★ 王艷
(新縣人民醫(yī)院 河南 新縣 465550)
大葉當歸(A.megaphylla)是傘形科植物當歸Angelica sinensis(Oliv.) Diels的一種,藥用部位為根。廣泛分布在三峽庫區(qū)的巴東、巫溪、石柱和巫山等地。在當地民間常用作當歸的代用品。含有與正品當歸相同的阿魏酸、藁本內酯、揮發(fā)油等活性成分[3-4]。現代藥理研究表明,阿魏酸有抗心肌缺血、缺糖、缺氧,抗血栓,抑制血小板聚集等藥理作用[1-2]。阿魏酸的提取方法報道很多,傳統(tǒng)提取方法耗時較長、操作麻煩、提取效率低;微波輔助提取法、超臨界CO2萃取等提取法方法雖能縮短時間,但因設備成本較高,操作麻煩,在實際生產中應用較少。近幾年來閃式提取在中藥有效成分提取方面潛力巨大,發(fā)展迅速,其主要特點是高效節(jié)能、操作簡便、節(jié)約時間、經濟實用、提取溫度低,且適應范圍廣,對有效成分的破壞小,響應面設計閃式提取法阿魏酸的研究未見文獻報道。
LG16-W高速微量離心機(上海醫(yī)學醫(yī)用儀器廠);Agilent 1100 系列高效液相色譜儀(美國安捷倫科技有限公司);超純水器(無錫醫(yī)用儀器公司);SB3200-超聲波提取器(上海能信超聲有限公司);751型可見分光光度計 (上海棱光技術有限公司 );大葉當歸采自巫溪大寧河畔1500米高山上,由三峽中藥研究所付紹智教授鑒定。阿魏酸(20100516);甲醇、乙腈均為色譜純,其余所用試劑均為分析純。
本研究選取影響閃式提取工藝的三個因素,即提取液乙醇濃度(A),物料和提取液比(B),提取時間(C)作為考察因素,每個因素設計為三個水平。
2.1 響應面試驗各個因素水平的確定 本研究選取提取溶液濃度,提取時間及料液比三個因素對阿魏酸提取率進行考察,依次對單因素進行考察,以確定每個因素的水平。阿魏酸為一類極性較大的有機化合物,一般提取采用不同濃度的乙醇溶液,本研究采用80%,70%,60%,50%濃度的乙醇溶液,每個濃度平行6次試驗,依據阿魏酸的測定方法,結果發(fā)現在乙醇濃度為70%時,阿魏酸含量較高,因此選擇60%,70%,80%作為乙醇濃度的三個水平。同理采用同樣的方法,確定料液比和提取時間的水平。
2.2 響應面分析法因素的選取及方案分析[11]分別稱取當歸樣品 100g,依據 Box-Benhnken中心組合設計原理,同時考慮單因素試驗的結果 ,選取乙醇濃度、提取時間、料水比3個因素,自變量的低、 中、 高水平分別以- 1、0、 1 編碼 ,以阿魏酸提取率作為響應值 (R)。采用DESIGN-EXPERT對實驗結果進行回歸分析。試驗因素與水平見表1,試驗方案及結果見表2。
表1 因素水平表
表2 大葉當歸提取工藝響應面表及結果(%)
采用 DESIGN-EXPERT軟件對表 3中不同試驗條件下得到的阿魏酸收率進行響應面回歸分析 ,得擬合方程:
R1 = 6.33667+0.21125A+0.505000B+0.76875C-0.027500AB+0.13000AC+0.047500BC -0.12083A2+0.041667B2-0.37583C2方差分析結果,方差分析結果見表3。
表3 方差分析表
由表3可知,在置信區(qū)間 95%,回歸方程線性相關系數 R2= 0.9875,回歸方程具有統(tǒng)計學意義 , 真實、可靠 ??捎米鲗嶒烖c對實驗結果進行分析。方程各變異源方差分析表明 ,擬合方程的一次項B/C,即乙醇濃度和提取時間對阿魏酸的提取率有顯著影響,而A因素即料液比對阿魏酸的提取率無顯著影響。AB/AC/BC交互項和A2/B2/C2二次項無顯著性影響。根據回歸分析結果作出曲面圖 ,見圖 1~3。利用DESIGN-EXPERT軟件 ,進行分析計算 ,得阿魏酸閃式提取工藝最佳條件為: 提取時間1.18min,料液比 9∶100,乙醇濃度70%,阿魏酸的理論得率為7.163。根據在實際工作中的需要和統(tǒng)計分析的結果,選取乙醇濃度為70%,提取時間1min,料液比1∶12為實際工作時的工藝參數。
為驗證優(yōu)選工藝的可靠性和重現性,取大葉當歸100 g,按最優(yōu)工藝進行閃式提取,平行操作3份,阿魏酸的收率均值為7.01,RSD為1.20%,表明該工藝可行且穩(wěn)定,具可重復性和操作性。見表4。
表4 驗證實驗結果
大葉當歸在工業(yè)上廣泛采取加熱回流提取有效成分阿魏酸,根據文獻報道加熱回流提取大葉當歸中阿魏酸的優(yōu)化工藝為乙醇體積濃度70%,12倍量乙醇,提取三次,每次2.5h。按此參數制備樣品3批,并按照“阿魏酸的含量測定”方法測定,計算平均結果與響應面設計閃式提取的優(yōu)化結果進行對比,見表5。
圖1 R1=f1(B,C) 圖2 R1=f(A,B) 圖3 R1=f(A,C)
表5 響應面設計閃式提取與加熱回流提取的比較 (%)
該文采用響應面分析法對阿魏酸提取工藝進行優(yōu)化 ,并得到回歸方程。其最佳閃式提取工藝條件為70%的乙醇,料液比1∶12,閃式提取1min。該方法操作方便、成本低廉、效率較高、提取時間短等特點。與傳統(tǒng)提取方法相比,閃式提取提取時間僅為乙醇加熱回流提取法的1/150,且閃式提取法阿魏酸含量較高。
響應面分析法通過中心組合實驗研究幾種實驗因素間相互作用的一種回歸分析方法,和傳統(tǒng)方法相比具有實驗次數少,周期短和回歸方程精確度高等優(yōu)點,并能從圖形方面分析尋求最優(yōu)實驗考察因素[12-15]。該實驗利用響應面分析法設計閃式提取法所得阿魏酸提取最佳工藝 ,具有重復性好、操作方便、提取效率高等優(yōu)點。
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