全 文 :超声波辅助提取人面子叶总黄酮的工艺研究
苏秀芳 ,陈明兰 ,农克良
(广西民族师范学院化学与生物工程系 ,广西 崇左 532200)
摘要 目的:确定人面子叶中总黄酮的最佳提取工艺。方法:采用超声波辅助法提取人面子叶中的黄酮类化
合物 , 通过单因素试验和正交试验 , 考察了乙醇浓度 、提取温度 、超声波功率 、提取时间及料液比对人面子叶总黄酮
提取率的影响。结果:人面子叶总黄酮最佳提取工艺为:温度 70 ℃, 超声功率 50 W, 70%乙醇 , 料液比 1∶14, 提取
时间 40 min。在此工艺条件下提取 ,龙州县城人面子叶总黄酮提取率为 4.538%。结论:超声波法是提取人面子叶
中总黄酮的一种有效方法 ,可应用于人面子的资源开发。
关键词 人面子;总黄酮;超声波辅助提取;正交试验
中图分类号:O657.32 文献标识码:A 文章编号:1001-4454(2010)12-1962-03
收稿日期:2010-06-15基金项目:广西教育厅科研项目(200707LX309)作者简介:苏秀芳(1971-),女 ,壮族 ,硕士 ,副教授 ,研究方向:天然产物活性成分的提取分离 、分析及药理活性研究;Tel:13471121425, E-mail:suxiufang 88@sina.com。
人面子 DracontomelonduperreanumPiere为漆
树科人面子属植物 ,又名银莲果 、广枣 、五眼果 、山桉
果 ,主要分布于浙江 、福建 、湖南 、湖北 、广东 、广西 、
云南等省 〔1, 2〕。其叶 、果实 、果核及根皮均可药用 ,
叶味苦 、酸 ,性凉 ,具有解毒敛疮功能 ,主治烂疮 、褥
疮 〔3〕。研究表明人面子叶 、茎及根皮提取物对多种
革兰氏阳性菌及革兰氏阴性菌均有较强的抑制作
用 〔4, 5〕。笔者初步实验 〔6〕表明 ,人面子主要活性成
分除了挥发性成分 ,还有黄酮类 、香豆素 、生物碱及
皂苷等成分 。黄酮类化合物是具有多种生理活性的
一大类化合物 ,具有抗肿瘤 、抗炎镇痛 、免疫调节 、降
血糖 、治疗骨质疏松 、抗辐射等多种药理作用 〔7〕。
近年来 ,超声波技术应用于黄酮类提取报道较多 ,与
传统方法相比 ,它具有提取时间短 、耗能低 、效率高 、
不破坏有效成分等特点。为了开发人面子资源 ,本
实验进行了超声波辅助提取人面子叶总黄酮的工艺
研究。
1 仪器 、试剂与材料
1.1 仪器 SG2200HPT型超声波洗涤机(上海冠
特超声波有限公司);UV-3200PS型紫外可见分光光
度计;TG328A电光分析天平(上海精密科学仪器有
限公司)。
1.2 试剂 芦丁(生化试剂 ,上海晶纯试剂有限公
司);乙醇 、亚硝酸钠 、硝酸铝及氢氧化钠均为分析纯。
1.3 材料 人面子叶于 2009年 11月采自广西龙
州县城 ,经广西民族师范学院植物分类学副教授黄
秋婵鉴定为人面子 DracontomelonduperreanumPierre
的叶。
2 方法与结果
2.1 人面子叶中总黄酮的含量测定
2.1.1 标准溶液的配制:准确称取芦丁标准品
25.00 mg放入 100 mL容量瓶中 ,加入 75%乙醇 ,溶
解后定容至刻度 , 摇匀 , 得芦丁标准液 , 浓度为
0.2500 mg/mL。
2.1.2 测定波长选择:精密量取芦丁对照液 1.00
mL于比色管中 ,加 5%NaNO2溶液 0.4mL,摇匀 ,放
置 6 min,加 10%Al(NO3)3溶液 0.4 mL,摇匀 ,放置
6 min,加 4.3%NaOH溶液 4 mL,再用 95%乙醇稀
释至 10 mL,摇匀 ,放置 15 min,在波长 300 ~ 600 nm
之间扫描 ,确定最大吸收波长为 510 nm。
2.1.3 标准曲线的绘制:精确量取芦丁标准品溶
液 0、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50 mL分别置于比色
管中 ,按 “2.1.2”项下操作 ,在 510 nm处测吸光度 ,
以吸光度为纵坐标 ,芦丁浓度为横坐标 ,得到标准曲
线的回归方程为:Y=9.48X-0.0028 , R2 =0.9997,
在 0.0125 mg/mL~ 0.0625 mg/mL范围内呈良好的
线性关系 。
2.1.4 总黄酮的含量测定及提取率计算:人面子
