明显高于全草中总黄酮的含量,四个采收期的扯根菜总黄
酮的含量也不同,从高到低为:果期>花前期>花期>花蕾期。
3 提取工艺
3.1 扯根菜中总黄酮的提取工艺
对于总黄酮,较多研究采用超声水浴进行正交优化提取。
汪洪武等[21]通过超声浸提和水浴浸提两种方法的对比研究,得
出最佳提取工艺为固液比 1∶20、乙醇浓度 70%、超声提取
40min。但曹桦[22]等通过对比得出的最佳条件为固液比为1∶10,
乙醇浓度80%,按50%的功率处理30min。邓锷[23]等采用了水浴
浸提和超声波处理相结合的方法,将样品在 70%的乙醇中以
50%功率超声波先处理 30min 后,再在固液比 1∶20、乙醇浓度
50%和温度70℃条件下水浴浸提1.5h,通过此提取方法,得率可
达7.71%。
也有研究采用响应面法优化超声提取总黄酮。徐秀泉[24]等
通过该法得出最佳工艺条件为固液比1∶26、乙醇浓度60%乙醇
于50℃下超声提取20min,总黄酮得率4.14%。而姜明华[6] 采用
Box-Benhnken中心组合实验设计进行了响应面分析,得出的条
件为超声提取温度50℃,时间70min,乙醇浓度60%,液固比20∶
1,得率7.21%。
而最新研究中,张诗静[25]等采用超临界CO2流体萃取技术,
以总黄酮、槲皮素的量为指标,得出最佳超临界萃取工艺:100 g
原料,以 70%乙醇溶液作夹带剂,萃取压力 30MPa、萃取时间
120 min、萃取温度 40 ℃时,总黄酮、槲皮素的得率分别为 47.26
mg/g、5.79mg/g。所得粗提取物纯度较回流法和超声法高。
此外,何颖[26]等考察了微粉化技术对扯根菜中总黄酮溶出
率的影响,结果提示超微粉碎工艺有利于扯根菜中有效成分的
提取:50%乙醇超声提取后,测得扯根菜超微粉总黄酮溶出量高
于粗粉44.31%。
3.2 扯根菜中槲皮素的提取工艺
对于黄酮中的槲皮素提取,用水浴、超声水浴、渗漉、煎煮四
种方法较多。程贺军[27]等就考察了这四种方法的提取,并正交
试验进行优选,以高效液相法测定槲皮素含量,得出扯根菜最佳
提取条件为在浓度为50%的乙醇,固液体积比为1∶15的条件下
煎煮 3小时。而同样,魏双元[28]等用煎煮法乙醇提取,正交试验
进行优选,以高效液相法测定槲皮素含量,得出的扯根菜最佳提
取条件却是以浓度为75%的乙醇,固液体积比为1∶15的条件下
【第一作者】左蕾蕾(1986-),女,重庆垫江人,硕士,助教,研究方向:食品功能成分的分离与重组。
扯根菜有效成分提取纯化工艺研究进展
左 蕾 蕾
(成都中医药大学,四川 成都 610137)
【摘 要】 扯根菜,即赶黄草,在民间被作为药食两用植物。生产中由于不同的提取方法,其有效成分的含量也会出现差别,
对扯根菜中的有效成份总黄酮、槲皮素、槲皮苷、没食子酸和多糖等方面的提取纯化工艺进行概述,并对扯根菜的开发利用进行展望,
以期为生产加工和进一步开发利用扯根菜提供参考。
【关键词】 扯根菜;提取工艺;进展
【中图分类号】 R284.6 【文献识别码】A 【文章编号】2095-3518(2014)05-40-02
2014年5月
第5期(总第186期)
轻工科技
LIGHT INDUSTRY SCIENCE AND TECHNOLOGY 化工与制药
40
煎煮4小时。在此基础之上,罗红[29]等探讨了以扯根菜为主要原
料的肝苏胶囊制剂提取工艺,以高效液相法测定槲皮素含量,该
制剂采用煎煮两次,第一次加入药材量 12倍的水煎煮 2h,第二
次加入药材量8倍的水煎煮1h的提取工艺。
有研究还得出使用碱性溶媒提取扯根菜中的有效成分。杨
