全 文 :西南民族大学学报·自然科学版第 35 卷第 1 期
Journal of Southwest University for Nationalities⋅Natural Science Edition
Jan. 2009___________________________________________________________________
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收稿日期:2008-09-26
作者简介:程贺军(1975-), 男, 眉山市中医院主治医师.
文章编号: 1003-2843(2009)01-0104-04
正交试验法研究赶黄草中槲皮素的提取工艺
程贺军 1, 罗红艳 2, 冯超 3
(1. 眉山市中医院, 四川眉山 620010; 2. 成都市新华社区卫生服务中心, 成都 610000;
3. 四川大学华西医院医务部, 成都 610041)
摘要: 目的: 研究赶黄草中槲皮素的最佳提取条件. 方法: 采用水浴、超声水浴、渗漉、煎煮四种方法提取, 正交试验
进行优选, 以高效液相法测定槲皮素含量, 结果: 赶黄草最佳提取条件为以浓度为 50%的乙醇, 固液体积比为 1: 15的条
件下煎煮 3小时. 结论: 该工艺稳定、可行.
关键词: 正交试验; 赶黄草; 槲皮素; 提取工艺; 高效液相色谱法
中图分类号: R284 文献标识码: A
赶黄草为虎耳草科扯根菜属植物扯根菜 Penthorum chinense Pursh的干燥地上部分. 史载于明代《救荒本草》,
现收载于《中华人民共和国卫生部部颁标准中药成方制剂十三册》附录. 性平、味苦、微辛, 为苗族民间草药. 具
有清热、利湿、解毒、活血、平肝、健脾等作用, 广泛用于治疗各型肝炎、胆囊炎、脂肪肝等. 据文献报道, 其
主要成分之一的槲皮素具有抗自由基[3]对大鼠急性脑缺血再灌损伤有显著的保护作用[5], 抗病毒的作用. 目前,
对扯根菜的研究较少,且深度远远不够, 而对其提取工艺的研究更少, 即使有报道, 但结果不尽相同, 方法不够
全面. 本文采用水浴、超声水浴、渗漉、煎煮四种提取方法, 以槲皮素的提取率为指标, 对不同方法、不同因素
的提取效果进行比较, 用正交法优选了提取条件, 为赶黄草的工业化提取提供了依据.
1 仪器与试药
HP-1100型高效液相色谱仪(美国惠普公司); METTLER AE-200型分析天平(日本). 槲皮素对照品(中
国药品生物制品检验所, 批号: 081-9503); 赶黄草药材(购自成都荷花池中药材市场, 产地四川泸州地区); 甲醇
为色谱纯, ; 其余试剂均为分析纯; 水为重蒸馏水.
2 方法与结果
2.1 赶黄草中槲皮素的提取 通过预实验, 选定水浴、超声、渗漉、煎煮方法各条件. 按正交表L9(34)安排三因
素三水平正交实验:
2.1.1 水浴提取法
2.1.1.1 正交设计: 根据预试实验结果, 该法选定乙醇浓度(A, 60%, 70%, 80%, 依次为水平 1, 2, 3, 下同)、液固
比(B,15: 1, 20: 1, 25: 1)、浸渍时间(C, 2小时, 3小时, 4小时)3因素.
2.1.1.2 实验方法: 按实验设计方案要求分别称取赶黄草药粉 15g, 置 500mL锥形瓶中, 用 80℃水浴加热, 分
别按表 1的条件进行提取, 提取液稀释定容至 400mL, 得供试液, 冷藏备用.
2.1.2 超声水浴提取法
2.1.2.1 正交设计: 根据预试实验结果, 该法选定乙醇浓度(A, 60%, 70%, 80%, 依次为水平 1, 2, 3, 下同)、液固比
(B,15: 1, 20: 1, 25: 1)、浸渍时间(C, 20分钟, 30分钟、40分钟)3因素.
2.1.2.2 实验方法: 按实验设计方案要求分别精密称取赶黄草药粉15g, 置500mL锥形瓶中, 分别按表1的条件
进行提取, 提取液稀释定容至 400mL, 得供试液, 冷藏备用.
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第 1 期 ___________________________________________________________________ 程贺军等: 正交试验法研究赶黄草中槲皮素的提取工艺
2.1.3 渗漉提取法
2.1.3.1 正交设计: 根据预试实验结果, 该法选定乙醇浓度(A, 50%, 70%, 90%, 依次为水平 1, 2, 3, 下同)、液固比
(B,15: 1, 20: 1, 25: 1)、渗漉速度(C, 1滴/3秒, 2滴/3秒, 3滴/3秒)3因素.
