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Enzymolysis technology of ginsenoside Rg1 from Panax ginseng by orthogonal design

正交试验优选人参中人参皂苷Rg1的酶解工艺研究



全 文 :表 9 4 种方法提取液含药血清吸光度测定结果
Table 9  Serum fingerprint of four kinds of extracting
solution by absorbance


SBEE法
nm A
SBE 法
nm A
WE法
nm A
AE法
nm A
1 576 0 051 576 0 053 576 - 0 057 576  0 055
2 541 0 062 540 0 059 542 - 0 078 541 - 0 078
3 414 1 720 413 2 480 414 1 630 280  2 050
4 280 3 045 280 3 120 281 2 580 272  1 930
5 271 2 963 270 3 070 271 2 350 265  2 450
6 265 2 973 265 2 270 265 3 010 251  2 530
7 250 2 927 250 2 030 250 3 680
8 204 1 298
X 1 963 1 798 1 874  1 489
Y U 0 883 4 0 082 5 0 451 4 - 1 417 4
表 10  4 种方法提取液血清指纹图谱标准化值
Table 10 Standardized value of serum f ingerprint
in four kinds of extracting solution
方  法 Y200 Y250 Y 280 YU Y总
SBEE  0985 6  0 831 8  0 986 7  0 883 4  0 921 9
SBE  0547 4 - 0 887 5 - 0 192 8  0 082 5 - 0 112 6
WE - 0299 9  0 563 8 - 0 011 7  0 451 4  0 175 9
AE - 1233 1 - 0 508 1 - 0 782 3 - 1 417 4 - 0 985 2
法)的血清指纹图谱进行研究比较,对指纹图谱峰面
积和个数以及紫外吸收度进行了标准化处理, 加权
求和后得标准化值, 结果以新西兰兔用药后 2 h 含
药血清的指纹图谱的综合 Y 值最大, 4种方法提取
液给药后 2 h含药血清的综合 Y 值,以 SBEE 液最
大,进一步说明半夏白术天麻汤用 SBEE 法提取较
其他 3种提取方法优越。
通过 DAD检测器和紫外全波长扫描, 该样品
在220、250、280 nm 处有较强吸收,故分析这3个检
测波长下的血清指纹图谱。
4种方法提取液 220 nm 处含药血清 HPLC 指
纹图谱的标准化值 Y 的大小顺序为: Y SBEE> Y SBE>
YWE> YAE ; 250 nm 处的标准化值 Y 的大小顺序为:
Y SBEE> YWE > Y SBE > YAE ; 280 nm 处的标准化值 Y
的大小顺序为: Y SBEE> YWE> Y SBE> YAE ( WE 和 SBE
的 Y 值无显著性差异, P> 0 05) ;吸光度的标准化
值 Y 的大小顺序为: Y SBEE> YWE> Y SBE> YAE ; 4种方
法提取液血清指纹图谱的综合 Y 值大小顺序为:
Y SBEE> YWE > Y SBE > YAE。说明 SBE 液中吸收短波
长的成分较多, WE 液吸收较长波长的成分较多。
SBEE 液无论短波长还是长波长,均有较强吸收,说
明 SBEE 液中成分的数量和种类多于其他 3种提取
液,能较大程度的提取活性混合成分。
不同的分析方法只能检测到相应结构的成分,
应该使用多种分析方法, 多角度分析验证。这个问
题有待继续研究探讨。对于指纹图谱中各个峰位所
对应的成分的确定也有待于进一步深入研究。
参考文献:
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水提取液成分的比较[ J] 中草药, 2007, 38( 11) : 1648-1651
正交试验优选人参中人参皂苷 Rg1 的酶解工艺研究
赵啸虎1 ,张红梅3 , 杨金葳1 , 郭建鹏1, 2*
( 1 延边大学药学院, 吉林 延吉  133000; 2 长白山生物资源与功能分子教育部重点实验室,吉林 延吉  133002;
3 长春市人民医院 药剂科,吉林 长春  130000)
