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正交试验法优化朱砂根中岩白菜素的提取工艺



全 文 :第 6 卷 第 4 期 贵阳学院学报 (自然科学版) (季刊) Vol. 6 No. 4
JOURNAL OF GUIYANG COLLEGE
2011 年 12 月 Natural Sciences (Quarterly) Dec. 2011
正交试验法优化朱砂根中岩白菜素的提取工艺

秦晋颖1,2,王瑞2,刘志刚2
(1.天津科技大学 生物工程学院,天津 300222;2.贵阳学院 生物与环境工程系,贵州 贵阳 550005)
摘 要:以朱砂根药材的粒度、甲醇浓度、提取时间、提取次数为考察因素,采用正交设计 L9 (3
4)进行优
选试验,并用反相高效液相色谱法测定提取物中岩白菜素含量。反相高效液相色谱法采用 Kromasil ODS - 1
C18反相柱 (250 mm ×4. 6 mm,5μm) ,流动相甲醇 -水 (体积比为 25:75) ,流速 1. 0 mL·min
-1,检测波长
274nm,柱温 25 ℃。最佳提取工艺为:采用超声提取法,朱砂根药材打成粉末 (过 40 目筛)、甲醇 (分析
纯)为溶剂、提取次数 3 次、提取时间 30min。
关键词:朱砂根;正交试验法;提取工艺
中图分类号:Q949. 773. 1 文献标识码:A 文章编号:1673 - 6125 (2011)04 - 0055 - 03
Optimization of the Extraction Technology of
Bergenin fromArdisia crenataSims by Orthogonal Design
QIN Jin - ying1,2,WANG Rui2,LIU Zhi - gang2
(1. Tianjin University of Science & Technology,Tianjin 300222,China;2. Guiyang University,Guiyang 550005,China)
Abstract:Objective:To optimize the extraction technology of bergenin from Ardisia crenata Sims. Methods :Through
observing levels of the granularity,methanol concentration,extraction time and times of extraction,the optimum of meth-
anol extraction was selected by orthogonal design L9(3
4). The content of bergenin in the methanol extraction was deter-
mined by RP - HPLC. RP - HPLC method was employed on a Kromasil ODS - 1 C18 column (250 mm × 4. 6 mm,
5μm)with the mobile phase of consisting of 25% (v /v)methanol. The flow rate was 1. 0 mL?min - 1,the detection
was set at 274nm and the column temperature at 25℃ . Results:The optimum extraction technology was determined as
follows :Using ultrasonic extraction method with adding methanol(AR)into the powders of Ardisia crenata Sims (pas-
sed through 40 mesh sieve)and extracting three times with 30 minutes for each time. Conclusion:The optimized extrac-
tion technology is stable and feasible,and it provides theoretical basis for extraction of bergenin from Ardisia crenata
Sims.