2.1.3.2 实验方法: 按实验设计方案要求分别精密称取赶黄草药粉15g, 置500mL渗漉筒中, 分别按表1的条件
进行提取, 提取液稀释定容至 400mL, 得供试液, 冷藏备用.
2.1.4 煎煮提取法
2.1.4.1 正交设计: 根据预试实验结果, 该法选定乙醇浓度(A, 50%, 70%, 90%, 依次为水平 1, 2, 3, 下同)、液固比
(B,15: 1, 20: 1, 25: 1)、浸渍时间(C, 1h, 2h, 3h)3因素.
2.1.4.2 实验方法: 按实验设计方案要求分别精密称取赶黄草药粉 15g, 置 500mL圆底烧瓶中进行提取(100℃
水浴锅加热). 分别按表 1的条件进行提取, 提取液稀释定容至 400mL, 得供试液, 冷藏备用.
表 1 因素水平表(以煎煮法为例)
水 平
1 2 3
A 煎煮 乙醇浓度 50% 70% 90%
B 煎煮 固液体积比 15: 1 20: 1, 25: 1
C 煎煮 浸渍时间 1小时 2小时 3小时
2.2 槲皮素的含量测定
2.2.1 色谱条件 色谱柱采用 Diamonsil(钻石)C18柱(250mm×4.6mm, 5μm), 流动相为甲醇∶0. 2%磷酸(52∶
48, V∶V), 检测波长 372nm, 柱温为 35℃, 流速: 1ml·min-1.
2.2.2 标准曲线的制备 精密称取槲皮素对照品 6.6mg置于 10ml 容量瓶中, 用重蒸馏水溶解并稀释到刻度, 摇
匀. 精密移取 1ml 溶液加于 25ml 容量瓶, 用纯水溶解并稀释到刻度, 摇匀作为贮备液. 再次精密移取 1ml 上述
溶液加于 10ml容量瓶, 用纯水溶解并稀释到刻度, 摇匀. 即配制成浓度为 2.64×10-3mg·mL-1的槲皮素对照
品溶液, 在上述色谱条件下, 分别进样对照品溶液 2, 4, 8, 10, 12, 20, 40, 80μL, 注入色谱仪中, 以进样量为横
坐标X, 峰面积为纵坐标Y, 得回归方程 y=41.56036x+1.801389, r=0.999818. . 以上结果表明∶槲皮素峰面积
值与进样量有良好的线性关系, 线性范围为 0.5~20μg/ml.
2.2.3 精密度试验 连续进样 8次, 每次 10μL, 按色谱条件测定, 槲皮素相对偏差为 2.0%.
2.2.4 回收率试验 取已知含量的样品粉末, 加入适量槲皮素对照品, 按上述色谱条件测定, 平均回收率为 99.4%,
RSD=1.56%.
2.2.5 样品的含量测定 提取液中槲皮素的含量测定: 进样各种提取方法所得提取液适量, 用微孔滤膜过滤, 进
样 10μL, 在上述色谱条件下, 槲皮素得到良好分离, 色谱图见图 1所示, 由峰面积计算得溶液中的浓度. 结果
见表 2.
Ⅰ 槲皮素 Ⅰ 槲皮素
A B
图 1 槲皮素对照品 A 与样品 B 的 HPLC 色谱图
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3 分析与讨论
水浴提取法由表 2直接分析可知: 极差 R的大小: C(9.07)最大, 为主要因素. A(5.63)次之, B(3.04)最
小为次要因素. 最优方案是: A3B3C3. 即 80%的乙醇于 300ml溶剂提取 4小时, 所得的槲皮素含量最高. 方差分
析结果表明影响因素的大小顺序为 C>A>B. C因素 P<10%, A因素 P<25%, B因素 P>25%. 故C因素具有显著
影响, A因素次之. B因素影响不显著.
表 2 L9(34)正交试验设计及结果分析(以煎煮法为例)
超声法由表 2直接分析可知: 极差 R的大小: B(3.76)最大, 为主要因素. C(2.03)次之, A(1.97)最小为次要
因素. 最优方案是: A1B3C3. 即 60%的乙醇于 300ml溶剂提取 40分钟, 所得的槲皮素含量最高. 方差分析结果
表明影响因素的大小顺序为 B>C, B>A. B因素 P<5%, A因素 P<10%, C因素 P<10%. 故溶剂量有极显著影响,
为主要因素, 水浴时间和乙醇浓度次之.