叶洗干净后自然干燥 ,粉碎 ,过 60目筛 ,称取 1.000
g加入一定量的乙醇 ,超声波作用提取 ,过滤后定容
至 100 mL,吸取 1 mL显色后测定吸光度值。根据
标准曲线回归方程 ,得到提取液浓度 ,按下式计算总
黄酮提取率。
总黄酮提取率(%)=提取液浓度 ×体积 ×稀释倍数原料质量 ×100%
2.1.5 回收率测定:精密吸取 1.0mL提取液 4份 ,
分别置于比色管中 , 加入芦丁对照品 0.5 mL, 按
“2.1.2”项下处理 ,平均回收率为 100%, RSD为
0.09%。
2.2 单因素实验
·1962· JournalofChineseMedicinalMaterials 第 33卷第 12期 2010年 12月
DOI :10.13863/j.issn1001-4454.2010.12.009
2.2.1 乙醇体积分数对人面子叶总黄酮提取率的
影响:准确称取 1.000 g人面子叶 ,分别加入 20 mL
体积浓度分别为 20%、 30%、 40%、 50%、 60%、
70%、80%、90%及 100%的乙醇 ,超声波功率为 50
W,在室温下提取 30 min,过滤 ,洗涤 ,滤液用相应浓
度的乙醇定容 ,在 510 nm处测吸光度并计算含量 ,
考察乙醇体积分数对人面子叶总黄酮提取率的影
响 。由图 1可见 ,乙醇体积分数在 20% ~ 90%之间
总黄酮的提取率不断提高 ,当乙醇体积分数在 90%
时提取率最大 ,故选择 70%、80%、90%作为正交实
验乙醇体积分数水平 。
图 1 乙醇体积分数对提取率的影响
2.2.2 料液比对人面子叶总黄酮提取率的影响:
准确称取人面子叶 1.000 g,用 90%的乙醇 ,分别取
10、12、14、16、18 mL,超声波功率为 50 W,室温下提
取 30 min,过滤 ,洗涤 ,定容 ,在最佳波长测吸光度并
计算含量 ,考察料液比对人面子叶总黄酮提取率的
影响。由图 2可以看出 ,人面子叶总黄酮提取率在
1∶10 ~ 1∶16随液料比的增加而上升 ,料液比在 1∶16
时人面子叶总黄酮提取率最大 ,料液比在 1∶18时却
有所下降 ,可见并不是提取溶剂比例越大越好。因
此 ,选择 1∶14、1∶16、1∶18作为正交实验料液比水平 。
图 2 料液比对提取率的影响
2.2.3 提取功率对人面子叶总黄酮提取率的影响:
准确称取人面子叶 1.000 g,分别加入 90%的乙醇 16
mL,功率分别为 30、40、50、60、70、80、90 W,室温下提
取 30 min,过滤 ,洗涤 ,定容 ,测定吸光度并计算含量 ,
考察提取功率对人面子叶总黄酮提取率的影响。
图 3 提取功率对提取率的影响
由图 3可以看出 ,在 30 ~ 50 W时随着超声功
率的增大人面子叶总黄酮提取率提高 ,在 50 W时
达到最大 , 50 W后总黄酮提取率反而下降 ,可能是
超声功率较大时溶剂挥发太大 ,致使总黄酮提取率
降低 ,故选择 40 W、50 W、60 W作为正交实验提取
功率 。
2.2.4 提取温度对人面子叶总黄酮提取率的影
响:准确称取人面子叶 1.000 g,分别加入 90%乙醇
16 mL,超声波功率 50 W,在温度分别为 40、50、60、
70、80 ℃下提取 30 min,洗涤 ,定容 ,在最佳波长测
吸光度并计算含量 ,考察提取温度对人面子叶总黄
酮提取率的影响。由图 4可以看出 ,人面子叶总黄
酮在 40 ~ 70 ℃时随着温度的升高而上升 , 70 ℃时
达到最大 , 70 ℃后总黄酮提取率下降 ,可能是温度
太高引起乙醇挥发太快 ,导致总黄酮提取率下降 。
图 4 提取温度对提取率的影响
2.2.5 提取时间对人面子叶总黄酮提取率的影
响:准确称取人面子叶 1.000 g,加入 90%乙醇 16
mL,超声波功率 50 W,在 70 ℃下分别提取 30、40、
50、60、70、80 min,过滤 ,洗涤 ,定容 ,在最佳波长测
吸光度并计算含量 ,考察提取时间对人面子叶总黄
酮提取率的影响。由图 5可以看出 ,人面子叶总黄
酮提取率在 30 ~ 60 min时随着提取时间的延长而
上升 ,在 60 min时达到最大 ,延长时间总黄酮提取
率反而下降。这是因为在提取初期 ,人面子叶总黄
酮不断浸出 ,随着提取时间的延长 ,总黄酮的浸出量
