方耀平,秦郁文,唐富麗,董自亮
(1.太極集團(tuán)西南藥業(yè)股份有限公司,重慶 400038; 2.太極集團(tuán)重慶涪陵制藥廠有限公司,重慶 408000)
白藜蘆醇為一類多酚類物質(zhì),存在于虎杖、葡萄、花生等植物中,并以虎杖中的含量最高。白藜蘆醇具有廣泛的生物學(xué)活性和藥理作用,如誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的凋亡[1-2]、抗菌[3]、抗心肌炎[4]以及免疫調(diào)節(jié)[5]等。此外,白藜蘆醇還具有抗輻射誘變損傷、抗衰老等作用,在食品、保健品、化妝品等領(lǐng)域也具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。目前從虎杖中提取白藜蘆醇的方法多為有機(jī)溶劑提取,利用白藜蘆醇易溶于極性有機(jī)溶劑的性質(zhì),將其從原料中提取出來。但是,有機(jī)溶劑提取的粗品中含有大量的植物多糖、黃酮類化合物、色素、酚酸類等多種雜質(zhì),不利于后續(xù)工序的精制純化,且工序多、工藝煩瑣復(fù)雜;加熱時(shí)間長(zhǎng),使成品顏色加深,產(chǎn)品易氧化變質(zhì),穩(wěn)定性差;有效成分收率較低;有機(jī)溶劑耗用量大,會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染等問題[6]。超臨界流體萃取是近幾年發(fā)展起來的一項(xiàng)分離技術(shù),具有無毒、無殘留溶劑、CO2可循環(huán)使用等優(yōu)點(diǎn),適合于不穩(wěn)定天然產(chǎn)物和生理活性物質(zhì)的分離與精制,已成為醫(yī)藥、食品和香料等深加工領(lǐng)域中獲得高品質(zhì)產(chǎn)品的最有效手段之一[7]。目前,利用超臨界流體技術(shù)萃取虎杖中白藜蘆醇的報(bào)道尚不多見。為此,本試驗(yàn)中對(duì)采用超臨界CO2萃取技術(shù),采用均勻設(shè)計(jì)法,對(duì)從虎杖中萃取分離白藜蘆醇的工藝進(jìn)行了研究。
島津SPD-20A型高效液相色譜儀(LC-20AT);BP2110型電子天平(德國(guó)賽多利斯公司);SHB-3型循環(huán)水式真空泵(鄭州杜甫儀器廠);R-205型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(上海申勝生物技術(shù)有限公司);DJ-005型多功能粉碎機(jī)(山東精誠(chéng)醫(yī)藥裝備制造有限公司);HA221-50-06型超臨界萃取裝置(江蘇南通華安超臨界萃取有限公司)?;⒄容腿∥?批號(hào)為120806,自制),白藜蘆醇對(duì)照品(中國(guó)藥品生物制品檢定所,批號(hào)為111535-200703);乙腈、甲醇為色譜級(jí),水為純蒸餾水,其余試劑均為分析純。
2.1.1 色譜條件
色譜柱:Kromasil C18柱(250 mm ×4.6 mm,5 μm);流動(dòng)相:水 -乙腈(78 ∶22);檢測(cè)波長(zhǎng):303 nm;流速:1.0 mL /min;柱溫:25 ℃;進(jìn)樣量:10 μL。色譜峰見圖 1。
圖1 高效液相色譜圖
2.1.2 溶液制備
精密稱取經(jīng)五氧化二磷減壓干燥24 h的白藜蘆醇對(duì)照品3.14 mg,置50 mL容量瓶中,加甲醇溶解并稀釋至刻度,搖勻,作為對(duì)照品貯備液(0.062 8 g/L)。精密量取對(duì)照品貯備液 1 mL,置100 mL容量瓶中,加甲醇稀釋至刻度,搖勻,濾過,即得白藜蘆醇對(duì)照品溶液(每1 mL含白藜蘆醇6.28 μg)。取虎杖萃取物4 g,精密稱定,研細(xì),置具塞錐形瓶中,精密加入50%甲醇25 mL,密塞稱定質(zhì)量,超聲處理(功率 250 W,頻率 40 kHz)30 min,放冷,用50%甲醇稀釋至刻度,搖勻,靜置后精密量取上清液20 mL,置100 mL容量瓶中,加50%甲醇至刻度,搖勻,濾過,取續(xù)濾液,即得供試品溶液。
2.1.3 方法學(xué)考察
線性關(guān)系考察:分別精密吸取對(duì)照品溶液 2,4,8,12,16,20 μL,注入高效液相色譜儀,依法測(cè)定,以白藜蘆醇進(jìn)樣量(X)為橫坐標(biāo)、峰面積(Y)為縱坐標(biāo),作線性回歸,得回歸方程 Y=334 331 X -348.6,R2=0.999 8(n=7)。結(jié)果表明,白藜蘆醇進(jìn)樣量在0.012 55~0.125 6 μg范圍內(nèi)與面積呈良好線性關(guān)系。
精密度試驗(yàn):取白藜蘆醇對(duì)照品溶液,依法連續(xù)測(cè)定6次,測(cè)定峰面積。結(jié)果的 RSD為0.61%(n=6),表明儀器精密度良好。
重復(fù)性試驗(yàn):取同一批虎杖萃取物(批號(hào)為120806)樣品6份,按依法制備供試品溶液并測(cè)定。結(jié)果白藜蘆醇的平均含量為6.644 mg/g,RSD 為 1.23%(n=6),表明方法重復(fù)性良好。
穩(wěn)定性試驗(yàn):取同一供試品溶液,室溫密閉放置,分別于制備后 0,2,4,8,12,24 h 時(shí)進(jìn)樣測(cè)定白藜蘆醇峰面積。結(jié)果的 RSD 為2.25%(n=6),表明供試品溶液在24 h內(nèi)穩(wěn)定。
