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Orthogonal test for optimization of quercetin extracting procedure from bud of Sophora japonica

正交试验法优选槐米中槲皮素的提取工艺



全 文 :声场的介入可有效强化甘草酸的提取过程, 缩短提
取时间,提高提取率,但超声波提取只适合实验室研
究,而不适合大批量的工业生产[ 5, 6]。
3  讨论
  微波是频率介于 300 MHz和 300 GHz之间的
电磁波,微波加热是利用微波场中介质的偶极子转
向极化与界面极化的时间与微波频率吻合的特点,
促使转动介质能级跃迁, 加剧热运动,将电能转化为
热能。微波加热克服了一般加热过程的热传导、热
辐射造成的热量损失,热效率较高, 升温快速均匀,
大大缩短了萃取时间,提高了萃取效率。此外,在微
波场中,介电常数不同的物质,其吸收微波能的能力
不同, 从而使基体物质的某些区域或萃取体系中的
某些组份被选择性加热, 因而可使目标组份选择性
地从基体或体系中分离出来[ 7, 8]。本实验正是基于
对微波提取的特点, 将该技术应用于甘草酸的提取,
并与其他方法作了比较。结果表明,采用微波萃取
技术提取甘草中的甘草酸, 在实际生产过程中具有
安全、节能、快速、高效和选择性好的特点,值得推广
应用。
  致谢:本实验得到了中国亿利资源集团公司李
秉经理和厦门大学一开元区高新技术研究开发基地
王文慎经理的帮助,在此一并表示感谢。
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正交试验法优选槐米中槲皮素的提取工艺
何  勤1,徐雄良1,柯尊洪2,张志荣1, 李立立1 
( 1 四川大学华西药学院, 四川 成都  610041; 2 成都康弘科技实业(集团)有限公司,四川 成都  610041)
摘 要:目的  优选槐米中槲皮素的提取工艺。方法  采用正交试验法, 以提取物中槲皮素的含量和槲皮素的提
取率为指标进行试验。结果  优选出从槐米中提取槲皮素的最佳工艺为: 用10 倍量的005%氢氧化钠溶液煮沸 4
次,每次 20 min,调节 pH 值至 6,取沉淀加 10倍量的 4%硫酸溶液微沸水解 1 h。结论  该工艺可提高槐米中槲皮
素的提取率和纯度。
关键词:槐米; 槲皮素;正交试验
中图分类号: R284 2; R286 02    文献标识码: B    文章编号: 0253 2670( 2003) 05 0409-04
Orthogonal test for optimization of quercetin extracting procedure
from bud of Sophora j aponica
HE Qin1, XU Xiong- liang1, KE Zun-hong 2, ZHANG Zh-i rong1, LI L-i li1
( 1. West China School of Pharmacy, Sichuan Univ ersity, Chengdu 610041, China; 2. Chengdu Kanghong
Science & Technolo gy Industry ( Group) Co. , L td. , Chengdu 610041, China)
Abstract: Object  To select the opt imum extract ing procedure for quercet in from bud of Sophora j aponica
L. Methods  T he opt imum ex tract ing procedure w as selected w ith the content and ext raction ef feciency of
quercetin from bud of S . j ap onica by orthogonal test design. Results  The opt imum ex tracting procedure was
409中草药  Chinese T raditional and Herbal Drugs  第 34 卷第 5 期 2003年 5月
 收稿日期: 2002-08- 16基金项目:四川省重点科技项目:中药制剂现代化研究( 01SG008-01)作者简介:何  勤( 1968  ) ,女,四川广元人,博士,副教授,研究方向为中西药物新制剂和新剂型。
T el: ( 028) 85502532  Fax: ( 028) 85456898  E-mail: qinhe317@ vip. sina. com
determined w ith 10 t imes of 005% sodium hydrox ide decoct ing 20 min and 4 times, adjusting pH value to 6,
hydrolyzing w ith 10 t imes of 4% sulfuric acid for 1 h af ter precipitated. Conclusion  The optimum ex tracting
procedure increased the content and ex tract ion ef ficiency of quercet in f rom bud of S . j aponica.
