★ 邵考珍 譚梅英 詹利之
(1.廣東省佛山市南海區(qū)第七人民醫(yī)院 佛山 528248;2.廣東省第二中醫(yī)院 廣州 510095;3.廣州中醫(yī)藥大學青蒿研究中心 廣州 510405)
菊花為菊科植物菊ChrysanthemummorifoliumRamat.的干燥頭狀花序。9-11月花盛開時分批采收,陰干或焙干,或熏、蒸后曬干。藥材按產(chǎn)地和加工方法不同,分為“亳菊”、“滁菊”、“貢菊”、“杭菊”。菊花作為藥食兩用植物,具有散風清熱,平肝明目,清熱解毒的功效;用于風熱感冒,頭痛眩暈,目赤腫痛,眼目昏花,瘡癰腫毒等癥[1]?,F(xiàn)代藥理表明,菊花總黃酮具有降血壓,擴張冠狀動脈,防止冠脈粥樣硬化等作用,臨床上用于治療高血壓和冠心病[2]。本實驗采用星點設計-效應面法優(yōu)化菊花提取工藝,研究各因素與菊花總黃酮之間的交互關系,得到擬合度優(yōu)良的回歸方程,實現(xiàn)對菊花提取工藝的優(yōu)化。
UV-9100紫外-可見分光光度計(北京瑞利分析儀器有限公司);AE-240電子天平(上海梅特勒托利多儀器有限公司)。
菊花(購于廣州致信藥業(yè)有限公司,批號121107),經(jīng)鑒定為菊科植物菊ChrysanthemummorifoliumRamat.的干燥頭狀花序,為正品;蘆丁對照品(購于中國藥品生物制品檢定所,批號100080-200306);95%乙醇、亞硝酸鈉、氫氧化鈉、硝酸鋁等試劑均為分析純。
2.1 總黃酮含量測定[3-5]
2.1.1 對照品溶液的制備 精密稱取在120℃干燥至恒重的蘆丁對照品25.21mg,置50mL量瓶中,加乙醇適量,置水浴上微熱使溶解,放冷,用乙醇稀釋至刻度,搖勻。精密量取25mL,置50mL量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻,即得(每1mL含蘆丁對照品0.2521mg)。
2.1.2 標準曲線的制備 精密量取對照品溶液1,2,3,4,5,6mL,分別置25mL量瓶中,各加50%乙醇至6mL,加5%亞硝酸鈉溶液1mL,搖勻,放置6分鐘,加10%硝酸鋁溶液1mL,搖勻,放置6分鐘,加氫氧化鈉試液10mL,再加水至刻度,搖勻,放置15分鐘,以相應試劑為空白,立即照紫外-可見分光光度法(《中國藥典》2010年版一部附錄ⅤA),在500nm的波長處測定吸光度,以吸光度A為縱坐標,濃度C為橫坐標,繪制標準曲線,得回歸方程A=0.01156C+0.0048(r=0.9993)。結果表明蘆丁在10.084-60.504μg/mL濃度范圍內呈良好線性關系。
2.1.3 測定法 精密量取提取液(表2試驗設計所得)1.0mL,置10mL量瓶中,加50%乙醇稀釋至刻度,搖勻。精密量取1mL,置25mL量瓶中,照標準曲線制備項下的方法,自“加50%乙醇至6mL”起依法測定吸光度,從標準曲線上讀出供試品溶液中蘆丁的重量,計算總黃酮的收率,即得。
2.2 星點設計-效應面法優(yōu)化菊花提取工藝
2.2.1 試驗設計方案 綜合單因素試驗結果,采用回流提取法,固定提取溫度為80℃,提取次數(shù)為2次,考察乙醇濃度、溶劑體積與提取時間3個因素。根據(jù)星點設計的原理,每因素設5個水平,用代碼值-α、-1、0、1、α來表示(3個因素星點設計的α=1.682)。因素水平見表1,實驗設計和結果見表2。
表1 菊花總黃酮提取工藝因素水平
表2 菊花總黃酮提取工藝設計方案與實驗結果
2.2.2 模型的建立及顯著性檢驗 利用Design Expert,對各因素進行多元回歸擬合,并以ANOVA分析效應面的回歸參數(shù)。由表3可知,各因素的一次項、二次項都達到極顯著水平(P<0.01)。菊花總黃酮提取率對乙醇濃度(A)、乙醇用量(B)和提取時間(C)的二次多項回歸模型:
Y=-3.71102+0.092298A+0.56765B+0.058736C+3.12500×10-4AB-6.25000×10-5AC+1.45833×10-4BC-6.63886×10-4A2-0.022784B2-3.50058×10-4C2
式中,Y-總黃酮提取率(%);A、B、C-分別代表乙醇濃度、乙醇用量、提取時間。該方程的相關系數(shù)r=0.9871,模型達到極顯著水平(P<0.01),表明方程對試驗擬合較好,可以對不同條件下菊花總黃酮提取率的進行預測。
表3 二次回歸方程方差分析
2.2.3 提取工藝優(yōu)化與驗證 采用Design-Expert軟件,作出相應的曲面圖和等高線圖,如圖1~6所示。結合二次回歸模型的數(shù)學分析結果,菊花總黃酮的最佳提取工藝參數(shù):乙醇濃度為68.83%,乙醇用量為13.19倍,提取時間為80.46min??傸S酮理論提取率為5.5721%。對最佳工藝條件進行驗證實驗,結果表明,菊花總黃酮平均提取率為5.4935%,RSD為1.83%(n=5),表明所建立的回歸模型具有良好的預測性,所選的工藝條件重現(xiàn)性好。
圖1 乙醇濃度與乙醇用量對總黃酮提取率影響等高線圖
圖2 乙醇濃度與乙醇用量對總黃酮提取率影響3D響應面圖
圖3 乙醇濃度與提取時間對總黃酮提取率影響等高線圖
圖4 乙醇濃度與提取時間對總黃酮提取率影響3D響應面圖
圖6 提取時間與乙醇用量對總黃酮提取率影響3D響應面圖
目前,國內學者多采用正交設計或均勻設計法優(yōu)化菊花的提取工藝[3-7],即用線性數(shù)學模型進行擬合,試驗次數(shù)雖少,但精度不夠,預測性較差。星點設計是國外常用的實驗設計方法。該法采用非線性數(shù)學模型擬合,復相關系數(shù)較高,在中心點進行重復性實驗以提高實驗精度,預測值更接近真實值。
本文采用星點設計-效應面法優(yōu)選菊花的提取工藝,最終確定其最佳提取條件。在最佳條件下,實測值與預測值比較吻合,相對偏差較小。本研究為星點設計-效應面法應用于中藥提取工藝的優(yōu)化提供實驗依據(jù)。
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