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Research on microwave-assisted extraction technology of salidroside

微波辅助提取红景天苷的工艺研究



全 文 :中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 43 卷 第 8 期 2012 年 8 月

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微波辅助提取红景天苷的工艺研究
闵建华,曹旻旻,韦冬菊,朱锦章,章振鹏,向飞军*
康美药业股份有限公司,广东 揭阳 515300
摘 要:目的 优选红景天中红景天苷的微波辅助提取工艺。方法 利用 HPLC 法测定红景天中红景天苷,运用正交试验,
以红景天苷转移率为考察指标,筛选最佳微波提取工艺;并将其与加热回流提取法及超声提取法进行比较。结果 微波提取
红景天中红景天苷的最佳提取工艺参数:微波功率中档(462 W),料液比为 1∶10,提取 3 次,每次 90 s,在此条件下,红
景天中红景天苷的转移率高达 99.86%。结论 微波辅助提取工艺具有效率高、时间短、能耗低、环保等优点,为红景天苷
的工业化生产和新药开发提供了参考。
关键词:红景天;红景天苷;微波辅助提取;正交试验;HPLC
中图分类号:R284.2 文献标志码:A 文章编号:0253 - 2670(2012)08 - 1536 - 04
Research on microwave-assisted extraction technology of salidroside
MIN Jian-hua, CAO Min-min, WEI Dong-ju, ZHU Jin-zhang, ZHANG Zhen-peng, XIANG Fei-jun
Kangmei Pharmaceutical Co., Ltd., Jieyang 515300, China
Key words: Rhodiloa crenulata (Hook. F. et. Thoms.) H. Ohba; salidroside; microwave-assisted extraction; orthogonal test; HPLC

红景天为景天科植物大花红景天 Rhodiola
crenulata (Hook. f. et. Thoms.) H. Ohba 的干燥根和
根茎。其性平、味甘、微苦,具有益气活血、通脉
平喘的功效,用于气虚血瘀、胸痹心痛、中风偏瘫、
倦怠气喘等症状[1]。现代药理研究表明,红景天中
特有的红景天苷是该植物独特的有效成分,对人体
内分泌系统及代谢系统具有较好的调理作用,还具
有抗衰老、抗疲劳、抗缺氧、抗辐射、抗癌、抗寒
冷等作用[2-4]。微波辅助提取作为天然产物提取中一
种非常有发展潜力的新型技术,具有快速、溶剂用
量少、提取效率高、成本低、环保等许多优点,引
起广泛关注[5-8]。为此,本实验拟采用正交设计方案,
以红景天苷转移率为指标,优选出红景天苷微波辅
助提取的工艺参数,并将其与加热回流法、超声波
提取法进行比较研究,以期为红景天苷的工业化生
产和新药开发提供依据。
1 仪器与材料
安捷伦 LC 1100 液相色谱仪(G1354A 四元泵、
自动进样器、DAD 检测器、VWD 检测器、安捷伦
高效液相化学工作站),TC—15 套式恒温器(海宁
市新华医疗器械厂),FA2104 分析天平(上海精密
科学仪器有限公司),RE—52AA 旋转蒸发仪(上海
亚荣生化仪器厂),HWC—3 型微波提取设备(天
水华圆制药设备科技有限公司),KQ300YDB 型超
声波发生器(昆山市超声仪器有限公司)。
红景天苷对照品(批号为 110818-200404,中
国药品生物制品检定所),流动相中的甲醇、乙腈为
色谱纯,其他乙醇、甲醇均为分析纯。红景天药材
购于广东省普宁市药材市场,经湖北中医药大学生
药学教研室陈科力教授鉴定为大花红景天 Rhodiloa
crenulata (Hook. f. et. Thoms.) H. Ohba 的根和根茎。
2 方法与结果
2.1 红景天苷的测定
2.1.1 色谱条件 色谱柱 Kromasil C18柱(250 mm×
4.6 mm,5 μm),流动相为甲醇-0.1%磷酸缓冲溶液
(15∶85),检测波长 278 nm,体积流量 1.0 mL/min,
柱温 25 ℃。
2.1.2 对照品溶液的制备 精密称取红景天苷 5
mg,置 10 mL 量瓶中,加甲醇溶解并稀释至刻度,
摇匀,即得。

收稿日期:2011-12-26
作者简介:闵建华(1983—),男,硕士,研究方向为中药及其制剂的物质基础研究。Tel: (020)39389769 E-mail: minjianhua_008@163.com
*通讯作者 向飞军 Tel: (020)39389769 E-mail: kmyfzx@126.com
网络出版时间:2012-07-06 网络出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/12.1108.R.20120706.1711.004.html
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 43 卷 第 8 期 2012 年 8 月