渗漉法由表 2直接分析可知: 极差 R的大小: A(16.19)最大, 为主要因素. B(6.69)次之, C(5.65)最小
为次要因素. 最优方案是: A1B2C1. 即50%的乙醇于275ml溶剂以2滴/3秒的速度提取, 所得的槲皮素含量最高.
方差分析由于SC小于SE, 表明由因素C 引起的变差很小, 为了提高分析的精度, 可以将它们合并, 相应的自由
度也合并, 一起用来估计试验的均方. 影响因素的大小顺序为 A>B. A因素 P<25%, B因素 P>25%. 故除乙醇
浓度外, 其他因素对提取率的影响都不显著, 为次要因素.
煎煮法由表 2直接分析可知: 极差 R的大小: C(8.08)最大, 为主要因素. B(3.66)次之, A(2.63)最小为
次要因素. 最优方案是: A2B3C3. 即 70%的乙醇于 275ml溶剂提取 3小时, 所得的槲皮素含量最高. 方差分析由
于 SA和 SB小于 SE,表明由因素 A和 B引起的变差很小, 为了提高分析的精度, 可以将它们合并, 相应的自由
度也合并, 一起用来估计试验的均方. 影响因素仅为 C. C因素 P<25%. 故除煎煮时间外, 其他因素对提取率的
影响都不显著, 为次要因素.
因 素
试验号
1(A) 2(B) 3(C) 4(空白) yi(每 g药材含槲皮素量——µg)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
1
1
2
2
2
3
3
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
2
3
1
3
1
2
1
2
3
3
1
2
2
3
1
35.24
25.89
35.88
27.76
39.24
37.95
35.95
30.72
33.04
K1 97.00 98.94 103.91 107.52
K2 104.94 95.84 86.68 99.78
K3 99.71 106.87 111.06 94.36
K1/3 32.33 32.98 34.64 35.84
K2/3 34.98 31.95 28.89 33.26
K3/3 33.24 35.62 37.02 31.45
R 2.64 3.68 8.13 4.39
Q=(K12+K22+K32)/3 10121.50 10132.23 10215.35 10139.81
S=Q-CT 10.84 21.57 104.69 29.15
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表 3 方差分析表(以煎煮法为例)
离差来源 因素 A 因素 B 因素 C 误差 D
离差平方和 —— —— 104.69 61.57
自由度 —— —— 2 6
均方 52.34 —— —— 10.26
F值 5.10 —— —— ——
P值 —— —— <25% ——
综合上述结果可见, 煎煮的提取效果最佳, 水浴次之, 渗漉再次, 超声最小效果较差. 于是我们选取煎煮法
作为赶黄草提取的优化方法. 但是由煎煮法方差分析可知: 除煎煮时间外, 其他因素对提取率的影响都不显著,
为次要因素. 所以在保证槲皮素的转移率的前提下, 我们选择溶剂浓度为. 毕竟从生产成本角度考虑, 水价廉.
最终确定赶黄草的煎煮条件为以浓度为 50%的乙醇, 固液体积比为 1: 15的条件下煎煮 3小时.
验证试验结果表明上述条件下槲皮素的提取率达到 91.2%, 表明该方法简便、实用、经济, 符合工业化大生
产的要求.
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induced cataract[J]. Free Radical Biology&Medicine, 2002, 33(1):63-66.
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Study on extraction technology of quercetin from Penthorum chinense by the method of
orthogonal-test optimization
CHENG He-jun1, LUO Hong-yan2, FENG Chao3
(1.Meishan Municipal Hospital of Chinese Medicines, Meishan 620010, P.R.C.;
2. Medical Service Center, Xinhua Community of Chengdu City, Chengdu 610000, P.R.C.;
3. Department of Operating Management, West China Hospital of Sichuan University, Chengdu 610041, P.R.C.)
Abstract: Objective: To optimize the extraction technology of quercetin from Penthorum chinense. Methods: The orthogonal
–test method is adopted to research the effects of 4 ways, including the water bath, ultrasonic wave water bath, leakage.decoction,
on the yielding rate of quercetin from Penthorum chinense. The contents of quercetin are deteminated by HPLC. RESULTS: The
optimum technology of extracting quercetin from Penthorum chinense is described as follows: decoction, the weight water is 10
times of Penthorum chinense; the time of extraction is 3h. The alcoholic concentration is 50%. Conclution: The extraction
process is suitable for practical use.
Key words: quercetin; Penthorum chinense; extraction technology; orthogonal-test; HPLC