全 文 :氟化钠、氯化镧、紫地榆乙醇提取物都有促进脱矿釉质再
矿化的效用,作用由强到弱的顺序依次为氯化镧 >氟化钠
>紫地榆乙醇提取物。天然植物药防龋的研究具有鲜明的
地域特性。天然药物紫地榆乙醇提取物对牙体硬组织的再
矿化有显著的促进作用,其促进再矿化的作用虽不及预防
龋齿最常用的药物氟化钠和氯化镧,但却具有天然药物所
特有的安全性,且广泛分布于云南省境内,原药资源丰富,
有进一步研究与开发的价值。
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正交优化超声波法提取瓦松总黄酮工艺的研究
祝 波, 王亚红*
(吉林化工学院 化学与制药工程学院,吉林 吉林 132022)
收稿日期:2011-12-26
基金项目:吉林化工学院项目 (吉化院合字第 2011 第 027 号)
作者简介:祝 波 (1976—) ,女,讲师,从事天然药物的研究开发。Tel:13944235059
* 通信作者:王亚红 (1970—) ,女 (满族) ,教授,从事天然药物的研究开发。Tel:13704319665
摘要:目的 采用正交实验设计探讨瓦松中总黄酮提取的最佳工艺条件。方法 运用超声技术提取瓦松黄酮,以紫外
可见分光光度法定量,计算总黄酮提取率。结果 各因素的影响大小次序先后为提取温度 >固液比 >提取时间 >超声
频率。最佳工艺条件为:提取时间 40 min,固液比 1 ∶ 20,超声频率 47. 6 kHz,提取温度40 ℃,在优化条件下,瓦松
总黄酮的提取率为 0. 802%,明显大于传统回流提取瓦松总黄酮提取率 0. 356%。结论 相对传统提取方法而言,超
声提取具有提取率高、节约时间等优点。
关键词:瓦松;总黄酮;超声提取;正交实验
中图分类号:R284. 2 文献标志码:B 文章编号:1001-1528(2012)12-2426-03
瓦松 Orostachys fimbriatus为景天科瓦松属植物,又名流
苏瓦松,全国各地均有分布,以全草入药。始载于《唐本
草》,据《中国药典》2010 年版一部记载其味酸、性平、
无毒,归肝、肺、脾经。具有清热解毒、止血、利湿、消
肿等功效,用于吐血、鼻衄、血痢、疟疾、痔疮、湿疹、
痈毒、疔疮等症[1]。现代药理研究表明该植物具有抗癌、
抗炎、抗菌、强心、抗病毒和免疫调节等作用[2]。国内外
学者对瓦松属药用植物的化学成分及生物活性进行了一系
列研究,并取得一定进展[3-4],瓦松主要含黄酮 (fla-
vonoids)、木栓酮 (friedelin)、没食子酸 (gallic acid)、齐
墩果酸 (oleanolic acid)、胡萝卜苷 (carrot glycoside)、尿
嘧啶 (uracil)等化学成分,因此用途广泛,具有药、食两
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用价值,同时也是饲料、化妆品原料与园艺花卉[5]。笔者
为研究瓦松总黄酮现代化提取工艺,充分开发利用瓦松资
源,特以主要成分总黄酮为考察指标,采用正交实验设计
方法优选其最佳提取工艺条件。
1 材料与仪器
1. 1 材料 瓦松 (购自吉林市江城大药房,经鉴定为瓦松
Orostachys fimbriatus) ,粉碎过 40 目筛备用。芦丁标准品
(购自中国药品生物制品检定所;批号:100080-200707)。
1. 2 试剂 无水乙醇,甲醇,无水三氯化铝,醋酸钠,冰
醋酸,以上试剂均为分析纯。
1. 3 主要仪器与设备 超声波药品处理机 JBT /C-
YCL400T /3P (D) (济宁金百特电子有限责任公司) ,紫外
可见分光光度计 752N (上海精密仪器有限公司) ,电子天
平 BS-600L (上海精细科技仪器厂) ,移液管 (北京玻璃仪
器厂) ,旋转蒸发仪 RE-52A (上海亚荣生化仪器厂) ,多
功能粉碎机 RT-08 (荣聪精密科技有限公司)。
2 方法与结果
2. 1 标准品溶液的制备 精密称取110 ℃干燥至恒质量的
芦丁标准品 10. 5 mg,置于 50 mL 量瓶中,加 60%乙醇适
量,超声溶解,冷却后定容,配制成质量浓度为 0. 21
mg /mL的芦丁标准品溶液。
2. 2 供试品溶液的制备 称取 40 目的瓦松药材粉末 5 g,
置于锥形瓶中,加入 60%乙醇 40 mL,超声提取 (功率