摘  要:目的  优化酶解法提取人参皂苷 Rg1 的工艺条件。方法  采用高效液相色谱法为测定方法,以人参皂苷
Rg1 提取率为指标, 通过正交设计试验进行优选。结果  纤维素酶酶解为最优方法, 且酶用量、酶解时间、酶解温
度对人参皂苷 Rg 1 提取率有显著性影响; 提取人参皂苷 Rg1 的最佳工艺条件为: 纤维素酶用量为 1 4% , 酶解 60
min, 酶解温度为 45  。结论  优化后的提取工艺简单、稳定、提取率高。
关键词:人参; 人参皂苷 Rg 1; 正交设计;酶解 ;高效液相色谱
中图分类号: R286 02   文献标识码: A    文章编号: 0253-2670( 2010) 08-1279-04
1279中草药  Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 41 卷第 8 期 2010 年 8 月
* 收稿日期: 2009- 10-12                     基金项目:吉林省中医药管理局中医药科技资助项目( 08SYS-102)作者简介:赵啸虎( 1984  ) ,男,硕士研究生,研究方向为中药新剂型与新技术。E- mail : xiaoh u2062@ tom com
* 通讯作者  郭建鹏  T el: ( 0433) 2660607  E- mai l: gjp807@ ybu edu cn
Enzymolysis technology of ginsenoside Rg1 from Panax ginseng by orthogonal design
ZHAO Xiao-hu1 , ZHANG H ong-mei3 , YANG Jin-w ei1 , GU O Jian-peng1, 2
( 1 Colleg e o f Pharmacy , Yanbian Univer sity , Yanji 133000, China; 2 Key Labo rato ry of Natural Resources of Changbai
Mounta in & Funct ional M olecules, M inistry of Education, Yanji 133002, China; 3 Department of Pharmacy,
Changchun Peoples Hospital, Changchun 130000, China)
Abstract: Objective  To optim ize the enzymo lysis techno logy of ginsenoside Rg1 Methods  Taking
ginseno side Rg1 content as the index, or thogonal design method w as used for opt imizat ion and HPLC fo r
determ inat ion Results  Cellulase enzymoly sis w as the best ex t ract ing pro cess, and enzyme amount, enzy-
molysis time, and enzymolysis temperature had obvious effect on the ex traction of g insenoside Rg1 The
opt imum ex tract ion technolog ies w er e as fo llow s: cellulase amount w as 1 4%, enzymolysis t ime 60 min,
the enzymolysis temperature 45   Conclusion  T he opt imizat ion ex t ract ion technolo gy is simple, steady,
and the ex t ract ing rate is high
Key words: Panax ginseng C A Mey. ; ginsenoside Rg1 ; o rtho gonal design; enzymolysis; HPLC
  人参为五加科植物人参 Panax g inseng C A
Mey 的干燥根,主要成分为人参皂苷及多糖等, 其
中人参皂苷 Rg1 具有使中枢神经兴奋, 抗疲劳, 改
善记忆、学习机能以及治疗勃起功能障碍等作
用[ 1-2]。酶解法是近年来用于天然植物有效成分提
取的一项新型技术。选用恰当的酶,可较温和地将
植物组织分解, 加速有效成分的释放,从而提高提取
率[ 2-4]。采用酶解法提取人参, 不仅能降低生产成