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2.1.3 供试品溶液的制备 取红景天药材粉末(过
3 号筛),精密称定,置微波提取器中,按照不同的
工艺提取,合并提取液,滤过,浓缩,定容至 100 mL,
摇匀,得不同提取工艺要求的供试品溶液。
2.1.4 线性关系考察 精密称取红景天苷对照品适
量,加入甲醇制成红景天苷质量浓度为 1.6 mg/mL
的溶液,再采用逐级稀释法分别制取红景天苷质量
浓度为 0.80、0.40、0.20、0.10、0.05 mg/mL 的对照
品溶液。精密吸取各质量浓度对照品 5 μL,分别注
入液相色谱仪,测定,即得。结果表明,红景天苷
的回归方程为 Y=1 227.71 X-10.31,r=0.999 8;红
景天苷在 0.05~1.60 mg/mL 线性关系良好。
2.1.5 精密度试验 分别精密吸取红景天苷对照品
溶液 5 μL,注入液相色谱仪,连续重复 6 次,测定
峰面积。结果表明,红景天苷峰面积的RSD为 0.4%。
2.1.6 重复性试验 取同一批(批号 20110422)样
品,制备 6 份供试品溶液,进样测定,计算得红景
天苷质量分数的 RSD 为 1.74%。
2.1.7 稳定性试验 取供试品(批号 20110422)溶
液,分别于 0、4、8、16、24 h 进样分析,计算红
景天苷峰面积的 RSD 为 2.58%,表明供试品溶液在
24 h 内稳定。
2.1.8 加样回收率试验 取供试品粉末过 3 号筛,
精密称定 0.25 g,置于 50 mL 锥形瓶中,精密量取
含红景天苷 2.551 mg 的对照品溶液 2 mL 置锥形瓶
中,加入 10 mL 甲醇,密塞,摇匀,称定质量,超
声处理 30 min,放冷,再称定质量,用甲醇补足减
失的质量,摇匀,滤过,取续滤液,平行操作 6 次,
得供试品溶液 6 份。进样测定,红景天苷的平均回
收率为 96.8%,RSD 为 1.2%。
2.1.9 样品测定 精密吸取对照品溶液和供试品溶
液各 10 μL,注入液相色谱仪,测定峰面积,计算
样品中红景天苷的质量浓度。
2.2 单因素试验
以提取溶剂、溶剂用量、微波功率、原料粒度、
浸泡时间、提取时间作为影响红景天苷转移率的单
因素,各因素设置 5~7 个不同的水平,分别对 20 g
红景天药材进行提取工艺考察,找出不同因素的适
宜范围。
转移率=提取液中红景天苷质量 / 原药材中红景天苷
质量
2.2.1 提取溶剂对红景天苷提取效果的影响 为了
研究溶剂体积分数对红景天苷提取效果的影响,本
实验设置了 6 个不同的溶剂体积分数,分别为水,
20%、40%、60%、80%、95%乙醇。提取功率为中
档(462 W),料液比 1∶10,每个样品提取 3 次,
每次 90 s,平行操作 3 份,测定,计算得红景天苷
的平均转移率分别为 87.00%、88.00%、91.62%、
92.30%、93.76%、77.20%,结果表明 80%乙醇最佳,
由于水与 80%乙醇对红景天苷的提取率相差并不
大,考虑到工业生产的实际情况,选择水作为提取
溶剂。
2.2.2 溶剂用量对红景天苷提取效果的影响 为了
研究提取溶剂用量即料液比对红景天苷提取效果的
影响,本试验设置了 6 个不同的提取溶剂倍数,分
别为 4、6、8、10、12、14 倍量。提取溶剂为水,
提取功率为中档(462 W),每个样品提取 3 次,每
次 90 s,平行操作 3 份,测定,计算得红景天苷的平
均转移率分别为 71.20%、83.50%、87.15%、91.24%、
92.00%、92.36%,结果表明 14 倍量的溶剂最佳,但
10 倍量溶剂之后红景天苷的转移率差别并不明显,
选择 10 倍量的提取溶剂用量。
2.2.3 提取功率对红景天苷提取效果的影响 为了
研究提取功率对红景天苷提取效果的影响,本实验
设置了 5 个不同的提取功率,分别为低档(119 W)、
中低档(280 W)、中档(462 W)、中高档(595 W)、
高档(700 W)。提取溶剂为水,料液比为 1∶10,
每个样品提取 3 次,每次 90 s,平行操作 3 份,测定,
计算得红景天苷的转移率分别为 88.33%、88.90%、
91.70%、89.50%、81.60%,结果表明提取功率为中
档(462 W)最佳。
2.2.4 原料粒度对红景天苷提取效果的影响 为了
研究原料粒度对红景天苷提取效果的影响,本实验
设置了 5 个不同的粒度,分别过 10 目(1 号筛)、24
目(2 号筛)、50 目(3 号筛)、65 目(4 号筛)、80
目(5 号筛),提取溶剂为水,料液比为 1∶10,每
个样品提取 3 次,每次 90 s,平行操作 3 份,测定,
计算得红景天的转移率分别为 73.22%、83.66%、
86.85%、87.33%、89.06%,结果表明原料粒度越小,
红景天苷转移率越高,但滤过等后处理也相对繁琐,
因此粒度选择为过 50 目筛(3 号筛)。
2.2.5 浸泡时间对红景天苷提取效果的影响 为了
研究浸泡时间对红景天苷提取效果的影响,本实验
设置了 7 个不同的浸泡时间,分别为 0、0.5、1.0、
1.5、2.0、2.5、3.0 h。提取溶剂为水,料液比为 1∶
10,每个样品提取 3 次,每次 90 s,平行操作 3 份,
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 43 卷 第 8 期 2012 年 8 月

