劉建新等
摘要:采用單因素試驗(yàn)及正交試驗(yàn)設(shè)計(jì),利用乙醇溶劑浸提結(jié)合微波輔助提取法對(duì)石仙桃(Phoidotaof chinensis Lind L.)總黃酮的提取工藝進(jìn)行優(yōu)化,并用分光光度計(jì)比色法測(cè)定提取的總黃酮含量。結(jié)果表明,石仙桃總黃酮提取的最佳工藝條件為微波功率300 W,提取時(shí)間30 min,溫度60 ℃,料液比(m∶V,g∶mL)1∶20,乙醇體積分?jǐn)?shù)80%。按照最佳工藝條件進(jìn)行提取,石仙桃總黃酮提取量達(dá)31.41 mg/g。
關(guān)鍵詞:石仙桃(Phoidotaof chinensis Lind L.);總黃酮;提取工藝;含量測(cè)定;正交試驗(yàn)
中圖分類號(hào):Q949.71+8.43;O657.32 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):0439-8114(2015)09-2157-03
石仙桃系蘭科石仙桃屬植物石仙桃(Phoidotaof chinensis Lindl.)的全草,俗稱石上蓮、石橄欖、石穿盤等,始載于《生草藥性備要》。其性甘味涼,具有養(yǎng)陰、清熱、利濕消瘀的功效,民間常用來治療高血壓病、頭暈和各種原因引起的頭痛[1]。石仙桃屬植物全球約30種,中國(guó)有14種,產(chǎn)于南方,尤以西南地區(qū)多見[2]。研究[3]表明,石仙桃主要化學(xué)成分為萜類、酚類、木脂素類、黃酮類,多糖等。目前石仙桃化學(xué)成分的定量研究主要是對(duì)揮發(fā)油等的研究[4,5],目前尚未發(fā)現(xiàn)對(duì)石仙桃總黃酮提取工藝的研究。為此采用微波提取法提取石仙桃總黃酮,以石仙桃總黃酮提取量為考察指標(biāo),通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn),探究微波法提取石仙桃總黃酮的最佳工藝,旨在為石仙桃進(jìn)一步研究和資源開發(fā)利用提供一定的依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 試劑與儀器
石仙桃全草采自贛南;蘆丁對(duì)照品由北京恒元啟天化工技術(shù)研究院提供。
WF-4000C型常壓微波快速反應(yīng)系統(tǒng)(上海屹堯分析儀器有限公司);λ-35型紫外可見分光光度計(jì)(美國(guó)鉑金埃爾默公司);DZF-6050型烘箱(上海一恒科技有限公司);ABl35-S型電子分析天平(瑞士梅特勒-托利多集團(tuán))。
1.2 方法
1.2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 稱取蘆丁對(duì)照品2.70 mg,用體積分?jǐn)?shù)70%的乙醇溶解,10 mL容量瓶定容至刻度,配成0.27 mg/mL蘆丁對(duì)照品溶液,分別取0.4、0.8、1.2、1.6、2.0、2.4 mL至10 mL具塞試管中,加水至5 mL,加5%亞硝酸鈉0.6 mL,搖勻放置6 min,加10%硝酸鋁0.6 mL,搖勻放置6 min,加4%氫氧化鈉3.0 mL,搖勻, 加水至刻度,搖勻放置15 min。另取一10 mL具塞試管,不加對(duì)照品溶液,只加顯色劑,按照上法制成空白對(duì)照。采用紫外可見分光光度計(jì)在510 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。標(biāo)準(zhǔn)曲線:A=12.971 C-0.0076,r=0.999 6,A表示吸光度,C表示蘆丁溶液濃度。蘆丁溶液濃度C在0.010 8~0.0648 mg/mL范圍內(nèi)與吸光度A有良好的線性關(guān)系。
1.2.2 微波法提取石仙桃總黃酮 稱取2.000 g石仙桃粗粉至500 mL微波提取罐中,一定條件下提取,減壓抽濾,回收濾液至少量,用70%乙醇定容至50 mL,制成待測(cè)溶液。取待測(cè)溶液5 mL, 加入15 mL 70%乙醇,搖勻,即稀釋4倍。取稀釋液2 mL,按“1.2.1”方法顯色,制成10 mL顯色液及空白對(duì)照,在510 nm下測(cè)定其吸光度A,按回歸方程計(jì)算出樣品溶液中的總黃酮含量(mg/mL),根據(jù)稀釋倍數(shù)及樣品質(zhì)量換算出樣品中總黃酮的含量(mg/g)。