400 W,温度40 ℃,频率 40. 1 kHz,时间 40 min) ,过滤,
滤液移入 50 mL量瓶中,用 60%乙醇定容,吸取 1. 0 mL转
移到一干燥 5 mL 量瓶中,用 60%乙醇定溶得到供试品溶
液。在提取工艺研究中,改变相应参数。
2. 3 检测波长的确定 取芦丁标准品溶液 1. 0 mL、供试
品溶液 1. 0 mL 于 2 个 10 mL 量瓶中,加入 A1C13 溶液
(0. 1 mol /L)1. 0 mL,醋酸-醋酸钠缓冲液 (pH = 5. 5)1. 0
mL,并用 60%乙醇溶液定容,摇匀,静置 20 min。用试剂
作空白对照,在 300 ~ 500 nm 波长范围内进行紫外测定,
结果芦丁供试品溶液和标准品溶液在 416 nm处均出现最大
吸收,因此,确定测定波长为 416 nm。
2. 4 标准曲线的绘制 精密移取芦丁标准品溶液 1. 0、
2. 0、3. 0、4. 0、5. 0、6. 0 mL分别置于 6 个 10 mL量瓶中,
加入 A1C13 溶液 (0. 1 mol /L)1. 0 mL,醋酸-醋酸钠缓冲
液 (pH = 5. 5)1. 0 mL,并用 60%乙醇溶液定容,摇匀,
静置 20 min。用试剂作空白对照,测定 416 nm波长处的吸
光度。以吸光度为纵坐标,质量浓度为横坐标,绘制标准
曲线,进行线性回归[6],得回归方程:y = 85. 00 2x +
0. 398 9,r = 0. 999 6。表明芦丁在 21 ~ 126μg /mL 范围内线
性关系良好。
2. 5 瓦松提取液中总黄酮的测定 取瓦松提取液 1. 0 mL
于 5 mL量瓶中,用相应试剂作空白对照,测定各样品溶液
在 416 nm波长处的吸光度,若测定结果超出线性范围,可
先浓缩或稀释再进行测定。把吸光度代入回归方程求质量
浓度,然后计算提取液中总黄酮的含有量以及总黄酮提取
率,计算公式如下:
总黄酮质量(mg)= (C × V1 × V2)/(V3 × 1 000)
总黄酮提取率(%)= (总黄酮质量 / 药材中总黄
酮的质量)× 100%
C表示所测定瓦松提取液总黄酮的质量浓度 (μg /mL) ;V1
为制备供试品溶液时定容的体积 (mL) ;V2 为所得提取液
的总体积 (mL) ;V3 为从提取液中移取的用于制备供试品
溶液的体积 (mL)。
2. 6 方法学研究
2. 6. 1 精密度实验 对同一供试品溶液重复取样,按 2. 4
项、2. 5 项下方法测定、计算 5 次,RSD 为 0. 78%,表明
用该方法测定精密度良好。
2. 6. 2 稳定性实验 精密吸取供试品溶液 1. 0 mL,按 2. 4
项下方法分别在 0、20、40、60、120、180、240 min 时测
定吸光度,按 2. 5 项下方法计算提取率。RSD 为 0. 38%,
显示在 4 h内样品溶液稳定。
2. 6. 3 重复性实验 准确移取同一份供试品溶液,按 2. 4
项、2. 5 项下方法平行测定 6 次、计算提取率,RSD 为
0. 97%,表明该测定方法重复性良好。
2. 6. 4 加样回收率实验 称取已知含有量的样品 6 份 (质
量分数 8. 91%) ,精密加入芦丁标准品 10mg,按 2. 4 项、
2. 5 项下方法测定、计算,平均回收率为 98. 04%,RSD
为 0. 67%。
2. 7 单因素实验
2. 7. 1 提取时间的影响 准确称取 5 份 40 目的瓦松药材 5
g,置于锥形瓶中,按 2. 2 项下方法分别在 20、25、30、
35、40 min超声提取,测定吸光度,计算提取率。结果表
明随着提取时间的延长,总黄酮提取率逐渐提高,提取时
间超过 30 min,提取率不再增大或减小。
2. 7. 2 固液比的影响 准确称取 5 份 40 目的瓦松药材 5
g,置于锥形瓶中,设置提取时间 30 min,分别按固液比
1 ∶ 10、1 ∶ 15、1 ∶ 20、1 ∶ 25、1 ∶ 30 加入 60%的乙醇溶
液,研究固液比对总黄酮提取率的影响。结果表明随着固
液比的增加,总黄酮提取率逐渐增大,固液比大于 1 ∶ 20
时,提取率增加不再明显,基本保持原状。
2. 7. 3 超声频率的影响 准确称取 5 份 40 目的瓦松药材 5
g,置于锥形瓶中,按固液比 1 ∶ 20 加入 60%的乙醇溶液,