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测定,计算得红景天苷的转移率分别为 77.72%、
83.78%、86.73%、89.45%、84.58%、87.35%、81.77%,
结果表明浸泡 1.5 h,红景天苷转移率最佳。
2.2.6 提取时间对红景天苷提取效果的影响 为
研究提取时间对红景天苷提取效果的影响,本试验
设置了 5 个不同的提取时间,分别为 30、60、90、
120、150 s。提取溶剂为水,料液比为 1∶10,每
个样品提取 3 次,平行操作 3 份,测定,计算得红
景天苷的转移率为 80.15%、86.67%、91.33%、
91.12%、88.74%,结果表明提取 90 s,红景天的转
移率最佳。
2.3 正交试验
以单因素试验结果为参考,对料液比(A)、提
取时间(B)、提取次数(C)进行 4 因素 3 水平正
交试验。以红景天苷转移率为指标,通过 L9(34) 正
交试验确定最佳提取条件。准确称取干燥的红景天
粉末(过 50 目)20 g,浸泡 1.5 h,分别按表 1 的试
验条件进行微波辅助提取,每个试验条件平行操作
3 份,滤过,合并滤液,60 ℃以下减压浓缩,浓缩
液定容至 250 mL,测定各次提取液中红景天苷的质
量浓度,计算其平均转移率,结果及极差分析见表
1,方差分析结果见表 2。
在 3 个因素中,对红景天苷转移率的影响程度
依次为 C>B>A,其中因素 C 对红景天苷转移率有
显著影响。据测定结果并考虑省时节能、降低成本,
优选出最佳提取工艺为 A2B3C3,即 10 倍水微波提
取 3 次,每次 90 s。

表 1 L9(34) 正交试验设计及结果 (n=3)
Table 1 Design and results of L9(34) orthogonal test (n=3)
试验号 A B / s C / 次 D (误差) 转移率 / %
1 8 (1) 60 (1) 1 (1) (1) 80.48
2 8 (1) 90 (2) 2 (2) (2) 85.65
3 8 (1) 120 (3) 3 (3) (3) 90.77
4 10 (2) 60 (1) 2 (2) (3) 87.63
5 10 (2) 90 (2) 3 (3) (1) 88.48
6 10 (2) 120 (3) 1 (1) (2) 82.40
7 12 (3) 60 (1) 3 (3) (2) 90.64
8 12 (3) 90 (2) 1 (1) (3) 80.12
9 12 (3) 120 (3) 2 (2) (1) 92.64
K1 256.90 258.75 243.00 261.60
K2 258.51 254.25 265.92 258.69
K3 263.40 265.81 269.89 258.52
R 6.50 11.56 26.89 3.08
表 2 方差分析
Table 2 Analysis of variance
误差来源 偏差平方和 自由度 F 值 显著性
A 7.639 2 3.823
B 22.636 2 11.329
C 140.462 2 70.301 P<0.05
D(误差) 1.998 2
F0.05(2, 2)=19.00 F0.01(2, 2)=99.00