2 結(jié)果與分析
2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果
2.1.1 微波提取功率對(duì)石仙桃總黃酮提取量的影響 稱取石仙桃樣品2.000 g,按液料比(V/m,下同)20∶1,乙醇體積分?jǐn)?shù)70%,提取時(shí)間15 min,提取溫度70 ℃,分別在功率100、200、300、400、500、600、700 W條件下提取石仙桃總黃酮,結(jié)果見圖1(圖中數(shù)據(jù)為3次重復(fù)的平均值,下同)。從圖1可以看出,當(dāng)微波功率小于300 W時(shí),總黃酮提取量隨微波功率增大而增加,當(dāng)微波功率大于300 W時(shí),總黃酮提取量隨微波功率增大而減小,這主要是因?yàn)楫?dāng)微波功率較低時(shí),通過吸收微波能量產(chǎn)生熱量的極性分子吸收的能量少,產(chǎn)生的熱量低,細(xì)胞內(nèi)溫度上升得慢,液態(tài)水氣化產(chǎn)生的壓力小,細(xì)胞膜的破碎度低,導(dǎo)致總黃酮的提取量低,隨著功率的增大,細(xì)胞膜的破碎程度不斷增大,總黃酮的提取量也隨之增大,但細(xì)胞膜的破碎度不可能無限增大,當(dāng)微波功率繼續(xù)增大時(shí),總黃酮可能會(huì)分解,其他雜質(zhì)的溶解也會(huì)增加,故后續(xù)試驗(yàn)微波功率選定300 W。
2.1.2 微波提取時(shí)間對(duì)石仙桃總黃酮含量的影響 稱取石仙桃樣品2.000 g,按微波功率300 W,液料比20∶1,乙醇體積分?jǐn)?shù)70%,提取溫度70 ℃,分別在時(shí)間10、15、20、25、30、35、40 min條件下提取石仙桃總黃酮,結(jié)果見圖2。從圖2可以看出,當(dāng)提取時(shí)間低于30 min時(shí),石仙桃總黃酮提取量隨提取時(shí)間的增加而增大,當(dāng)提取時(shí)間超過30 min時(shí),石仙桃總黃酮提取量隨提取時(shí)間的增加而減少。這可能是因?yàn)榧訜釙r(shí)間較短時(shí),細(xì)胞內(nèi)極性分子吸收的微波能量較少,液態(tài)水氣化產(chǎn)生的壓力較小,對(duì)細(xì)胞膜被破壞的程度較小,故總黃酮提取量不高;隨著時(shí)間的延長(zhǎng),細(xì)胞內(nèi)極性分子吸收的微波能量增加,液態(tài)水氣化產(chǎn)生的壓力增大,細(xì)胞膜被微波破壞程度加大,但時(shí)間過長(zhǎng),雜質(zhì)的溶解也會(huì)增加,乙醇揮發(fā)量增加,總黃酮提取量下降,因此確定后續(xù)試驗(yàn)提取時(shí)間為30 min。
2.1.3 提取溫度對(duì)石仙桃總黃酮含量的影響 稱取石仙桃樣品2.000 g,按微波功率300 W,提取時(shí)間30 min,液料比20∶1,乙醇體積分?jǐn)?shù)70%,分別在溫度40、50、60、70、80、90 ℃條件下提取石仙桃總黃酮,結(jié)果見表1。從表1可以看出,60 ℃時(shí)石仙桃總黃酮含量最高,80 ℃時(shí)石仙桃總黃酮含量次之。endprint
2.1.4 液料比對(duì)石仙桃總黃酮含量的影響 稱取石仙桃樣品2.000 g,按微波功率300 W,提取時(shí)間30 min,溫度60 ℃,乙醇體積分?jǐn)?shù)70%,分別在液料比為10∶1、15∶1、20∶1、25∶1、30∶1、35∶1條件下提取石仙桃總黃酮,結(jié)果見圖3。從圖3可以看出,當(dāng)液料比低于20∶1時(shí),石仙桃總黃酮提取量隨液料比的增加而增大,當(dāng)液料比高于20∶1時(shí),石仙桃總黃酮提取量隨取液料比的增加而減少。
