胡 倩,季芳琴,屈曉璐,奚逢源
(臺州技師學(xué)院,浙江 臺州 318000)
燈盞花(Erigeron breviscapus)又名燈盞細辛,為菊科飛蓬屬植物短葶飛蓬(Erigeron breviscapus(Vant.)Hand.-mazz.)的全草,其性寒,味微苦、甘溫辛,具有活血通絡(luò)、止痛、祛風散寒、中風偏癱、胸痹心痛、風濕痹痛、頭痛、牙痛等功效[1]。超臨界CO2流體萃取法(supercritical carbon dioxide fluid extraction,SEF-CO2)作為一種新型、高效、清潔的分離手段[2],具有萃取能力強、產(chǎn)率高、無殘留、無污染等優(yōu)點,已被應(yīng)用于各種科學(xué)和工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域[3-4]。燈盞花素是從燈盞花中提取的黃酮類有效成分,主要為燈盞甲素和燈盞乙素,其提取分離工藝曾有文獻報道[5-6]。本試驗利用超臨界CO2流體技術(shù)對燈盞花中的燈盞花素進行提取,采用最常用的正交試驗設(shè)計方法[7],優(yōu)化提取工藝,以期為今后開發(fā)利用提供一定理論基礎(chǔ)。
FW100型粉碎機; HA121-50-01型超臨界CO2流體萃取裝置;P680型高效液相色譜儀。
主要試劑均為分析純;水為自制去離子水;含量檢測中使用的甲醇、乙醇為色譜純。
所用藥材燈盞花全草由云南省紅河千山生物工程有限公司提供。
1.2.1 提取工藝
取一定量燈盞花,粉碎后裝入萃取釜,對萃取釜、解析釜和儲罐分別進行加熱或冷卻。當達到所選定的溫度時,開啟CO2氣瓶對系統(tǒng)進行加壓,當達到所選定的壓力時,關(guān)閉氣瓶,循環(huán)萃取,并保持恒溫恒壓。同時用夾帶劑泵打入夾帶劑,當?shù)剿x定的時間后,從解析釜出口處收集萃取液。
1.2.2 燈盞乙素的含量測定[6]
高效液相色譜法測定燈盞乙素的含量。色譜條件為:色譜柱以十八烷基硅烷鍵合硅膠為填充劑;檢測波長為285 nm;流動相為甲醇:1%磷酸水溶液-40∶60;流速為0.8 mL/min。標準曲線的繪制:參照藥典方法,精密稱取標準品25 mg,甲醇定容至25 mL,混勻。分別精密量取0.5,1,2,3,4,5 mL標準品溶液,以甲醇定容至10 mL,混勻。得到的標準品的溶液,依次測定含量,繪制標準曲線。
1.2.3 提取率的計算
精密量取萃取液1 mL移入相應(yīng)容量瓶,以色譜純乙醇稀釋至10 mL。按1.2.2所示方法測定燈盞乙素含量,并根據(jù)回歸線方程計算提取率。其計算方法如下所示:
式中:P表示燈盞乙素提取率,%;C表示樣品中燈盞乙素含量,(mg/mL);n表示萃取液的稀釋倍數(shù);W表示燈盞花原料投料量,g。
為了篩選較好的超臨界CO2萃取條件,選擇了如表1所示的實驗因素和水平進行正交試驗,經(jīng)粉粹處理的藥材加入量各為10 g,萃取時間設(shè)定為2.5 h。萃取完成后,收集萃取液,精密量取1 mL,以色譜純甲醇稀釋至10 mL,按1.2.2所示方法測定萃取液燈盞乙素含量,并計算提取率。正交試驗結(jié)果見表2。
表1 超臨界CO2萃取因素水平表
表2 L9(34)超臨界CO2萃取正交試驗結(jié)果分析表
表2所示為正交試驗優(yōu)選超臨界CO2流體萃取法提取燈盞花素的正交試驗結(jié)果及極差分析。由極差分析R值可知各因素對燈盞乙素提取率的影響次序為:C>B>D>A,提取率較好的方案:A3B2C1D3,即萃取溫度60 ℃,萃取壓力20 MPa,夾帶劑加入量30 mL,CO2流量21 L/h。按上面較佳的工藝條件重復(fù)3次實驗進行驗證,結(jié)果三次提取率平均值4.4%,RSD=3.2%。
固定因素水平優(yōu)選的最佳提取條件,萃取5組藥材,藥材稱樣量仍為10 g,萃取時間分別設(shè)定為1,2,3,4,5 h,分別收集萃取液,按1.2.2所示方法測定萃取液燈盞乙素含量,并計算提取率,結(jié)果見表3。
表3 萃取時間對提取率的影響
分析表3所示不同萃取時間下提取率的數(shù)據(jù),得出結(jié)果:隨提取時間增長,出膏率遞增,提取率亦遞增;浸膏中燈盞乙素含量變化對計算提取率有意義,但自身不具比較意義。雖然提取4 h、5 h提取率仍有一定提高,但2 h提取率僅增加0.06%,故從成本考慮,選擇3 h較為合適。
本試驗采用超臨界CO2流體提取燈盞花中的燈盞花素,通過研究不同萃取溫度、萃取壓力、夾帶劑加入量、CO2流量對燈盞花素提取率的影響,確定了各因素的最優(yōu)水平,并采用正交試驗優(yōu)化提取工藝。然后,固定因素水平優(yōu)選的最佳提取條件,選擇最佳萃取時間。最終確定最優(yōu)工藝條件為:萃取溫度60 ℃,萃取壓力20 MPa,夾帶劑加入量30 mL,CO2流量21 L/h,萃取時間3 h,在此條件下燈盞花素提取率可達到4.36%。
致謝:最后感謝王玲師姐提供的各方面幫助,包括研究的思路和方法、數(shù)據(jù)、圖表等資料。