2.4 工艺验证试验
取同批红景天药材(过 50 目筛)3 份,每份 20
g,分别按照最佳提取工艺进行试验,红景天苷的转
移率分别为 91.27%、93.46%、94.06%,RSD 为
1.58%,表明本提取工艺较为稳定可靠,且提取率
较高。
2.5 不同方法提取红景天中红景天苷工艺的比较
将本实验优选的微波提取工艺与文献所优选出
的加热回流提取工艺及超声提取工艺进行比较,进
行不同提取方法的优选。
2.5.1 加热回流提取法[9] 取红景天药材粉末(过
50 目筛)20 g,精密称定,加 10 倍量 40%乙醇溶
液,浸泡 1.5 h 后,加热回流提取 2 次,第 1 次 2 h,
第 2 次 1 h,滤过,合并滤液,减压浓缩后,定容到
250 mL,测定,计算红景天苷的转移率为 70.51%。
2.5.2 超声提取法[10] 取红景天药材粉末(过 50
目筛)20 g,精密称定,至具塞锥形瓶中,按料液
比 1∶10 加入水,浸泡 1.5 h 后,提取 1 次,时间为
1 h,滤过,合并提取液,减压浓缩后定容至 250 mL,
测定,计算红景天苷的转移率为 82.81%。
2.5.3 微波提取法 取红景天药材粉末(过 50 目
筛)20 g,精密称定,预先浸泡 1.5 h 后,按正交试
验优选的工艺参数进行微波提取,滤过,合并提取
液,定容至 250 mL,测定,计算红景天苷的转移率
为 92.86%。
结果表明,微波提取与加热回流提取及超声提
取比较,红景天苷的转移率有所提高,且提取时间
大大缩短了,相比之下,微波提取红景天苷具有提
取率高、时间短、能耗低等优点。
3 讨论
微波能在短时间内穿透红景天细胞组织内部,
使其内部分子极化迅速升温,达到提取效果。中药
材含水量的多少,直接影响到微波提取的效果,药
材细胞内含水量充足,才能吸收足够的微波能量,
细胞壁才能被击破,红景天苷才能释放出来,因此
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药材应预先浸泡。
本实验以红景天苷的转移率为考察指标,优选
出微波提取的最佳工艺:提取溶剂为水,微波功率
462 W,料液比 1∶10,提取 3 次,每次 90 s。相对
加热回流工艺及超声提取工艺,微波提取红景天苷
的提取时间短,提取效率高,可以降低生产成本、
提高提取效率且环保,适合工业化大生产。
参考文献
[1] 中国药典 [S]. 一部. 2010.
[2] Han X, Zhang T Y, Wei Y, et al. Separation of salidroside
from Rhodiola crenulata by high-speed counter-current
chromatography [J]. J Chromatogr A, 2002, 971(1/2):
237-241.
[3] Majewska A, Grażyna H, Mirosława F, et al.
Antiproliferative and antimitotic effect, S phase
accumulation and induction of apoptosis and necrosis
after treatment of extract from Rhodiola rosea rhizomes
on HL-60 cells [J]. J Ethnophamacol, 2006, 103(1):
43-52.
[4] Seo W G, Pae H O, Oh G S, et al. The aqueous extract of
Rhodiola sachalinensis root enhances the expression of
inducible nitric oxide synthase gene in RAW264.7
macrophages [J]. J Ethnopharmacol, 2001, 76(1): 119-123.
[5] 程一帆, 苟 虹, 谭淇文. 正交试验优选阿胶、龟甲胶、
鹿角胶的微波炮制胶珠工艺的研究 [J]. 中草药, 2010,
41(1): 45-48.
[6] 张 萍, 廖正根, 梁新丽, 等. 均匀设计优选舒胸片处
方药材的微波辅助提取工艺的研究 [J]. 中草药, 2009,
40(1): 45-49.
[7] 刘永练, 郑 成, 毛桃嫣, 等. 微波提取人参中活性成
分人参皂苷的研究 [J]. 广州大学学报: 自然科学版,
2006, 5(6): 52-55.
[8] Luo H Y, Wang B, Yu C G, et al. Optimication of
microwave-assisted extraction of polyphenols from
Enteromorpha prolifra by orthogonal test [J]. Chin Herb
Med, 2010, 2(4): 321-325.
[9] 卢永昌, 林鹏程, 鲍寿海. 大花红景天中红景天苷的提
取及含量测定 [J]. 青海师范大学学报: 自然科学版,
2005(1): 34-37.
[10] 吴少雄, 郭祀远, 李 琳, 等. 超声波法提取大花红景
天有效成分的工艺研究 [J]. 食品科技, 2006(1): 46-49.