Key words: the bud of Sophor a j aponica L. ; quercet in; orthogonal test
  槐米为豆科植物槐 Sophor a j aponica L. 的干燥
花蕾,具有凉血止血, 清肝泻火之功效, 用于多种血
热出血症、肝火上炎之头痛、目赤等症。槐米主要含
芦丁( rut in)、桦皮醇( betulin)、槐二醇( sophoradiol) ,
以及槐花米甲、乙、丙素( sophorin A, B, C) ,还含有
槲皮素( quercet in)、槐花皂苷 , , ( kaikasaponin
, , )等[ 1]。芦丁在酶或酸的作用下被水解成
槲皮素。现代药理研究表明, 槲皮素具有较好的祛
痰、止咳作用,并具有一定的平喘作用, 此外还具有
降低血压、增强毛细血管抵抗力、调血脂、扩张冠状
动脉、增加冠脉血流量等作用[ 2]。
文献[ 3]报道从槐米中提取芦丁的方法, 并且对
不同的提取条件进行了考察。而通过正交试验从槐
米中直接提取槲皮素的方法均未见报道。本研究通
过正交试验法考察了碱溶酸水解法提取槲皮素的主
要影响因素,这对利用槐米中的槲皮素作为药效成
分的中药制剂以及利用槐米来提取槲皮素具有一定
的参考意义。
1  仪器与试药
日本岛津 LC-10Avp 高效液相色谱仪, SPD-
10Avp紫外可见光检测器, CLASS-VP V503 色谱
数据处理工作站, BP211D 十万分之一电子天平
(Sartorius, 德国) ; 槲皮素对照品(供含量测定用,
0081-9904,中国药品生物制品检定所) , 槐米药材购
自四川省中药材公司, 经鉴定为豆科植物槐 S
j aponica L. 的干燥花蕾; 甲醇为色谱纯, 水为重蒸
水,其他试剂均为分析纯。
2  方法与结果
21  正交试验设计:从槐米中提取槲皮素需先提取
芦丁, 再经水解后生成槲皮素。芦丁的提取方法主
要有碱溶酸沉淀法、有机溶剂提取法、浸渍法。其中
以碱溶酸沉淀法最佳, 生产上均采用该法[ 4]。文
献[ 5]选择 005%氢氧化钠溶液煮沸 20 min,趁热滤
过,同法提取 4次的工艺, 得到芦丁的碱水溶液, 加
酸使其析出,过滤后再加酸使其水解而得到不溶于
水的槲皮素, 滤过、水洗、干燥而得槲皮素固体。芦
丁的提取率直接影响槲皮素的产率,有文献报道[ 6]
芦丁在pH 20, 35, 60的溶液中提取率最大,而芦
丁的水解时间为 90 min最佳。经试验,影响芦丁的
提取率和槲皮素产率的主要因素是: 芦丁沉淀时的
pH 值、芦丁水解时加入的酸量以及水解时间。结合
文献和预试结果, 以上述 3个主要因素为考察因素,
每个因素设立 3个水平(表 1) , 采用 L 9( 34)正交设
计,以槐米提取物中的槲皮素含量和提取率为指标,
优选槲皮素的制备工艺,试验安排及结果见表 2。
表 1 因素水平表
Table 1  Factors and levels
水平 因素
A 沉淀 pH B加酸量/倍 C水解时间/ h
1 2 8 1. 0
2 4 10 1. 5
3 6 15 2. 0
表 2 正交设计及数据处理表( n= 3)
Table 2  Results of L9 ( 34) orthogonal test ( n= 3)
试验号 A B C
D(误
差)
固体提
取率/ %
槲皮素
含量/ %
槲皮素提
取率/ %
1 1 1 1 1 11. 80  57. 93  6. 83
2 1 2 2 2 10. 95 60. 10 6. 58
3 1 3 3 3 10. 58 61. 40 6. 48
4 2 1 2 3 10. 88 61. 65 6. 71
5 2 2 3 1 10. 78 67. 34 7. 23
6 2 3 1 2 10. 62 67. 51 7. 16
7 3 1 3 2 8. 77 74. 77 6. 56
8 3 2 1 3 9. 18 79. 06 7. 24
9 3 3 2 1 8. 82 78. 58 6. 92
固体提
取率
K 1
K 2
K 3
R
11. 11 10. 48 10. 53 10. 46
10. 76 10. 30 10. 21 10. 11
8. 92 10. 00 10. 04 10. 21
2. 19 0. 48 0. 49 0. 35
最优
A 1B1C1
槲皮素
含量
K 1
K 2
K 3
R
59. 81 64. 78 68. 16 67. 95
65. 50 68. 83 66. 77 67. 46
77. 47 69. 16 67. 83 67. 36
17. 66 4. 38 1. 39 0. 59
最优
A 3B3C1
槲皮素
提取率

K 1
K 2
K 3
R
6. 62 6. 70 7. 07 6. 99
7. 03 7. 02 6. 73 6. 76
6. 90 6. 85 6. 75 6. 81
0. 41 0. 32 0. 34 0. 23
最优
A 2B2C1
22 色谱条件: 色谱柱为 Shim-pack CLC-ODS 柱
( 60 mm  150 mm, 5 m, 日本岛津) ,流动相为甲