明[30]等在以扯根菜为原料制备的中药制剂肝苏颗粒进行制剂二
次开发研究中,考察了在一定浓度下,提取量与溶媒的碱性关
系,得出当以0.04mol/L的NaOH溶液进行水浴提取时,槲皮素和
没食子酸的得率最高,但若再增大碱性,提取出成分的含量反而
下降。
此外,在优选方法上,辛秀等[31] 应用星点设计-效应面法,以
槲皮素含量为效应变量,优选出最佳浸提工艺为乙醇浓度
82.2%、提取温度84.5℃;在提取方法上,张诗静[25]等采用超临界
CO2流体萃取技术,以总黄酮、槲皮素的量为指标,得出最佳超临
界萃取工艺。
3.3 扯根菜中没食子酸提取工艺
以没食子酸量为提取指标的研究相对较少。陈浩[32]等以高
效液相法测定没食子酸,用水浴、超声水浴、渗漉、煎煮四种方法
提取,正交试验进行优化。得出最佳提取条件为以50%的乙醇,
固液比为1∶15的条件下以3秒1滴的速度渗漉。另外,杨明[30]等
在以扯根菜为原料制备的中药制剂肝苏颗粒进行制剂二次开发
研究中考察槲皮素的同时也考察了没食子酸的得率。
3.4 扯根菜中槲皮苷的提取工艺
项慧慧[33]等以HPLC测定槲皮苷,采用正交试验考察乙醇用
量、提取时间、提取次数和乙醇体积分数对提取工艺的影响。发
现提取次数对扯根菜提取工艺的影响最大,最佳提取工艺为加
10倍量80%乙醇提取2次,每次0.5h。
3.5 扯根菜中多糖的提取工艺
邓锷[34]等还研究了扯根菜中多糖的最佳提取工艺。该研究
采用单因素和正交实验,考察料液比、温度、提取时间对扯根菜
中多糖提取率的影响。考察显示,影响扯根菜多糖提取率的主
要因素是温度,最佳提取工艺为料液比1∶15,提取温度95℃,提
取时间3h。在此条件下,测得扯根菜多糖提取率为1.12%。
4 扯根菜有效成分的精制纯化工艺
目前,扯根菜中有效成分的精制工艺较少,谢兴亮[35]等在选
择适合分离纯化扯根菜提取物型号时,以槲皮素吸附量、解吸
率、吸附速率及解吸速率为指标,对D140、D141、D3520、AB-8、
D101、DM-130、NKA-9、S-8等 8种大孔吸附树脂的性能进行比
较。结果显示,D140型树脂在加入药液后约5 h吸附达到平衡,
再加入解吸剂后1.5 h解吸完全,其吸附、解吸速率最快。
5 总结与展望
关于扯根菜的国外研究文献较少,而国内对扯根菜的研究
总体也不够深入。在扯根菜有效成分提取方面考察了水浴浸
提、超声水浴、渗漉、煎煮和超临界CO2萃取的方法,温度、乙醇
浓度、提取时间、原料粒度等方面的考察较多,且多用高效液相
色谱法和分光光度法检测提取扯根菜黄酮或其中的槲皮素,也
有研究提取没食子酸、槲皮苷和多糖等,各研究提取结果差异较
大。笔者认为在统一权威的检测方法情况下可多采用现代技术
手段进行考察优化,如还可考察微波辅助提取或多种提取方法
相结合的影响,采用Plackett-Burman设计结合响应面法优化,探
寻更佳的提取方法,为生产加工和深入开发利用提供参考。此
外,目前,扯根菜中有效成分的精制纯化工艺研究较少,建议加
强此方面的研究,进而提高工业化生产的产品品质。
扯根菜在民间尤其是苗族被作为药食两用植物,在应用时,
常作为治疗肝病原料以单方或复方入药。如典型的以扯根菜为
原料的肝苏颗粒作为临床治疗肝炎,用扯根菜配伍丹参、黄芪等
治疗HBV和肝纤维化。近年来随着人们对解酒护肝的需求的
增加,市场上以赶黄草开发的各类醒酒护肝的养生药品相继面
世。但这些产品都是作为药品上市,所以,建议加大力度对扯根
菜的成分、检测方法、提取纯化工艺、药理作用及其相关机制等
进行更深入系统的研究,尤其是扯根菜安全性毒理学基础研究
