摘要:黃精為百合科多年生草本植物,含有豐富的多糖、黃精皂苷、黃精黃酮等有效成分,具有抗衰老、抗疲勞等多種藥理活性。優(yōu)化綠色提取黃精有效成分的工藝,以實現(xiàn)對黃精有效成分的高效提取。首先,通過實驗分析,確定了采用綠色提取技術(shù)對黃精進行提取的必要性和可行性。隨后,運用單因素實驗和響應(yīng)面方法,對影響因素進行了系統(tǒng)優(yōu)化,以獲得提取黃精有效成分的優(yōu)化工藝條件。結(jié)果表明,綠色提取黃精有效成分的優(yōu)化工藝具有更高的提取效率和更好的成分穩(wěn)定性,且提取過程中無污染物殘留,具有較好的環(huán)保性和可持續(xù)性。
關(guān)鍵詞:綠色提?。稽S精成分;提取工藝優(yōu)化;單因素試驗;響應(yīng)面法
黃精作為一種重要的中草藥材,含有豐富的有效成分,具有廣泛的藥用價值,包括增強免疫力、抗腫瘤、抗氧化等功效[1]。然而,傳統(tǒng)的提取工藝存在著諸多問題,例如使用有機溶劑萃取可能導(dǎo)致環(huán)境污染,帶來殘留物質(zhì)的安全隱患,因此迫切需要一種綠色、高效的提取技術(shù)來實現(xiàn)對黃精有效成分的提取和利用[2]。同時,當前綠色提取技術(shù)的發(fā)展使得萃取劑的選擇、提取條件的優(yōu)化等方面有了更多的可能性,新技術(shù)的引入為提高黃精有效成分提取的效率和質(zhì)量提供了新的途徑[3]。因此,本研究旨在通過對綠色提取技術(shù)應(yīng)用于黃精有效成分提取的工藝優(yōu)化研究,探索一種環(huán)保、高效的黃精提取工藝,促進其在藥物、保健品和食品等領(lǐng)域的應(yīng)用。
1黃精成分價值與提取工藝分析
1.1黃精的藥用價值及其有效成分
黃精又名淡水龍,是一種常見的中草藥材,自古以來就被廣泛應(yīng)用于中醫(yī)藥領(lǐng)域。黃精具有補肝益腎、滋陰清熱、強筋壯骨等藥用價值,在中藥方劑中被廣泛應(yīng)用。黃精中所含有的有效成分主要包括皂苷、黃精酸、黃精內(nèi)酯、黃精酚等。這些成分具有抗氧化、抗炎、調(diào)節(jié)免疫功能等藥理作用,對于一些慢性病、肝腎功能衰竭、風濕痹痛等疾病具有一定的治療效果。通過文獻對黃精藥用價值及其有效成分的綜述可以發(fā)現(xiàn),黃精作為一種重要的中草藥材,其有效成分具有豐富的藥用價值,在中醫(yī)藥領(lǐng)域有著重要意義[4]。
1.2黃精成分提取工藝分析
隨著綠色提取技術(shù)的逐漸崛起,人們越來越關(guān)注傳統(tǒng)提取技術(shù)的局限性和環(huán)境影響。傳統(tǒng)的提取技術(shù)往往采用有機溶劑作為提取劑,存在著溶劑殘留、污染環(huán)境和對操作人員健康造成危害的問題。因此,綠色提取技術(shù)成為主要發(fā)展趨勢之一。綠色提取技術(shù)主要包括超臨界流體萃取、固相微萃取、微波輔助萃取、超聲波萃取等多種技術(shù)形式[5]。這些技術(shù)以其對環(huán)境友好、提取效率高、操作簡便等優(yōu)點,逐漸成了黃精有效成分提取的研究熱點。
2黃精提取工藝
黃精這種天然植物能否成功提取取決于是否選擇合適的溶劑。在這方面,應(yīng)根據(jù)目標產(chǎn)品和候選溶劑的性質(zhì)對溶劑進行預(yù)評價或者比較。一旦找到最佳溶劑,必須注意進一步研究萃取參數(shù),如萃取時間、萃取溫度、液固比,以達到最佳萃取條件。在本節(jié)中,基于響應(yīng)面的實驗方法比較不同溶劑提取潛力和提取參數(shù)優(yōu)化[6]。
2.1實驗儀器與試劑
將黃精成分按特定的比例稱重,使其總質(zhì)量為50 g,并將其放入一個100 mL的圓底燒瓶中,放置在一個80 ℃的水浴中。加熱和磁力攪拌2 h,一旦觀察到透明和均勻的流體,就可以關(guān)閉熱量。將0.2 g地面黃精和每種溶劑以30的液固比放入琥珀色小瓶中。為了達到區(qū)分目的,還探索了傳統(tǒng)的溶劑乙醇。然后將小瓶密封,放入磁性攪拌水浴中,在80 ℃下萃取5 h。樣品在8 000 r/min下離心20 min,收集上清液,在-20 ℃黑暗保存,進行進一步的HPLC鑒定。添加一定量的水會大大降低成分的黏度從而增強植物基質(zhì)向溶液的傳質(zhì)能力,最終提高了萃取性能。所有的測量都重復(fù)進行了3次,并給出了所得結(jié)果的平均值。采用公式(1)計算:E=ρ×D×Vm0×100%(1)式中,E為萃取率;ρ為黃精成分質(zhì)量濃度(mg/mL);D為稀釋因子;V為澄清的上清液的總體積(mL);m0為用于提取的黃精粉的質(zhì)量。