醇-04%磷酸溶液( 73) , 流速为 08 mL/ min, 检测
波长为 375 nm, 柱温为 30  , 进样量为 5 L。理论
板数按槲皮素峰计算不低于 4 000。
23  对照品溶液的制备:精密称取在 105  减压干
燥至恒重的槲皮素对照品适量, 加甲醇制成 10
g/ mL的溶液, 即得。
410 中草药  Chinese T raditional and Herbal Drugs  第 34 卷第 5 期 2003年 5月
24  供试品溶液的制备: 分别准确称取槐米 20 g,
按表 2安排试验, 加入已煮沸的 10 倍量 005%氢
氧化钠溶液中, 煮沸 20 min, 趁热滤过,同法提取 4
次, 滤过, 合并滤液, 滤液用硫酸溶液 ( 1  2)调节
pH ,静置,过滤,抽干, 得黄色沉淀物芦丁,加适量的
4%硫酸溶液微沸水解,静置, 冷却,过滤,沉淀水洗,
干燥,移置干燥器中放冷, 称定固体的质量, 每一试
验重复 3次。
取上述固体约 150 mg, 精密称定,置 50 mL 量
瓶中, 加甲醇约 40 mL,超声 10 min使溶解,放至室
温,加甲醇稀释至刻度,摇匀。精密量取 1 mL 置 25
mL 量瓶中, 加甲醇稀释至刻度, 摇匀, 即得。色谱
图见图 1。
*-槲皮素
*- quercet in
图 1 槲皮素( A)和槐米( B)的 HPLC图谱
Fig. 1  HPLC chromatograms of quercetin ( A)
and bud of S. j aponica (B)
25  结果与方差分析: 见表 2, 3。从表 2可知, 以
固体提取率为指标, 最优工艺为 A1B1C1,说明芦丁
沉淀时的酸度越大、水解时的酸量越少、水解时间越
短,固体提取率越大。以固体中槲皮素的含量为指
标,最优工艺为 A3B3C1, 说明芦丁在酸度越小的溶
液中沉淀时,槲皮素的含量越高。若以槐米中槲皮
素的提取率为指标, 最优工艺为A2B2C1。
表 3结果表明, 芦丁沉淀时的 pH 值对固体提
取率和固体中槲皮素的含量影响的差异具有非常显
著性, 而对槐米中槲皮素的提取率影响不明显。水
解时的酸量仅对固体中槲皮素的含量影响的差异具
有显著性,水解的时间对三者均不明显。
26  验证试验: 通过正交试验, 本实验同时考虑固
体中的槲皮素含量和槲皮素的提取率, 选择槐米中
槲皮素提取的最优工艺为 A3B2C1。经验证,固体的
平均提取率为 871% ,固体中槲皮素的平均含量为
7961%,槲皮素的平均提取率为 714%( n= 5) , 说
明上述工艺达到了优化的目的。
表 3 方差分析表
Table 3  Analysis of variance
方差来源 SS 自由度 方差 F 值 P
固体
提取

A  24. 89 2 12. 44 22. 39 < 0. 01
B   1. 05 2 0. 52 0. 94
C   1. 11 2 0. 55 1. 04
D   0. 60 2 0. 30
SSe  10. 00 18 0. 56
误  差  10. 60 20 0. 53
总变异  37. 64
槲皮素
含量
A 1 462. 56 2 731. 28 63. 29 < 0. 01
B  107. 20 2 53. 60 4. 64 < 0. 05
C   9. 44 2  4. 72 0. 41
D   1. 76 2  0. 88
SSe  229. 31 18 12. 74
误  差  231. 07 20
总变异 1 810. 27
槲皮素
提取率
A   0. 77 2 0. 39 2. 37
B   0. 46 2 0. 23 1. 41
C   0. 65 2 0. 32 1. 98
D   0. 26 2 0. 13
SSe   3. 01 18 0. 17
误  差   3. 27 20
总变异   5. 15
  F 0. 05( 2, 20) = 349  F 0. 01( 2, 20) = 585
3  讨论
31  供试品溶液的含量测定: 取供试品溶液于 375
nm波长处测定,结果表明在上述色谱条件下,供试
品中的杂质峰很小,分离效果佳。
32  本实验选用煮沸的 005%氢氧化钠溶液提取
芦丁,不仅增强芦丁的浸出效率, 而且起到杀酶作
用,减少芦丁损失。经测定,芦丁提取液的 pH 值约
为 6, 只须加少量的硫酸溶液就可调至酸性。
33  芦丁经碱溶酸沉后得到黄色的稠厚沉淀, 需加
入 5倍生药量的酸液才使之混悬, 因此考察水解的
酸量选择 8, 10, 15倍 3个水平。
34  本实验还考察了芦丁在 pH 6 条件下沉淀后,
其滤液在pH 4时再沉淀的情况,发现第二次沉淀为
黑褐色的膏状物质, 进一步说明芦丁沉淀时的酸度
越小槲皮素的含量越高;酸度越大固体提取率越大,
固体中的杂质越多。
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炮制对虎杖中白藜芦醇苷和大黄素的影响
江海燕, 朱  华,黄慧学,黄  拓,蒋利林
(广西中医学院药学院,广西 南宁  530001)
