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正交试验法优选田基黄中总黄酮提取工艺



全 文 :第 39 卷 第 12 期 化 工 技 术 与 开 发 Vol.39 No.12
2010 年 12 月 Technology & Development of Chemical Industry Dec.2010

正交试验法优选田基黄中总黄酮提取工艺
易运红,吴功庆,黎燕芸,刘意1
(广东药学院中山校区,广东 中山 528458)

摘 要:采用单因素实验和正交试验法研究以乙醇作为溶剂提取田基黄中总黄酮的提取工艺,用紫外分光光度法测定田
基黄中总黄酮的含量。结果表明,乙醇浓度为 40%,提取温度为 70 ℃ ,回流时间为 2h,料液比为 1:40 为最佳提取工艺条
件。该优化工艺稳定可行,对应用于生产有一定的指导意义。
关键词:田基黄;总黄酮 ;正交试验; 紫外分光光度法
中图分类号:R 285.5 文献标识码;A 文章编号:1671-9905(2010)-0020-03


收稿日期:2010-07-09
田基黄味甘、微苦,性凉,具有清热利湿、散
瘀止痛、消肿解毒的功效临床用于治疗急、慢性肝
炎,传染性肝炎,伤寒及副伤寒,痈、疖及其他皮
下化脓性感染以及防治感冒等。
田基黄全草含内酯、香豆素、酚类、蒽醌、黄
酮类、维生素 A 样物质及维生素 B1 、B2、间环己
三醇衍生物、色原酮苷衍生物、双苯吡酮类等成分
[1]。现代药理研究表明田基黄具有抑菌作用,保肝
作用,抑制肿瘤作用,对心血管系统作用,目前田基
黄已被制成注射剂用于临床治疗急、慢性肝炎[2~3]。
黄酮是一类具有广阔开发前景的天然抗氧化剂[4],
体外实验发现某些黄酮类具有抗微生物作用,如
Neobavai isoflavone[5]明显抑制烟曲霉菌和新型隐
球菌的作用。另有报道[6]某些黄酮及异黄酮有很强
的抗口腔微生物及抗耐新青霉Ⅰ白色葡萄球菌的
作用。欲从田基黄中提取出总黄酮,提取的效果与
提取温度、时间、溶剂、料液比、材料等有关,因
此本文就提取工艺展开研究。
1 材料和方法
1.1 材料
田基黄(外购,经鉴定为藤黄科金丝桃属植物
田基黄 Hypericum japonicum Thunb. 的干燥全草);
芦丁对照品。KQ-500DB 型数控超声波清洗器。
1.2 黄酮含量的测定
1.2.1 最大吸收波长的选择
精密吸取一定量的样品溶液于 50mL 容量瓶中,
加蒸馏水使体积达到 16mL,分别加 5% NaNO2 2mL,
摇匀,放置 6min 后分别加 10% Al(NO3)3 2mL,摇匀,
再放置 6min 后分别加 4% NaOH 20mL,加水至刻度,
摇匀,静置 15min 后,紫外-可见分光光度计全波长扫
描,确定其最大吸收波长为 510nm。
1.2.2 标准曲线的制备
分别精密量取一定浓度芦丁标准溶液 0.5、1.0、
2.0、3.0、4.0、5.0 和 6.0mL,置于 50mL 容量瓶中,
加水使体积达 16mL,分别加 5% NaNO2 2mL,摇匀,
放置 6min 后分别加 10% Al(NO3)3 2mL,摇匀,再放置
6 min 后分别加 4% NaOH 20mL,加水至刻度,摇匀,
静置 15 min,在 510 nm 处测定光吸收值, 以吸光度
为纵坐标、浓度为横坐标绘制标准曲线。结果见图
1.得芦丁浓度 X 与吸光度 Y 关系曲线的回归方程
式:Y=12.57X-0.0021,相关系数:R2=0.9995。浓
度在 0.005-0.025mg/mL 范围内线性关系良好。

图 1 芦丁标准曲线
1.2.3 精密度试验
精密量取一定浓度芦丁标准溶液3.0mL共6份,
按照1.2.2方法测定,计算出相对平均标准偏差,

. 易运红等:正交试验法优选田基黄中总黄酮提取工艺 21 第 12 期
RSD为0.456%。仪器的精密度良好。
1.2.4 稳定性试验
在加入10% NaOH 后0~12min之内测定,计算
得其RSD为0.52%,在加入10% NaOH 后14~24min
之内测定,计算其RSD值为0%,这时被测样品最为
稳定。在加入10% NaOH 后26~36min之内测定,计
算 其 RSD 值 为 0.25% ; 在 加 入 10% NaOH 后
38~50min之内测定,计算其RSD值为0.32 %;在加
入10% NaOH 0~60min之内测定,计算其RSD值为
1.41 %。综上,可认为在加入10% NaOH 后摇匀,
静置14min,并且在10min之内测定完全,被测样品
最为稳定,结果最为准确。
1.3 单因素考察
以 1:50 的料液比,室温浸泡样品 10h,考察乙
醇浓度的影响。在乙醇浓度为 50%,料比为 1:50,
温度为 30℃时,考察提取时间的影响;在乙醇浓度
为 50%,料比为 1:50 的条件下,提取 3h,考察提
取温度的影响;在乙醇浓度为 50%,提取 3h,提取
温度为 50℃时,考察料液比的影响。
1.4 正交试验
表1 正交试验因素及水平
水平 A 乙醇浓度/% B 提取温度/℃ C 提取时间/h D 料液比
1
2
3
30
40
50
50
60
70
2
3
4
1∶30
1∶40
1∶50
2 结果和讨论
2.1 乙醇浓度的影响
乙醇浓度为 30%、40%、50%、60%、70%时,
总黄酮的含量分别是 6.06%、6.04%、6.44%、6.28%、
5.88%。随着乙醇浓度的提高黄酮类化合物含量增
高。当乙醇浓度在 50%时,总黄酮含量最大,为
6.44%,所以选择最佳的乙醇浓度为 50%。