加樣回收試驗(yàn):取已知含量的樣品約2 g,共9份,依法制備供試品溶液并定容至200 mL,各取1 mL,分別加入定量的對(duì)照品溶液(質(zhì)量濃度為 6.28 μg /mL)2.0,2.5,3.0 mL(約相當(dāng)于樣品量得80%,100%,120%)各3份,分別按擬訂色譜條件測(cè)定,計(jì)算回收率。結(jié)果見表1。
表1 虎杖萃取物中白藜蘆醇加樣回收試驗(yàn)結(jié)果(n=9)
2.2.1 均勻設(shè)計(jì)試驗(yàn)
采用均勻設(shè)計(jì)試驗(yàn)優(yōu)化超臨界-CO2萃取工藝參數(shù)。結(jié)合文獻(xiàn)[8]及預(yù)試驗(yàn)結(jié)果,確定主要考察因素為萃取壓力(X1)、萃取時(shí)間(X2)、萃取溫度(X3)、夾帶劑(95% 乙醇)用量(X4);萃取流量無法控制,設(shè)為定值。因試驗(yàn)所用的藥材粒度不便進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,先用單因素方法考察最佳粒度,經(jīng)含量測(cè)定,計(jì)算得以60目的提取效果為最佳。此試驗(yàn)有4個(gè)因素,6個(gè)水平,選用 U6(64)表安排試驗(yàn),因素水平表見表2,均勻設(shè)計(jì)參數(shù)見表3。每次將250 g虎杖藥材粉(60目)投入萃取釜中,按均勻設(shè)計(jì)表設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行超臨界萃取。
采用 SAS 8.0統(tǒng)計(jì)軟件,運(yùn)行后,Shapiro-Wilk統(tǒng)計(jì)量為0.888 1,P=0.308 6>0.05,模型服從正態(tài)分布,但 P(X1,X2,X3,X4)>0.05,模型無統(tǒng)計(jì)量,無法建立逐步回歸方程,故建立二次多項(xiàng)式回歸方程,程序再次運(yùn)行后,模型統(tǒng)計(jì)量 F=147.68,P=0.001 0<0.01,逐步回歸方程有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。調(diào)整決定系數(shù)為R2=0.983 2,回歸方程效果較好。X3,X1X2的偏回歸系數(shù) t統(tǒng)計(jì)量分別為 3.55,16.09,P 值分別為 0.038 2,0.005,應(yīng)當(dāng)留在方程中。故建立回歸方程為 Y =3.022 19 +0.024 78X3+0.0211 7X1X2。
由二次多項(xiàng)式回歸方程,X3,X1X2各項(xiàng)均為正號(hào),X1,X2,X3應(yīng)取試驗(yàn)范圍的最大值,X4根據(jù)實(shí)際情況取最小值,最優(yōu)點(diǎn)的近似估計(jì)值為 X1=30,X2=60,X3=250,X4=120。故最優(yōu)方案的近似估計(jì)為萃取壓力30 MPa,萃取溫度60℃,夾帶劑用量250 mL(即藥粉量的100%),萃取時(shí)間120 min。
2.2.2 均勻設(shè)計(jì)優(yōu)化條件
根據(jù)均勻設(shè)計(jì)回歸方程,采用SAS 8.0軟件處理,得到了超臨界萃取白藜蘆醇的最優(yōu)化操作條件為,萃取壓力30 MPa,萃取溫度60℃,萃取時(shí)間120 min,夾帶劑用量(藥粉用量的100%),萃取率0.096 4%。該試驗(yàn)條件下的方程預(yù)測(cè)值為0.097 7%,與實(shí)際值基本相同。
表2 均勻設(shè)計(jì)因素和水平
表3 均勻設(shè)計(jì)試驗(yàn)及結(jié)果
均勻設(shè)計(jì)法的特點(diǎn)是將有關(guān)試驗(yàn)的水平數(shù)均勻分散在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi),使有限的數(shù)據(jù)具有廣泛的代表性,因此可大幅度減少試驗(yàn)次數(shù)。本研究采用均勻設(shè)計(jì)方法,對(duì)超臨界CO2流體萃取虎杖中白藜蘆醇的工藝條件進(jìn)行優(yōu)化,所得超臨界萃取白藜蘆醇的最佳工藝條件為萃取壓力30 MPa,萃取溫度60℃,夾帶劑用量100%,萃取時(shí)間120 min。萃取過程中的壓力、溫度的變化對(duì)萃取率的影響起主要作用,因此控制好壓力和溫度的參數(shù)顯得尤為重要。超臨界二氧化碳萃取白藜蘆醇,同傳統(tǒng)萃取方式相比較,具有簡(jiǎn)便、高效、環(huán)保、產(chǎn)物易于分離等特點(diǎn),并且能獲得較高的萃取率,是一種很好的白藜蘆醇提取分離方法。此外,本研究建立的測(cè)定虎杖中白藜蘆醇含量的高效液相色譜(HPLC)法具有靈敏、準(zhǔn)確、迅速和穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn),可用于虎杖中白藜蘆醇的含量測(cè)定以及有效成分提取的質(zhì)量控制。
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