2.1.5 乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)石仙桃總黃酮含量的影響 稱取石仙桃樣品2.000 g,按微波功率300 W,提取時(shí)間30 min,溫度60 ℃,液料比20∶1,分別在乙醇體積分?jǐn)?shù)為30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%條件下提取石仙桃總黃酮,結(jié)果見圖4。從圖4可知,當(dāng)乙醇體積分?jǐn)?shù)低于80%時(shí),石仙桃總黃酮提取量隨乙醇體積分?jǐn)?shù)的增加而增大,當(dāng)乙醇體積分?jǐn)?shù)高于80%時(shí),石仙桃總黃酮提取量隨取乙醇體積分?jǐn)?shù)的增加而減少。這是因?yàn)樵谥参镏?,黃酮類化合物多以苷類形式存在,黃酮苷元極性較小,糖基極性較大,根據(jù)相似相溶原理,隨著乙醇體積分?jǐn)?shù)的增大,部分酯溶性黃酮溶解量增加。但當(dāng)乙醇體積分?jǐn)?shù)較高時(shí),水溶性黃酮的溶解度降低,并且乙醇體積分?jǐn)?shù)較高會(huì)使細(xì)胞蛋白質(zhì)很快凝固,不利于乙醇向細(xì)胞內(nèi)滲透,溶解并釋放細(xì)胞內(nèi)黃酮類物質(zhì),使總黃酮提取率下降。
2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果
2.2.1 微波提取石仙桃總黃酮的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì) 在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上,為進(jìn)一步考察各因素對(duì)石仙桃總黃酮提取量影響程度,以及得出微波提取石仙桃總黃酮的最佳工藝條件,由于微波功率較低時(shí),即300 W左右時(shí),石仙桃的提取量已較高,為節(jié)約能源,將微波提取的最佳功率定為300 W。故只選擇提取時(shí)間、溫度、液料比、乙醇體積分?jǐn)?shù)這4個(gè)因素為主要影響因素,進(jìn)行四因素三水平的正交試驗(yàn),選用L9(34)正交表探究提取時(shí)間、溫度、液料比、乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)石仙桃總黃酮含量的影響程度大小及微波提取法的最佳工藝條件。L9(34)正交試驗(yàn)結(jié)果及極差分析結(jié)果見表2。
由表2正交試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,在微波功率為300 W條件下,各因素對(duì)石仙桃總黃酮含量的影響從大到小為乙醇體積分?jǐn)?shù)、提取時(shí)間、溫度、液料比。由表2極差分析可知,石仙桃總黃酮含量的最佳工藝條件為A2B2C2D2,即微波功率為300 W,時(shí)間30 min,溫度60 ℃,液料比20∶1,乙醇體積分?jǐn)?shù)為80%。
2.3 最佳工藝條件的驗(yàn)證性試驗(yàn)
精確稱取石仙桃樣品2.000 g,在最佳工藝條件A2B2C2D2下,按“1.2”的試驗(yàn)方法操作,測(cè)定吸光度,并計(jì)算石仙桃總黃酮提取量。進(jìn)行3次平行驗(yàn)證性試驗(yàn),得到的驗(yàn)證結(jié)果為在最佳工藝條件下,總黃酮的提取量為31.41 mg/g,RSD為0.85%。說明該工藝條件穩(wěn)定可行。
3 小結(jié)
在中草藥中黃酮類化合物提取方法主要有浸漬法、回流提取法、超聲提取法、微波提取法等。相比之下,微波法具有提取效率高、節(jié)省溶劑、污染小等優(yōu)點(diǎn)。微波法提取石仙桃總黃酮的工藝研究,單因素試驗(yàn)得出的最佳條件為微波功率為300 W,時(shí)間30 min,溫度60 ℃,液料比20∶1,乙醇體積分?jǐn)?shù)為80%,對(duì)時(shí)間、溫度、液料比、乙醇體積分?jǐn)?shù)這4個(gè)因素進(jìn)行四因素三水平正交試驗(yàn)后,得出的結(jié)果與單因素試驗(yàn)結(jié)果一致,且測(cè)定的黃酮含量的方法穩(wěn)定可靠,總黃酮的提取量可達(dá)31.41 mg/g。
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湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)2015年9期