达到最大 。考虑到能耗 ,选择 40、50、60 min作为正
交实验的提取时间 。
图 5 提取时间对提取率的影响
2.3 正交实验 根据单因素实验结果 ,选择乙醇
体积分数 、料液比 、超声功率及提取时间作为考察因
素 ,以人面子叶总黄酮提取率为参考指标进行正交
实验 ,确定人面子叶总黄酮超声提取的最佳工艺参
·1963·JournalofChineseMedicinalMaterials 第 33卷第 12期 2010年 12月
数 ,均在最佳温度 70 ℃进行实验 ,正交实验的因素
与水平见表 1。
表 1 因素水平表
水平 A乙醇浓度/% B料液比/倍 C超声功率/W D提取时间/min
1 70 1∶14 50 40
2 80 1∶16 60 50
3 90 1∶18 70 60
2.3.1 正交实验结果:通过正交实验对人面子叶
总黄酮的提取工艺参数进行优化 ,实验结果见表 2,
方差分析结果见表 3。由表 2、3可知 ,影响人面子
叶总黄酮得率的主次因素为 C>D>B>A,即超声
功率 >提取时间 >料液比 >乙醇浓度;超声功率 、提
取时间对总黄酮得率具有显著性影响;料液比 、乙醇
浓度在考察范围内影响不显著。最佳工艺条件为
A1B1C1D1 ,最佳提取方法:温度 70 ℃,乙醇浓度为
70%,超声功率 50 W,料液比 1∶14, 提取时间 40
min。
表 2 实验结果与极差分析
No A B C D 提取率 /%
1 1 1 1 1 4.532
2 1 2 2 2 4.194
3 1 3 3 3 3.772
4 2 1 2 3 3.941
5 2 2 3 1 4.215
6 2 3 1 2 4.173
7 3 1 3 2 3.418
8 3 2 1 3 4.468
9 3 3 2 1 4.384
K
1 12.497 11.890 13.173 13.131
K
2 12.329 12.878 12.519 11.785
K3 12.270 12.329 11.405 12.181
k1 4.165 3.963 4.391 4.377
k2 4.110 4.293 4.173 3.928
k3 4.090 4.110 3.802 4.060
R 0.076 0.329 0.589 0.449
2.3.2 工艺验证:取 3份试样 ,按最佳提取方法进
行提取 ,提取率分别为:4.533%、4.535%、4.538%。
2.4 不同产地及季节的人面子叶总黄酮含量的测
定 取不同产地及季节的人面子叶 ,阴干 ,粉碎 ,分
别称取 1.000 g,按最佳提取方法进行提取并测定吸
光度 ,计算提取率 ,结果见表 4。
表 3 方差分析结果
变异来源 离均差平方和 自由度 均方 F值 P
A 0.0093 2 0.0047 1
B 0.1631 2 0.0816 17.3617
C 0.5326 2 0.2663 56.6595 <0.05
D 0.3189 2 0.1595 33.9362 <0.05
注:F0.05(2, 2)=19.00, F0.01(2, 2)=99.00
表 4 不同产地及季节人面子叶总黄酮含量
产地 广西龙州县城 广西崇左市区 广西崇左市区 广西南宁市
采样时间 2009年 11月 2010年 5月 2010年 7月 2010年 7月
总黄酮 /% 4.538 5.093 9.207 9.101
3 小结
实验表明 ,用超声波提取人面子叶总黄酮的最
佳提取工艺条件为:温度 70 ℃,乙醇浓度为 70%,
超声功率 50 W,料液比 1∶14,提取时间 40 min。在
此条件下广西龙州县城人面子叶总黄酮提取率为
4.538%,相同条件下 7月份于广西崇左市区采摘的
人面子叶总黄酮提取率达 9.207%。人面子叶总黄
酮含量跟产地 、季节有关 ,不同产地及季节总黄酮含
量差距较大 ,其中 ,相同产地的 7月份比 5月份总黄
酮含量大 。有关人面子叶总黄酮的含量与产地 、季
节的关系值得进一步研究。
参 考 文 献
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《中药材 》杂志为美国 IM/Medline收录期刊 。
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