楊炳川,方應(yīng)權(quán)
(重慶三峽醫(yī)藥高等專科學(xué)校藥學(xué)系,重慶 404020)
馬尾松Pinus massoniana Lamb.為松科Pinaceae植物,是重要的用材樹種和荒山造林的先鋒樹種,也是三峽庫區(qū)的主要造林樹種之一,占庫區(qū)森林34%,為改善三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境和土壤質(zhì)量的發(fā)揮了重要作用[1-2]。馬尾松具有很好的藥用價值,松針、松花粉、松節(jié)、松香和松黃均可入藥[3-4]。馬尾松松針 (pine needle)系馬尾松的針葉,具有祛風(fēng)燥濕、解毒止癢、活血安神等功效[3-5]。松針含有揮發(fā)油、維生素、莽草素、黃酮類化合物等活性成分[6-7],其中黃酮類化合物具有抗癌、抗氧化、抗炎、舒張血管、抗病毒、抗菌和抗過敏等多種藥理活性[8],具有良好的應(yīng)用前景。
松針總黃酮的提取方法主要有溶劑提取法[6,9]、超聲提取法[10]等,乙醇是常用的提取溶劑。傳統(tǒng)的提取方法不同程度存在溶劑和能量消耗大、提取時間較長等缺點。閃式提取法是近年來應(yīng)用日漸廣泛的一種中藥提取方法,具有快速高效、節(jié)能降耗等優(yōu)點,可以在瞬間完成有效成分的提取,實驗型閃式提取器約1~2 min即可完成提取,中試型5~10 min完成提取,相比傳統(tǒng)提取方法大大節(jié)約了能耗,從而降低生產(chǎn)成本[11-12]。本研究采用閃式提取法提取馬尾松松針中的總黃酮,以正交設(shè)計優(yōu)化提取工藝,為高效合理地利用三峽庫區(qū)馬尾松資源提供實驗依據(jù)。
JHBE-50S型中草藥閃式提取器 (實驗型,功率1800 W,西安太康生物科技有限公司);RE-5210A旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器 (上海亞榮生化儀器廠);UV760CRT雙光束紫外可見分光光度計 (日本島津);Sartorius BS110S分析天平 (北京賽多利天平有限公司);松針樣品采自長江三峽庫區(qū)鐵峰山,由三峽中藥研究所付紹智教授鑒定為馬尾松的松針;蘆丁對照品 (中國食品藥品檢定研究院提供,批號110883—200701);所用試劑均為分析純。
2.1 閃式提取法提取馬尾松松針總黃酮 取馬尾松松針烘干 (60℃,12 h),粉碎,制成粗粉 (20目),精密稱取20 g粗粉置閃式提取罐內(nèi),加入12.5倍量 (250 mL)70%乙醇提取110 s,工作電壓為120 V。提取液0.8 μm粒徑濾膜濾過,濾液備用。
2.2 總黃酮的定量測定和提取得率 根據(jù)文獻[13-14],以蘆丁為對照品,采用紫外-可見分光光度法測定總黃酮的量。
2.2.1 對照品溶液的配制 精密稱取干燥至恒重的蘆丁對照品約10 mg,置50 mL量瓶中,加適量70%乙醇,超聲使溶解,放置至室溫,加70%乙醇至刻度,搖勻,即得質(zhì)量濃度約為0.2 mg/mL的蘆丁對照品貯備液。
2.2.2 供試品溶液的制備 取“2.1”項下濾液,加70%乙醇至250 mL,精密吸取2 mL至50 mL量瓶中,加70%乙醇至刻度,即得供試品溶液。
2.2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制備 分別精密吸取0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 mL的對照品貯備液至10 mL量瓶,根據(jù)文獻方法[13-14],分別依次加入 0.3 mL 5%HNO2溶液、0.3 mL Al(NO3)3溶液和4 mL 4%NaOH溶液,每加入一種溶液后均須搖勻并靜置6 min,最后加70%乙醇至刻度,制成質(zhì)量濃度在0.01~0.05 mg/mL范圍的系列對照品溶液 (n=5),以相應(yīng)溶劑為空白,在510 nm波長測定吸收度,得回歸方程A=0.9037C+0.0826,r=0.9998。其中A為吸光度,C為對照品溶液質(zhì)量濃度。表明蘆丁在0.01~0.05 mg/mL范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。
2.2.4 精密度 取1.5 mL對照品貯備液置10 mL量瓶中,按“2.2.3”項下條件操作,測定吸光度,連續(xù)測定6次,其RSD為0.78%(n=6),說明儀器精密度較好。