摘 要:目的  探讨炮制对虎杖及其炮制品中有效成分的影响。方法  采用薄层色谱法对炮制品中白藜芦醇苷和
大黄素进行定性分析,并采用薄层扫谱法和 HPLC 法对大黄素进行定量分析。结果  酒炙品、醋炙品、盐炙品中大
黄素含量与生品相比有不同程度的增加。结论  不同炮制方法、辅料对虎杖中大黄素含量有一定的影响。
关键词:虎杖; 白藜芦醇苷;大黄素; 炮制;薄层扫描; 高效液相色谱
中图分类号: R283 1; R286 02    文献标识码: A    文章编号: 0253 2670( 2003) 05 0412-04
Effects of processing on piceid and emodin in Polygonum cuspidatum
JIANG Ha-i yan, ZHU Hua, HUANG Hu-i xue, HUANG T uo, JIANG L-i lin
( School of Pharmacy, Guangxi College of TCM , Nanning 530001, China)
Abstract: Object  To investigate the ef fects on the act ive components in Polygonum cusp idatum Sieb. et
Zucc. and its different processed products. Methods  T he qualitative analysis of piceid and emodin are taken by
T LC, and content of emodin w as determined by TLCS and HPLC. Results  The contents of emodin signif-i
cant ly increased in samples fried with rice w ine, vinegar and salt compared w ith the crude. Conclusion  Differ-
ent methods and ajuvants made a certain inf luence on the contents of emot ion in P . cusp idatum .
Key words: Polygonum cusp idatum Sieb. et Zucc. ; piceid; emodin; processing ; T LCS; HPLC
  虎杖,又名大叶蛇总管( 广东中草药)、斑根紫
金龙(植物名实图考)、苦杖(本草拾遗)、阴阳莲
(南宁市药物志) , 为蓼科植物虎杖 Polygonum
cusp idatum Sieb. et Zucc. 的干燥块茎和根, 其性微
寒,味微苦。具有清热利湿、散瘀定痛、通便解毒、止
咳化痰等功效。用于关节痹痛,湿热黄疸, 经闭,
瘕,水火烫伤, 跌扑损伤, 痈肿疮毒, 咳嗽痰多[ 1]。
传统炮制方法首载于千金翼方: 去头脑,洗去土,
燥切。雷公炮制论记载有 虎杖, 采得后, 细研,
却用虎杖叶裹一夜, 出煞干用。重修政和经史类
备用本草记载: 虎杖取根,以汤入器中,渍五七日,
冷乃易, 日换三、四遍, 洗去涎, 暴干用之或再炮。
现代炮制以洗净, 闷润至透, 切厚片的润品为主。
虎杖含蒽醌类和 类化合物, 其中蒽醌类成分大黄
素具有抗菌、抗肿瘤、解痉、杀灭钩端螺旋体的作用;
类成分白藜芦醇苷为其调血脂有效成分, 具有对
心血管、微循环系统的影响, 并且对血小板聚集、呼
吸系统有作用[ 2]。近年来虎杖的研究多限于化学
成分及药理研究,其炮制工艺研究则较少。本实验
对虎杖的生品、酒炙品、醋炙品和盐炙品进行了分
析,以期为探讨虎杖不同炮制品有效成分变化的规
律,完善虎杖饮片质量标准提供实验参考依据。
1  材料和仪器
虎杖药材饮片购于广西南宁药材站,经本院朱华
博士鉴定为蓼科植物虎杖 Polygonum cuspidatum
Sieb. et Zucc. 的干燥块茎和根; 白藜芦醇苷(批号
1535-200001)和大黄素(批号 0756-200009)对照品均
由中国药品生物制品检定所提供。甲醇为色谱纯,其
余均为分析纯。
LC-8A 高效液相色谱仪(日本岛津) , CS-9000
薄层扫描仪(日本岛津) , LG16-W 高速离心机(北京
医用离心机厂) , SB3200-T 超声器(上海 Branson) ,
412 中草药  Chinese T raditional and Herbal Drugs  第 34 卷第 5 期 2003年 5月
 收稿日期: 2002-06- 24基金项目:广西自然科学基金资助项目( 0135028)作者简介:江海燕( 1958  ) ,女,副教授,主持或承担省厅级课题 9项,已发表专业论文 20余篇,出版教材与专著 5部,主要研究方向为药品质量控制与中药炮制质量研究。Tel: ( 0771) 3137585  Fax: ( 0771) 3140360  E-mail: jhyw e@ sina. com