图 2 乙醇浓度对黄酮提取的影响


2.2 提取时间对浸提的影响
如图 3,随着提取时间的延长,总黄酮的含量
也增高。提取时间大于 3h,黄酮类化合物的含量增
长逐渐缓慢。可见,提取时间在 3 h 已基本达到平
衡。因此,综合考虑生产的成本要求等因素,选择
最佳提取时间为 3h。


图 3 提取时间对黄酮提取的影响

2.3 提取温度的影响
提取温度的影响结果见图4。从图4可知,回
流温度为 30、40、50、60、70℃时总黄酮的含量分
别是 7.33%、7.98%、8.92%、8.92%、9.02%。提取
温度为 70℃时总黄酮的含量最高,约为 9.02%。但
当提取温度高于 50℃时,其含量增长相对缓慢。考
虑到提高温度耗费能量的问题,选择最佳提取温度
为 50℃。


图 4 温度对提取的影响图

2.4 料液比的影响
从图 5 可知,料液比为 1:20、1:30、1:40、1:50、
1:60 时总黄酮的含量分别是 6.70%、7.53%、8.98%、
9.03%、9.04%。料液比为 1:40 以上时总黄酮含量
基本达到平衡。继续增加溶剂对总黄酮的提取效果
没有太大影响。结合生产的成本要求等因素,料液
比为 1∶40 为最佳。

. 化 工 技 术 与 开 发 22 第 39 卷

图 5 料液比对提取的影响
2.5 正交试验结果与分析
正交试验结果见表2。由实验结果可知,田基黄
中含有丰富的黄酮类化合物,在用乙醇对田基黄中
黄酮类化合物进行提取的时候,温度是影响其提取
率的关键因素,影响田基黄中黄酮类化合物提取的
因素主次顺序为:提取温度>提取时间>乙醇浓度>
料液比。单因素确定了田基黄中总黄酮的最佳提取
工艺条件为:乙醇浓度为40%,提取温度为70℃,回
流时间为2h,料液比为1∶40,即此试验条件下的最
优组合是:A2B3C1D2。但是D料液比的总值表明,该
因素的最优水平是3,即最优组合为A2B3C1D3,不在表
3之列。所以要做对比试验。对比试验结果见表3。
表2 正交试验结果
因素 A 乙醇浓/度/% B 温度/℃ C 时间/h D 料液比 黄酮含量/%
实验 1
实验 2
实验 3
实验 4
实验 5
实验 6
实验 7
实验 8
实验 9
总值 1
总值 2
总值 3
均值 1
均值 2
均值 3
极差
1
1
1
2
2
2
3
3
3
26.235
27.540
26.958
8.745
9.180
8.986
0.435
1
2
3
1
2
3
1
2
3
25.533
26.502
28.701
8.511
8.834
9.567
1.055
1
2
3
2
3
1
3
1
2
28.311
25.677
26.745
9.437
8.559
8.915
0.878
1
2
3
3
1
2
2
3
1
26.442
26.833
27.402
8.814
8.961
9.134
0.320
8.598
8.19
9.450
8.474
8.830
10.234
8.464
9.478
9.015
所以最佳的提取工艺条件为乙醇浓度为 40%,
提取温度为 70 ℃ ,回流时间为 2h,料液比为 1:40,
最佳提取工艺条件下总黄酮含量为 10.113%。

表 3 对比试验结果
水平 A 乙醇浓度/%
B 提取温
度/℃
C 提取时
间/h
D 料液

结果
/%
1
2
40
40
70
70
2
2
1∶40
1∶50
10.113
9.984
3 结论
本实验采用紫外分光光度法测定田基黄中总
黄酮的含量。通过单因素试验法对影响总黄酮提取
率的主要因素进行分析,再通过正交试验法优化提
取田基黄中总黄酮的最佳工艺条件,即乙醇浓度为
40%,提取温度为 70℃,回流时间为 2h,料液比为
1∶40。该优化工艺稳定可行,对应用于生产有一
定的指导意义。
参考文献:
[1] 王晓炜, 张大威, 魏小龙,等.田基黄的研究进展[J].中
国现代药物应用,2009,3(22):183.
[2] 中华本草编委会.中华本草第三分册[M].上海:科学技术
出社,1999.598-601.
[3] 江苏新医学院.中药大辞典上册[M].上海:上海人民出版
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[4] 陈乃富,张莉.蕨菜黄酮类化合物的提取与分析[J].中
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[5] Augustin E.,et al. Prenylated isoflavanone from the roots
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[6] Munekazu Inuma.,et al. Anti-oral microbial activity of
isoflavonoids in root bark of ormosiamonosperma[J].
Phytochemistry,1994,37(3):889-891.


Study on Optimum Extraction of Total Flavononids from Hypericum Japonicum Thun
YI Yun-hong,WU Gong-qing,LI Yan-yun,LIU Yi
(Guangdong Pharmaceutical University Zhongshan Campus, zhongshan 528458, China)
Abstract: Extraction conditions of total flavonoids from Hypericum japonicum thun using one factor experiment and orthogonal
experiment were studied. When measured by UV spectrophot-ometry, the results showed that ethanol concentration was 40%,
extraction temperature was 70℃,extraction time was 2h,and the liquid and solids ratio was 1:40.This optimization craft was stable
feasible and had guiding significance in producing.
Key words: Hypericum japonicum thun;total flavonoids;UV spectrophot-ometry