和摄入人群健康调查,若是能证明其更高的安全性,纳入保健食
品的原料范畴,则会丰富食品原料资源,加大对赶黄草的开发利
用。
参考文献
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(下转第49页)41
根据无凸缘圆筒形拉深件毛坯直径公式计算:
D = d21 + 4dh + 6.28r1d1 + 8r 21
= 992 + 4 × 105 × 14 + 6.28 × 3 × 99 + 8 × 32 =132.73
(3)是否用压边圈
根据毛坯相对厚度比 t/D×100=2/132.73×100≈1.507,查表2,
可用压边圈,也可不用。为防止拉深时起皱,增加筒形件的平整
度,最终决定采用压边圈。
表2 采用或不采用压边圈的条件
拉深方法
用压边圈
可用可不用
不用压边圈
首次拉深
t/D/%
<1.5
1.5~2.0
>2.0
m1
<0.6
0.6
>0.6
以后各次拉深
t/ dn-1/%
<1
1~1.5
>1.5
mn
<0.8
0.8
>0.8
(4)确定拉深次数
筒形件的直径与其展开圆形坯料的直径的比值,叫做该筒
形件的拉深系数。实际拉深系数大于极限拉深系数,则可以一
次拉深成形,否则只能多次拉深。
按照初步工艺性分析,初步估计可以一次性拉出。但具体
需结合表3中的参数作精准的确定。
表3 圆筒形件用压边拉深时的极限拉深系数(注:材料为退火状态)
拉深系数
m1
m2
m3
m4
m5
毛坯相对厚度t/D×100
2~1.5
0.48~0.50
0.73~0.75
0.76~0.78
0.78~0.80
0.80~0.82
<1.5~1.0
0.50~0.53
0.75~0.76
0.78~0.79
0.80~0.81
0.82~0.84
<1.0~0.6
0.53~0.55
0.76~0.78
0.79~0.80
0.81~0.82
0.84~0.85
<0.6~0.3
0.55~0.58
0.78~0.79
0.80~0.81
0.82~0.83
0.85~0.86
<0.3~0.15
0.58~0.60
0.79~0.80
0.81~0.82
0.83~0.85
0.86~0.87
<0.15~0.08
0.60~0.63
0.80~0.82
0.82~0.84
0.85~0.86
0.87~0.88
根据毛坯相对厚度 t/D×100≈1.507,查表得一次性极限拉深
系数范围:0.48~0.50,表3所列数据是材料退火状态下的极限拉
深系数范围,稍加修正,即可用于其它材料。护圈材料Q235为
普通碳素钢,应对表列数字增加 0.03~0.035,增加后的极限拉深
系数范围:0.515~0.535。本件实际拉深系数 m=103/132.7=
0.776>0.535,大于极限拉深系数,所以只需一次拉深既能成形。
(5)工序
工序共分为三步,工序(一):剪条料;工序(二):落料拉深复
合;工序(三):冲φ73孔。
落料拉深时,可用润滑油改善加工条件,从而提高模具
寿命。
4 结语
按照本次工艺设计方案执行所生产的实体见图4。
图4
并不是所有的拉深件都需要修边,应结合拉深件具体形状、
实际装配要求及用途,合理的对此类产品进行工艺设计;另外,
浅拉深件的材料应根据实际情况决定是否需要退火。
实践证明:工序紧凑、有效,加工成本低廉,能满足产品的批
量生产要求及质量要求。对同类零件的产品及工艺设计具有一
定的参考作用。
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