2.2.5 重復(fù)性 按“2.2.2”項條件制備供試品溶液6份,精密吸取2.5 mL至10 mL量瓶中,按“2.2.3”項下條件顯色,測定總黃酮含有量,其RSD為1.06%(n=6),說明方法重復(fù)性較好。
2.2.6 回收率 精密稱取已知總黃酮量的松針粗粉20 g置閃式提取罐內(nèi),加入對照品溶液適量,按“2.1”項下方法提取總黃酮,按“2.2.2”和“2.2.5”項下條件測定總黃酮的量,重復(fù)操作6次,得總黃酮的回收率為96.27%(n=6)。
2.2.7 穩(wěn)定性 精密吸取供試品溶液2.5 mL,按“2.2.3”項下條件操作,分別在 0、20、40、60、90、120 min時測定吸光度,RSD為0.76%,說明供試品溶液中120 min內(nèi)穩(wěn)定。
2.2.8 馬尾松松針提取物總黃酮測定和提取得率 精密吸取供試品溶液2.5 mL至10 mL量瓶,按“2.2.3”項下方法測定吸光度,代入回歸方程計算總黃酮量,并計算提取得率。
2.3 正交試驗優(yōu)化提取工藝
2.3.1 考察因素和水平 考察了影響閃式提取的工藝參數(shù),根據(jù)文獻[11,15]和預(yù)試驗結(jié)果,本研究確定將松針烘干 (60oC,12h)后制成粗粉 (20目),以乙醇為提取溶劑,固定工作電壓100V。在此基礎(chǔ)上,以總黃酮得率為指標(biāo),考察影響得率的主要因素,即乙醇體積分數(shù) (A)、液料比 (B)和提取時間 (C),采用L9(34)正交設(shè)計表??疾扉W提法工藝,因素和水平見表1。
表1 正交試驗因素水平
2.3.2 正交試驗 根據(jù)正交設(shè)計表各因素和水平的安排(表2)進行試驗,按“2.1”項下方法提取馬尾松松針總黃酮,按“2.2”項下方法測定總黃酮得率,計算極差 (R),結(jié)果見表2。對各因素水平進行方差分析,結(jié)果見表3。
表2 正交試驗結(jié)果
表3 方差分析
由極差分析可見 (表2),影響馬尾松松針總黃酮得率的因素主次順序為A>C>B,即乙醇體積分數(shù)>提取時間>液料比。方差分析顯示,因素A(乙醇體積分數(shù))和C(提取時間)對考察指標(biāo)的影響呈統(tǒng)計學(xué)顯著性意義 (P<0.05),因素B(液料比)影響不顯著。為使得率最大,選取各因素k值最大時對應(yīng)的水平,所以,最佳工藝條件應(yīng)為A3B2C2,即70%乙醇,12.5倍的液料比 (V/m),閃式提取110 s。
2.3.3 驗證試驗 按最佳工藝條件提取3份各20 g馬尾松松針粗粉,測定吸光度,計算得率。3批供試品的得率分別為3.34%、3.43%和3.32%,平均得率為3.36%,顯示此條件提取得率較高,方法重復(fù)性好。
2.4 松針總黃酮提取方法比較 取同一批馬尾松松針粗粉,以文獻報道的方法[9-10],分別用乙醇回流、超聲提取法提取松針總黃酮,每種方法重復(fù)3次,與本研究確定的閃提法相比較,結(jié)果見表4。
表4 提取方法比較
本研究建立了馬尾松松針總黃酮的閃式提取法,用紫外-可見分光光度法測定提取物中總黃酮的量,并計算得率。以總黃酮得率為指標(biāo),采用正交設(shè)計優(yōu)化工藝,得到最佳工藝條件為:將馬尾松松針烘干后制成粗粉 (20目),工作電壓100 V,以70%的乙醇為提取溶劑,液料比12.5∶1(V/m),閃式提取時間110 s,提取得率為3.36%,方法簡單可靠,重復(fù)性好。
用同一批馬尾松松針樣品,根據(jù)文獻報道[9-10]的方法,采用乙醇回流法和超聲提取法提取總黃酮,測定并計算得率,與本研究所建立的閃式提取法相比較。由于文獻中馬尾松松針樣品前處理方法不盡相同,分別采用了陰干、烘干[9]和新鮮松針直接提取[10]的方法,為方便比較,本研究統(tǒng)一采用烘干 (60℃,12 h)后提取的方法比較各種方法的得率。由表4比較溶劑消耗量,閃式提取法∶乙醇回流法∶超聲提取法為1∶2.9∶0.9,即閃式提取法所需溶劑僅為乙醇回流法的約1/3,降低了溶劑用量,這與超聲提取法大致相當(dāng)。比較提取時間,閃式提取法∶乙醇回流法∶超聲提取法為1∶300∶30,可見閃式提取法大大縮短了工作時間,并相應(yīng)的降低了耗電量。從總黃酮的提取得率看,乙醇回流法最高,為3.82%,閃提法和超聲法很接近,分別為3.36%和3.48%。
綜合來看,閃提法提取馬尾松松針總黃酮最大的優(yōu)勢在于縮短提取時間,從而減少能耗;溶劑消耗也少于乙醇回流法,總黃酮得率略低于回流法和超聲提取法。因此,閃式提取法可以作為馬尾松松針總黃酮的一種提取方法。
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