本,减少工序,而且有利于提高有效成分的提取率。
因此本实验对比了水提法与多种酶解法对人参皂苷
Rg1 提取率的影响, 通过正交试验优选酶解法提取
人参皂苷 Rg1 的工艺条件,为酶解法在人参提取中
的应用提供实验依据。
1  仪器与试药
日立 L  2400高效液相色谱仪; 人参皂苷 Rg1
对照品(中国药品生物制品检验所, 批号 110703-
200726) ; 纤维素酶( 0 5 U/ mg, Sigma 公司, 批号
20071015) ; 果胶酶 ( 0 4 U / mg , Sigma 公司, 批号
20070918) ;甲醇为色谱纯;水为重蒸馏水;其余试剂
均为分析纯;人参为市售,经延边大学药学院刘永镇
教授鉴定为五加科植物 人参 Panax g inseng
C AMey 的干燥根。
2  方法与结果
2 1  人参皂苷 Rg1 的高效液相色谱法测定 [ 5]
2 1 1  色谱条件: 色谱柱为 Diamonsil C18柱 ( 250
mm  4 6 mm, 5 m) ; 流动相为乙腈-水( 19 81) ;
体积流量 1 mL/ min;检测波长 203 nm;柱温 30  。
2 1 2  对照品溶液的配制:精密称取人参皂苷 Rg1
对照品 5 0 mg 置 10 mL 量瓶中, 用甲醇溶解并稀
释至刻度, 摇匀, 作为对照品溶液, 其质量浓度为
0 5 mg/ mL。
2 1 3  供试品溶液的配制:分别将不同提取方法得
到的样品溶液浓缩至稠膏, 用甲醇超声 30 min 溶
解,定容至 50 mL,即得。
2 1 4  系统适用性试验:分别取人参皂苷 Rg1 对照
品溶液和供试品溶液各 10 L,注入色谱仪,测定,见
图 1。理论塔板数按人参皂苷 Rg1 峰计算不低于
2 000。该色谱条件下,样品可得到较好的分离。
*-人参皂苷 Rg1
* -ginsenoside Rg1
图 1 人参皂苷 Rg1 ( A)和样品( B)的 HPLC图谱
Fig 1  HPLC Chromatograms of ginsenoside Rg1
reference substance ( A) and sample ( B)
2 1 5  线性关系的考察: 精密量取人参皂苷 Rg1
对照品溶液 2、6、10、14、18 L, 注入色谱仪, 测定峰
面积,以峰面积( Y)对进样量( X )进行回归,得回归
方程为 Y= 411 401X+ 66 917, r= 0 999 8,线性范
围 1 00~ 9 00 g。
2 1 6  精密度试验: 精密吸取人参皂苷 Rg1 对照
品溶液,每次进样 10 L,重复进样 5次, 以峰面积
为指标,测定,结果显示 RSD为 0 21%。
2 1 7  稳定性试验:精密吸取同一供试品溶液,分
别于 0、2、4、8、12 h, 进样 10 L, 测定人参皂苷 Rg1
峰面积,计算得 RSD为 1 06%。
2 1 8  重现性试验:精密称取同一批样品 5份,制
1280 中草药  Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 41 卷第 8 期 2010 年 8 月
备供试品溶液, 进样 10 L, 测定, 人参皂苷 Rg1 质
量分数的 RSD为 1 80%。
2 1 9  加样回收率试验:精密量取样品溶液适量,
共 6份,精密加入人参皂苷 Rg1 对照品 0 30 mg ,制
备供试品溶液, 进样 10 L,测定,计算回收率, 结果
平均回收率为 99 12% , RSD为 1 55%。
2 2  人参皂苷 Rg1 提取工艺的选择[ 4]
2 2 1  水提法:称取过 14目的人参粗粉 20 g,加入
14倍量水浸泡 2 h,回流提取 2次,每次 60 m in。提
取液滤过, 定容至 500 mL,即得。
2 2 2  醇提法:称取过 14目的人参粗粉 20 g,加入
14倍量 80%乙醇浸泡 2 h, 回流提取 2 次, 每次 60
min。提取液滤过,定容至 500 mL,即得。
2 2 3  纤维素酶酶解法 [ 6] : 称取过 14 目的人参粗
粉 20 g,加入 10倍量水浸泡 2 h, 加热煮沸 5 m in,
冷却,置恒温水浴锅中,加入新鲜配制的 5%纤维素
酶溶液,用量为 0 35 g, 搅拌, 酶解 45 min, 酶解温
度为 65  ,酶解结束后加热回流提取 2 次, 每次 45
min, 收集提取液,滤过,定容至 500 mL,即得。
2 2 4  果胶酶酶解法 [ 7] : 称取过 14 目的人参粗粉
20 g,加入果胶酶 0 35 g, 同纤维素酶酶解法操作,
即得。
2 2 5  混合酶酶解法 [ 7] : 称取过 14 目的人参粗粉
