牛麗紅, 劉軍凱, 劉 偉
(1.北京化工大學北方學院,河北三河065201;2.北京化工大學化工學院,北京100029)
中藥紅花中所含紅花黃色素為查耳酮類化合物,屬于水 溶性的物質(zhì)。本文在單因素實驗的基礎上,運用正交實驗法優(yōu)化水提取工藝條件,確定較適合的提取方案,并對提取液進行分離提純,以期獲得較純的紅花黃色素。
721分光光度計(上海第三分析儀器廠),R-201旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(上海申勝生物技術(shù)有限公司),W20113恒溫水浴鍋(上海申勝生物技術(shù)有限公司),紅花(購于成都理工大學校醫(yī)院),羥基紅花黃色素A(中國藥品生物制品檢定所),大孔樹脂(購于藍光辰業(yè)生物制藥有限公司)。
1.2.1 提取方法 稱取碾磨粉碎過的定量紅花100 g,放入錐形瓶中,加一定體積的水,置水浴鍋,恒溫提取,過濾定容至100 mL。以黃色素溶出量作為評價指標,先采用單因素進行考察(分別考慮水的加入量、煎煮時間、煎煮溫度的單因素條件),再通過正交實驗確定紅花黃色素(簡稱SY)的較宜提取工藝條件。
1.2.2 除雜方法 以紅花黃色素的純度為考察指標,先后采用醇沉法和大孔樹脂吸附法純化紅花提取液,即將水浸取液經(jīng)醇沉出的黃色沉淀,再用水溶解,除去不溶物,通過大孔樹脂除雜,乙醇為洗脫劑,反復處理得到純的黃色素粉末。
根據(jù)2005版《中國藥典》規(guī)定,采用分光光度法測定提取液中紅花黃色素的含量。
1.3.1 最佳波長的選擇 取一定量的紅花提取液,采用分光光度法,選擇波長360~490 nm進行測量,確定紅花黃色素的最大吸收波長為390 nm。
1.3.2 標準曲線的繪制 取紅花黃色素標準品3 mg,溶于10 mL 的量瓶中。分別取0.25,0.5,0.75,1 mL 于 10 mL 量瓶中稀釋,得到濃度為 0.0075,0.015,0.0225,0.03 mg/mL的紅花黃色素標準溶液,在390 mn處測其吸光度。得到標準曲線:C=0.1455A-0.0028,r=0.9991。
2.1.1 單一因素篩選 通過單因素實驗結(jié)果,如圖1,2,3可見,浸泡溫度超過60℃,浸提比較完全,浸提溶劑的用量應控制在15倍以上,浸提時間至少1h,浸提時間過長反而會使黃色素損失,這與紅花黃色素的熱不穩(wěn)定性有關(guān)。
圖1 溶液體積對紅花黃色素浸出的影響
2.1.2 正交實驗 根據(jù)單因素實驗得到的實驗結(jié)果,設計正交實驗 L49(即:水用量(倍)10,15,20,提取次數(shù) 1,2,3,浸泡時間0.5,1,2 h),進一步探討優(yōu)化紅花黃色素的水提工藝條件,并進行方差分析,結(jié)果可知,影響紅花黃色素提取量的條件大小順序為:提取次數(shù)>水用量>提取時間,以提取次數(shù)影響最大。由正交實驗表分析得出水浸泡提取較優(yōu)的工藝條件為:A2B3C2,即水提取3次,每次加15倍水,每次提取1 h。據(jù)此條件,驗證3次,結(jié)果表明,該提取工藝條件基本穩(wěn)定,所得提取液中紅花黃色素的含量為101.16 mg/g紅花。
圖2 浸泡溫度對紅花黃色素浸出的影響
圖3 浸泡時間對紅花黃色素浸出的影響
2.2.1 乙醇沉降除雜工藝研究 見表1。
表1 乙醇沉降濃度影響結(jié)果
從表1可知,紅花黃色素在醇沉除雜時純度都有不同提高,唯在采用90%乙醇沉時,其提取液純度最高(17.76%),與原料相比,其純度提高了7.91%,且收率也為所有工藝中較優(yōu)的。
2.2.2 大孔樹脂除雜工藝研究
2.2.2.1 大孔樹脂的選擇 通過靜態(tài)吸附,選擇吸附效果比較好的樹脂。(考察指標吸附速度、吸附容量)。
分別取1 g樹脂,加入20 mL紅花黃色素醇沉液(C=5.236 mg/mL),每隔一定時間測量一次吸光度,直至其飽和為止,實驗結(jié)果見圖4,5。
結(jié)果表明,D605樹脂與D160樹脂吸附容量與吸附速率均為一般,D101樹脂雖在吸附速率上略差于D140樹脂,但在吸附容量上明顯要優(yōu)于其他種類的樹脂。故選擇D101樹脂為宜。
2.2.2.2 動態(tài)吸附 取已處理過的D101樹脂5 mL,裝柱,加入紅花醇沉液,濃度為20.57 mg/mL??刂乒ぷ髁魉贋?BV/h。據(jù)圖5可知起先2 mL為濕樹脂中的水被洗脫下來,從2 mL開始紅花黃色素開始少量流出,直至4 mL左右以達到飽和,開始泄漏??捎嬎愕玫? g D101樹脂動態(tài)吸附紅花黃色素約為11.8 mg。
圖4 4種樹脂靜態(tài)吸附曲線
圖5 D101大孔樹脂動態(tài)吸附曲線
2.2.2.3 乙醇洗脫劑濃度的選擇 使用不同濃度的乙醇溶液淋洗樹脂,篩選較優(yōu)的乙醇濃度。
取已處理過的D101樹脂5 mL,裝柱,加入以上紅花醇沉液5 mL(mSY為55 mg)??刂屏魉贋?BV/h,水洗流速為3BV/h,醇洗脫流速為1BV/h。
1#柱采用60%乙醇淋洗;2#柱采用70%乙醇淋洗;3#柱采用80%乙醇淋洗;4#柱采用90%乙醇淋洗。
結(jié)果圖6提示,紅花提取液上柱后,其紅花黃色素的純度都有不同程度的提高,但使用70%的乙醇進行洗脫所得的SY純度最高,其純度達到49.41%。與醇沉液相比,純度提高了31.65%。故選擇70%的乙醇作為洗脫劑。
圖6 不同濃度醇沉效果
通過單因素的考察得到結(jié)果為浸泡溫度超過60℃,浸提比較完全,浸提水用量應控制在15倍以上,浸提時間至少1 h。
經(jīng)過正交實驗獲得水浸提取較優(yōu)的工藝條件為:水提取3次,每次加16倍水,每次提取1 h。按優(yōu)化工藝提取所得的提取液中紅花黃色素的含量為101.16 mg/g紅花。
除雜較優(yōu)工藝為先用90%乙醇沉淀,可得到紅花黃色素純度為17.76%,與原料相比,其純度提高了7.91%;再用D101樹脂過柱除雜,得到紅花黃色素純度為49.41%,與醇沉液相比,純度提高了31.65%。
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