设定提取时间 30 min,分别在超声频率 23. 7、40. 1、47. 6、
66. 6、71. 6 kHz进行超声提取,考察超声频率对总黄酮提
取率的影响。结果表明随着超声频率的增加,总黄酮提取
率先逐渐增大,后减小,频率为 47. 6 kHz 时,提取率
最高。
2. 7. 4 提取温度的影响 分别称取 6 份 40 目的瓦松药材 5
g,置于锥形瓶中,按固液比 1 ∶ 20 加入 60%的乙醇溶液,
设定超声频率 47. 6 kHz,分别在 40、45、50、55、60、
65 ℃超声提取 30 min,测定吸光度,计算提取率。结果表
明总黄酮提取率先逐渐增大,后减小,50 ℃时提取率达到
峰值。
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2. 8 超声提取工艺正交实验 根据单因素实验结果,对提
取时间、固液比、超声频率、提取温度 4 个因素进行
L9 (3
4)正交实验,因素水平见表 1,正交设计及结果见
表 2。
表 1 正交实验因素水平
水平
提取时间 A /
min
固液比 B /
(g ∶ mL)
超声频率 C /
kHz
提取温度 D /
℃
1 20 1 ∶ 15 23. 7 40
2 30 1 ∶ 20 47. 6 50
3 40 1 ∶ 25 66. 6 60
表 2 正交实验结果
列号
试验号
1
A
2
B
3
C
4
D
瓦松黄酮
提取率 /%
1 1 1 1 1 0. 407
2 1 2 2 2 0. 403
3 1 3 3 3 0. 290
4 2 1 2 3 0. 214
5 2 2 3 1 0. 472
6 2 3 1 2 0. 360
7 3 1 3 2 0. 360
8 3 2 1 3 0. 324
9 3 3 2 1 0. 510
K1 1. 100 0. 981 1. 091 1. 389
K2 1. 047 1. 199 1. 127 1. 123
K3 1. 194 1. 160 1. 123 0. 829
k1 0. 367 0. 327 0. 364 0. 463
k2 0. 349 0. 400 0. 376 0. 374
k3 0. 398 0. 387 0. 374 0. 276
R 0. 049 0. 072 0. 012 0. 187
最优水平 A3 B2 C2 D1
由表 2 直观分析可知各因素对实验结果影响的顺序为:
提取温度 >固液比 >提取时间 >超声频率,最佳工艺条件
为 A3B2C2D1,即提取时间 40 min,固液比 1 ∶ 20,超声频
率 47. 6 kHz,提取温度40 ℃。
2. 9 最佳工艺条件的验证性实验 按最佳工艺条件提取 3
份各 5 g瓦松粉末,测定吸光度,计算平均提取率。平均
提取率为 0. 802%,RSD 为 1. 65%,结果显示优化得到的
工艺条件科学合理、具有可行性。
2. 10 超声提取与常规提取法的对比研究 超声提取按
2. 9 项的最佳提取工艺条件进行。准确称取 3 份 40 目的瓦
松药材 5 g,采用传统热水回流法提取瓦松总黄酮,提取时
间 4 h,提取温度40 ℃,提取固液比 1 ∶ 20,测定吸光度,
计算平均提取率。平均提取率为 0. 356%,RSD 为 1. 05%。
结果见表 3。
表 3 两种提取方法的比较
提取方法 瓦松总黄酮提取率 /%
回流提取 0. 356
超声提取 0. 802
从表 3 实验结果可知,超声提取与常规热水回流提取
的最大差别表现在提取时间和提取率这两方面。超声提取
法的总黄酮提取率比传统提取法提高 0. 446%,所需时间
大大缩短。
4 结论
将超声技术应用于瓦松总黄酮的提取,能够增加黄酮
类物质的提取率。文中探讨了与超声波作用效应相关的提
取时间、固液比、超声频率、提取温度 4 个因素对黄酮提
取率的影响,同时采用正交实验优化最佳工艺条件。最佳
工艺条件为提取时间 40 min,固液比 1 ∶ 20,超声频率
47. 6 kHz,提取温度40 ℃。在这个最佳条件下黄酮提取率
为 0. 802 %。与传统水提方法比较,超声提取具有省时、
节能、易于操作、提取率高等优点,是一种较好的瓦松总
黄酮提取新工艺。
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