Key words:Ardisia crenata Sims;Orthogonal design;Extraction technology
0 朱砂根(Ardisia crenata Sims)系紫金牛科(Myrs-
inaceae)紫金牛属(Ardisia)植物[1],又名八爪金龙、
大罗伞、地红消、富贵籽等。朱砂根的根及全株入
药,具有清热解毒、祛痰止咳、散瘀止痛的功用,可
用于治疗咽喉肿痛、扁桃体炎、跌打损伤及关节疼
痛等[2],为贵州民间习用中药[3]。岩白菜素(ber-
genin)是朱砂根中所含的一种有效药用成分,具有
止咳平喘的作用[4]。目前,从朱砂根中提取、纯化
岩白菜素的研究比较多[5],但朱砂根中岩白菜素
的提取工艺研究者较少。本文研究了从朱砂根中
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*收稿日期:2011 - 09 - 03
作者简介:秦晋颖(1982 -) ,女,贵州贵阳人,贵阳学院生环系讲师,天津科技大学生物工程学院制药工程专业在读硕士研究生,主要研
究方向:药学。
提取岩白菜素的工艺条件,旨在为朱砂根的进一步
开发利用提供理论依据。
1 仪器与材料
Agilent 1100 高效液相色谱仪:Agilent 1100 二
极管阵列检测器,Agilent Chemstation 色谱工作站
等;TG328A 光学读数分析天平;SG2200H 超声波
清洗机等。朱砂根药材采集于贵州省贵阳市,经贵
阳学院高蓬明教授鉴定为紫金牛科植物朱砂根
Ardisia crenata Sims的根。岩白菜素对照品购于中
国药品生物制品检定所(批号:111532 - 200202)。
药材提取用甲醇为分析纯,HPLC 分析用甲醇为色
谱纯,水为重蒸水。
2 方法与结果
2. 1 岩白菜素含量测定
2. 1. 1 色谱条件:色谱柱为 Kromasil ODS - 1 C18
反相柱 (250 mm × 4. 6 mm,5μm) ,流动相为甲
醇—水(25:75)[6],流速为 1. 0 mL·min -1,检测波
长为 274nm,柱温为 25 ℃,进样量为 20μL。
2. 1. 2 对照品溶液的制备:精密称取岩白菜素对
照品 0. 0233g,置于 25mL容量瓶中,加适量甲醇溶
解,继续加甲醇至刻度,摇匀,制成 1mL 含 0. 93mg
的对照品溶液。
2. 1. 3 线性关系考察:精密吸取对照品储备液
0. 5mL、1. 0mL、1. 5mL、2. 0mL、2. 5mL 于 5mL 容量
瓶中,加甲醇至刻度,制成浓度为 0. 093mg·
mL -1、0. 186 mg·mL -1、0. 279 mg·mL -1、0. 372
mg·mL -1、0. 465 mg·mL -1的岩白菜素对照品溶
液,将不同浓度对照品溶液用 0. 45μm微孔滤膜过
滤,弃去初滤液,续滤液按 2. 1. 1 项下检测。以进
样量(mg /mL)为横坐标,峰面积积分值为纵坐标,
绘制标准曲线。回归方程为 Y = 1. 0 × 106X -
44845,r2 = 0. 9999(n = 5)。结果表明岩白菜素进
样量在 1. 86μg—9. 30μg 之间时与峰面积积分值
的线性关系良好。
2. 1. 4 供试品溶液的制备
朱砂根药材经自然干燥后,切成小块,取适量
样品,50℃烘箱中干燥 48h,粉碎至 40 目。取朱砂
根粉末 1g,精密称定,置具塞锥形瓶中,精密加入
50 ml甲醇,称定重量,超声处理 2 h[7],处理完毕
后放冷,再称定重量,用甲醇补足减失的重量。取
上清液,过 0. 45μm微孔滤膜,滤液低温避光保存,
即为供试品溶液。取供试品溶液 20μL 进样 ,在
“2. 1. 1”条件下分析。结果,岩白菜素的保留时间
适中,色谱峰形良好,理论塔板数 > 3000 ,分离度
> 1. 5。色谱见图 1。
图 1 高效液相色谱
Fig. 1 HPLC
2. 1. 5 精密度试验:取岩白菜素对照品储备液,按
上述色谱条件进样 20μL,重复进样 5 次,记录峰面
积积分值,RSD = 0. 23%,表明仪器精密度良好。
2. 1. 6 稳定性试验:取朱砂根供试品溶液 20μL,
分别在 0、4、8、12、16h 进样,按“2. 1. 1”条件检测,
岩白菜素峰面积积分值的 RSD = 0. 45%,表明供试
品溶液在 16h内测定较稳定。
2. 1. 7 加样回收率试验:准确称取己测定含量的