20 g,加入纤维素酶与果胶酶各 0 175 g, 同纤维素
酶酶解法操作, 即得。
2 2 6  提取方法比较: 以上样品制备供试品溶液,
各重复测定 3次,结果见表 1。
表 1  各提取方法的对比试验结果( x s, n= 3)
Table 1  Comparison of extracting methods ( x  s, n= 3)
提取方法 人参皂苷 Rg1 提取率/ ( mg  g- 1 )
水提法     1 17  0 052
醇提法     1 55  0 054
纤维素酶酶解法 1 58  0 050
果胶酶酶解法  1 26  0 057
混合酶酶解法  1 39  0 055
  结果表明, 不同方法提取人参皂苷 Rg1 提取率
依次为纤维素酶酶解法> 醇提法> 混合酶酶解法>
果胶酶酶解法> 水提法。因此在本实验条件下提取
人参皂苷 Rg1 的最优方法为纤维素酶酶解法。
2 3  纤维素酶酶解法工艺条件的优选
2 3 1  提取流程:称取人参 20 g 加水浸泡 2 h后,
加热煮沸 5 min,冷却,降温至约 40  , 置恒温水浴
锅中, 酶解, 酶解结束后加热回流提取 2次, 每次
1 h,收集提取液,滤过,即得。
2 3 2  正交试验优化酶解工艺条件:影响人参皂苷
Rg1 提取率的因素有酶解时间、酶用量、酶解温度、
pH 值、提取次数等。根据文献报道[ 7-8]和预试验,其
中酶解时间、酶用量、酶解温度对人参皂苷 Rg1 提取
率影响较大。因此以样品中人参皂苷 Rg1 提取率为
评价指标,采用正交设计试验优选纤维素酶酶解人参
的最佳提取工艺。因素水平设置见表 2,正交试验安
排及结果见表 3、4,方差分析结果见表 5。
表 2 因素与水平
Table 2  Factors and levels
水平 因  素
A 酶解时间/m in B酶解温度/  C酶用量/ %
1 30 45 0 8
2 45 55 1 1
3 60 65 1 4
表 3 正交试验安排及结果
Table 3  Arrangement and results of orthogonal design
试验号 A B C D(空白) 人参皂苷 Rg1 提取率/
( m g  g- 1)
1 3 3 1 3 1 45
2 1 2 3 3 1 72
3 3 1 3 2 2 06
4 1 3 2 2 1 52
5 2 3 3 1 1 60
6 3 2 2 1 1 85
7 2 2 1 2 1 63
8 2 1 2 3 1 95
9 1 1 1 1 1 61
表 4 多水平均值检验
Table 4 Multiple comparison of levels
因素( I) 因素( J) 均数差( I- J) 标准差 P
A ( 1) A ( 2) - 0 110 0 0 035 6 0091
A ( 3) - 0 170 0 0 035 6 0041
A ( 2) A ( 3) - 0 060 0 0 035 6 0234
B ( 1) B ( 2)  0 140 0 0 035 6 0059
B ( 3)  0 350 0 0 035 6 0010
B ( 2) B ( 3)  0 210 0 0 035 6 0028
C ( 1) C ( 2) - 0 210 0 0 035 6 0028
C ( 3) - 0 230 0 0 035 6 0023
C ( 2) C ( 3) - 0 020 0 0 035 6 0631
表 5  方差分析
Table 5  Analysis of variance
方差来源 离差平方和 自由度 均方差 F值 显著性
A 0 045 2 0 022 11 737 P > 0 05
B 0 186 2 0 093 49 000 P < 0 05
C 0 097 2 0 049 25 632 P < 0 05
误差 0 004 2 0 002
  结果表明,因素 A对人参皂苷 Rg1 提取率无显
著性影响, B、C因素具有显著性影响,各因素对人参
皂苷 Rg1 提取率影响的主次关系为 B> C> A。考
虑生产成本, 实验条件下优化水平的最佳组合为
A 3B1C3 , 即酶解时间 60 m in, 纤维素酶用量为
1281中草药  Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 41 卷第 8 期 2010 年 8 月
1 4% ,酶解温度为 45  。
2 3 3  验证试验:分别按上述酶解最优提取工艺条
件提取人参皂苷 Rg1 ,重复进行 3次平行试验。结
果,人参皂苷 Rg1 提取率为( 2 05  0 047) mg/ g,
与正交试验最大值 2 06 mg/ g 接近。
3  讨论