2.2HPLC表征
澄清后的樣品在1 mL的離心管中用流動相稀釋,并充分混合。在用HPLC對黃精成分進行定量分析之前,每個稀釋后的樣品都用0.22 μm尼龍66注射過濾器(13 mm)進行過濾。本研究采用了LC20AT液相色譜儀系統(tǒng),配備了SPD20A UV/Vis檢測器和C18實驗柱。提取的總酚類化合物的收率為28.6%,HPLC的特征情況見表1。表1HPLC的特征情況
名稱說明目的實驗柱C18柱(150 mm×4.60 mm)分離純化流動相超純水和甲醇樣品運輸流量1 mL/min穩(wěn)定柱清洗數(shù)據(jù)處理軟件LabSolutions 5.98數(shù)據(jù)處理注入體積20 μL頂峰大小檢測波長330 nm被分析物檢測/鑒定柱溫40 ℃穩(wěn)定性能分析
首先將黃精成分標準品(0.01 g)溶解于10 mL容量瓶中,用甲醇稀釋制成1 mg/mL,作為母液標準品。使用10 mL移液管將8 mL母液吸到另一個10 mL容量瓶中,然后使用甲醇校準溶液至800 μg/mL,此后,甲醇連續(xù)稀釋至黃精最終質(zhì)量濃度為400 μg/mL、200 μg/mL、100 μg/mL、50 μg/mL、43 μg/mL和25 μg/mL。然后,用6種黃精成分標準溶液進行HPLC分析,獲得黃精標準曲線。樣品在表征之前,保持低溫并避光。
3黃精成分提取工藝流程優(yōu)化
3.1單因素試驗
以黃精藥材為原料,在料液比為1∶20(g/mL)、超聲功率320 W、超聲時間30 min的條件下進行提取,測定各樣品中多糖、黃酮和皂苷的含量。多糖和皂苷的含量隨料液比增大而升高,且當料液比為1∶20時,提取效果最佳;黃酮含量隨料液比增大而降低,且當料液比為1∶20時,提取效果最佳;皂苷含量隨料液比的增大先降低后升高,且當料液比為1∶20時,提取效果最佳。在該條件下黃精中3種有效成分的含量均較高。其中多糖的優(yōu)化提取條件為料液比1∶20(g/mL)、超聲時間30 min;皂苷的優(yōu)化提取條件為料液比1∶20(g/mL)、時間30 min。
3.2響應(yīng)面法實驗
采用響應(yīng)面法(RSM)進一步優(yōu)化自變量,包括提取時間、提取溫度、液固比和水質(zhì)量分數(shù)。利用設(shè)計專家軟件對BBDBox-Behnken的數(shù)據(jù)進行多次回歸,獲得最佳擬合多項式模型,采用方差分析檢驗自變量之間的顯著性差異,p值lt;0.050為顯著性。以上所有實驗均重復(fù)進行。
4實驗結(jié)果分析
為了找到合適的檢測波長,采用紫外可見分光光度計檢測黃精成分標準溶液在200~400 nm范圍內(nèi)的吸光度。標準品的峰在330 nm處最為明顯,整體峰的形狀與黃精成分標準品相似,因此可以選擇330 nm進行樣品中黃精成分的定性檢測。
5結(jié)論
黃精中含有多糖、黃酮和皂苷3種有效成分,具有抗疲勞、抗衰老、抗腫瘤等多種功效,提取工藝是一種綠色提取方法,具有操作簡單、效率高、能耗低等優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用于中藥材的提取。在前期研究基礎(chǔ)上,對提取黃精中3種有效成分的工藝進行了優(yōu)化,該方法具有操作簡單、效率高、能耗低等優(yōu)點。然而,提取黃精中3種有效成分還存在一些問題,如黃精中3種有效成分之間的相互作用及協(xié)同效應(yīng);不同產(chǎn)地、不同工藝下黃精中3種有效成分的含量差異等問題。因此,應(yīng)進一步對黃精中3種有效成分之間的相互作用及協(xié)同效應(yīng)進行深入研究,為黃精的合理開發(fā)利用提供科學依據(jù)。
參考文獻:
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