朱砂根粉末样品 5 份,每份约 0. 5g,分别准确加入
适量岩白菜素对照品溶液,按“2. 1. 4”项制备供试
品溶液,在“2. 1. 1”条件下分析,计算回收率。岩
白菜素的平均回收率为 98. 2%,RSD = 1. 08%(n =
5) ,表明回收率较好。
2. 1. 8 含量测定:将“2. 2. 2”项下得到的提取液
定容至 50mL ,经 0. 45μm 微孔滤膜过滤,在
“2. 1. 1”条件下分析,根据线性回归方程计算其浓
度,按下式计算岩白菜素提取质量分数:提取质量
分数 =提取液中岩白菜素的质量 /朱砂根粉末质量
× 100 %。
2. 2 正交试验
2. 2. 1 试验因素与水平
对影响岩白菜素提取效果的 4 个因素,即药
材粒度(A)、甲醇浓度(B)、超声提取次数(C)、
超声提取时间(D)进行考察,每个因素选取 3 个
水平安排正交设计进行实验,各个因素和水平见
表 1。
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表 1 正交试验因素水平表
Tab. 1 Levels of factors
水平
药材粒度
(A)
甲醇浓度
(B)
提取次数
(C)
提取时间
(D)
1 过 10 目筛 50% 1 20min
2 过 20 目筛 80% 2 30min
3 过 40 目筛 分析纯 3 40min
2. 2. 2 L9(3
4)正交试验
等量称取朱砂根药材 9 份(每份约 1g) ,分别
粉碎成不同粒度,每次均加上述不同浓度的甲醇
10mL,按 L9(3
4)正交设计条件进行超声提取,分别
合并提取液,以相应浓度的甲醇定容于 50 mL量瓶
中,用 0. 45 μm滤膜过滤,取出滤液,按“2. 1. 1”项
下色谱条件测定,计算岩白菜素含量,确定朱砂根
中岩白菜素的最佳提取工艺。正交试验结果见表
2 ,方差分析结果见表 3。
表 2 正交试验结果
Tab. 2 Results of orthogonal design
试验号 A B C D 岩白菜素含量(%)
1 1 1 1 1 0. 85
2 1 2 2 2 1. 14
3 1 3 3 3 1. 56
4 2 1 2 3 0. 91
5 2 2 3 1 1. 22
6 2 3 1 2 1. 33
7 3 1 3 2 1. 39
8 3 2 1 3 0. 95
9 3 3 2 1 1. 37
均值 1 1. 183 1. 050 1. 043 1. 147
均值 2 1. 153 1. 103 1. 140 1. 287
均值 3 1. 237 1. 420 1. 390 1. 140
极差 0. 084 0. 370 0. 347 0. 147
表 3 方差分析结果
Tab. 3 Results of variance analysis
误差来源 偏差平方和 自由度 F比 F临界值 显著性
A 0. 011 2 0. 423 6. 940 无
B 0. 240 2 9. 231 6. 940 有
C 0. 192 2 7. 385 6. 940 有
D 0. 041 2 1. 577 6. 940 无
由表 2、表 3 可知,甲醇浓度(B)和提取次数
(C)对朱砂根中岩白菜素的提取有显著性影响,影
响试验指标的因素主次顺序为:甲醇浓度(B)>提
取次数(C)>提取时间(D)>药材粒度(A)。最
佳提取工艺为 A3B3C3D2,即药材打成粉末(过 40
目筛) ,以甲醇(分析纯)为溶剂,超声提取 3 次,每
次提取时间 30 min。
2. 3 验证试验
取朱砂根粉末 1g,精密称定,按最佳提取工艺
进行验证试验。结果,岩白菜素的提取质量分数为
1. 67 % ,RSD = 0. 37 %(n = 3) ,高于正交试
验中的最高提取质量分数 1. 56%。结果表明,优
选出的工艺条件稳定、可行。
3 讨论
在预试验中,分别用水、甲醇、乙醇为溶剂提取
朱砂根中的岩白菜素。结果表明,甲醇提取效果较
好,用水或乙醇提取效果较差,故选用甲醇的浓度
作为考察因素。在提取方法上,考察了回流提取法
和超声提取法对提取效果的影响。结果表明,两种
方法的岩白菜素提取质量分数分别为 1. 23% 和
1. 22%,提取效果无明显差别,而回流提取法比较
复杂,超声提取法简单易行,故选用超声提取法进
行实验。
参考文献:
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