本实验结果提示,与传统水提和醇提相比,采用
纤维素酶酶解提取人参皂苷 Rg1 提取率更高, 溶剂
用量减少, 对设备无特殊要求, 适合于工业化大生
产。酶解法提取最佳工艺条件为, 酶解时间 60
min, 纤维素酶用量为 1 4 % , 酶解温度为 45  。
酶解后用水回流提取 2次, 每次 1 h。优化后的提取
工艺稳定、可行。
参考文献
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清咽滴丸极性成分的高效液相指纹图谱及其模式识别的研究
张铁军1 ,韩世柳2 ,田成旺1 ,朱宏吉2*
( 1 天津药物研究院,天津  300193; 2 天津大学化工学院, 天津  300072)
摘 要: 目的  研究清咽滴丸的质量控制方法。方法  采用高效液相色谱建立了清咽滴丸极性部分的 H PLC 的指
纹图谱, 收集了不同批次的 12 批产品进行测定,并使用主成分分析对指纹图谱进行了模式识别研究。采用 H PLC-
DAD 技术进行了药材与制剂的相关性分析。结果  通过主成分分析可知, 甘草苷为其中比较重要的指标。相关
性研究表明,所确定的共有峰中有 6 个色谱峰来自甘草, 5 个色谱峰来自诃子。结论  此方法可较系统地用于清咽
滴丸的质量控制。
关键词:清咽滴丸; 指纹图谱;主成分分析
中图分类号: R286 02   文献标识码: A    文章编号: 0253-2670( 2010) 08-1282-04
HPLC Fingerprint and chemical pattern recognition method of polar components
in Qingyan Dropping Pill
ZHANG T ie- jun1 , HAN Sh-i liu2 , T IAN Cheng-w ang1 , ZHU Hong- ji2
( 1 T ianjin Inst itute of Pharmaceutical Resear ch, T ianjin 300193, China; 2 Schoo l o f Chemical Eng ineering
and Techno lo gy , T ianjin Univer sity, T ianjin 300072, China)
Abstract: Objective  T o establish a method for the quality cont ro l of Qingyan Dropping Pill Methods
An HPLC method w as developed to establish the f ing er print of polar components in Qingyan Dr opping
Pill, and 12 samples f rom various batches w ere analy zed. Furthermo re, principal component analysis
( PCA) w as used to dif ferent iate and evaluate the w hole f ingerprints T he relat ionship betw een Qingyan
Dropping Pill and their original her bs w ere invest igated w ith HPLC-DAD method Results  T he result
show ed that liquir it in w as the key component of quality cont ro l Among the chromatogr aphic peaks, there
w ere six chromatog raphic peaks coming f rom Gly cy r rhiz ae Radix et Rhiz oma; F ive chromatographic
peaks coming from Chebulae Fr uctus Conclusion  This method can be used as quality contr ol for Qingyan
Dropping Pill
Key words: Qingyan Dr opping Pill; f ingerprint ; principal component analysis ( PCA)
1282 中草药  Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 41 卷第 8 期 2010 年 8 月
* 收稿日期: 2009- 10-15