楊雪鷗 楊露茜 袁濤 余正文 張林
摘要:提取細葉鼠曲草(Gnaphalium japonicum Thunb)總黃酮,比較傳統(tǒng)水溶性提取與超聲提取總黃酮的工藝差異,并通過單因素和正交試驗優(yōu)化細葉鼠曲草總黃酮提取工藝。結(jié)果表明,超聲醇提效果較好,條件為超聲時間30 min、乙醇體積分數(shù)80%、提取溫度60 ℃、料液比1∶30(g/mL),提取總黃酮含量為2 mg/g。
關鍵詞:細葉鼠曲草(Gnaphalium japonicum Thunb);總黃酮;超聲提?。徽辉囼?/p>
中圖分類號:TQ461 文獻標識碼:A 文章編號:0439-8114(2017)04-0712-04
細葉鼠曲草(Gnaphalium japonicum Thunb)為菊科鼠曲草屬植物,鼠曲草屬植物全世界共有200多種,分布廣泛,資源蘊藏量大。中國鼠曲草屬植物有20余種[1],在民間有相當長的使用史,俗稱“面蒿”、“清明菜”,是具有濃郁民族資源特色的食品[2];同時也是豐富的藥用資源,廣泛用于痛風、炎癥、癰瘡腫毒、腸炎痢疾、活血止血等病癥[3-6],細葉鼠曲草就是其中的一種。細葉鼠曲草主要分布在中國長江以南的地區(qū),貴州省江口、貴陽、平塘、荔波、雷山均有分布,生長在海拔780~1 200 m的山坡陽處草地,全草入藥,性甘平,清熱利濕,解毒清腫,主治結(jié)膜炎、咽喉腫痛、尿道炎[7];畬族同胞常用于治療肝炎疾病,療效顯著[8]。前人的研究表明,鼠曲草屬植物的主要化學成分為黃酮和二萜類[9-11]。尚未見細葉鼠曲草提取純化相關化學成分方面的研究報道。本研究首次通過篩選細葉鼠曲草總黃酮提取工藝,獲得提取優(yōu)化工藝條件,為今后進一步分離純化細葉鼠曲草總黃酮獲得有效成分提供參考,也為該資源的深入開發(fā)利用創(chuàng)造條件。
1 材料與方法
1.1 試驗儀器與材料
721型紫外分光光度計(天津冠澤科技有限公司);HB-10250型數(shù)控超聲儀(江蘇漢邦科技有限公司);BS210S型電子天平(北京賽多利斯天平股份公司);EYELA N-1100型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(倍捷科技有限公司)。
細葉鼠曲草采集于貴州省江口縣,經(jīng)貴州省農(nóng)業(yè)植物鑒定專家孟祥順鑒定為菊科植物細葉鼠曲草;蘆丁由中國藥品生物制品檢定所提供;其他試劑均為分析純。
1.2 試驗方法
1)細葉鼠曲草的提前處理。取細葉鼠曲草樣品于60 ℃烘箱中干燥3 h,粉碎后移入干燥器中保存待用。
2)細葉鼠曲草總黃酮提取方法考察。細葉鼠曲草粉末→60%乙醇浸泡0.5 h→回流3次,合并濾液,回收乙醇→定容→供試液A。細葉鼠曲草粉末→60%乙醇浸泡0.5 h→超聲3次,合并濾液,回收乙醇→定容→供試液B。細葉鼠曲草粉末→蒸餾水浸泡0.5 h→回流3次,合并濾液→定容→供試液C。細葉鼠曲草粉末→蒸餾水浸泡0.5 h→超聲3次,合并濾液→定容→供試液D。
3)測定波長的選擇。精密量取供試品溶液和對照品溶液適量,按標準品的方法進行顯色,在波長為200~800 nm處對供試樣品溶液和對照品溶液掃描。供試品和對照品均在510 nm處有最大吸收峰,故確定510 nm為測定波長。
4)標準曲線的繪制。精密移取蘆丁1 mg/mL對照品溶液0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 mL置于5個10 mL的量瓶中,加入5%亞硝酸鈉溶液1 mL,搖勻并放置6 min,加入10%硝酸鋁溶液1 mL,搖勻并放置6 min,加入4%氫氧化鈉溶液4 mL,加入60%乙醇至刻度,搖勻并放置15 min,以60%乙醇溶劑為空白對照,于510 nm處測定吸光度。以蘆丁含量為橫坐標,吸光度為縱坐標作圖,計算線性回歸方程為y=0.147x+0.086,R2=0.992(n=5),結(jié)果顯示蘆丁濃度在20~60 μg/mL時具有良好線性關系。
5)細葉鼠曲草總黃酮含量的檢測。取供試液用60%乙醇定容至100 mL,取1 mL按標準品方法顯色,測定吸光度,并根據(jù)標準曲線計算樣品中總黃酮含量,即總黃酮含量=提取物總黃酮質(zhì)量/細葉鼠曲草質(zhì)量。
6)單因素試驗。選擇適宜的溶劑和提取方法,對影響細葉鼠曲草總黃酮提取的可能因素,包括超聲時間、乙醇體積分數(shù)、提取溫度和料液比4個因素進行考察。在此過程中,以所得提取液的總黃酮含量作為考察指標,考察單因素對細葉鼠曲草總黃酮提取工藝的影響。
7)正交試驗。為全面考察影響因素,優(yōu)化黔細葉鼠曲草中總黃酮的工藝提取條件,在單因素試驗的基礎上,選定超聲時間(A)、乙醇體積分數(shù)(B)、提取溫度(C)、料液比(D)為考察因子,每個因素各取3個水平,按L9(34)正交表進行正交試驗(表1),以細葉鼠曲草總黃酮含量為考察指標,確定最佳工藝條件。
8)驗證試驗。為進一步驗證最佳工藝的可靠性,以優(yōu)化工藝進行細葉鼠曲草總黃酮提取試驗,重復3次,測定獲取細葉鼠曲草總黃酮的含量。
2 結(jié)果與分析
2.1 提取工藝優(yōu)選
分別稱取藥材2 g,加50倍量60%乙醇,浸泡0.5 h,進行回流提取和超聲提取各3次,合并回收乙醇至無醇味,用60%乙醇定容于100 mL量瓶中,得供試液A和B。分別稱取藥材2 g,加50倍量蒸餾水,浸泡0.5 h,進行回流提取和超聲提取各3次,合并回收乙醇至無醇味,用60%乙醇定容于100 mL量瓶中,得供試液C和D。結(jié)果顯示乙醇超聲提取優(yōu)于其他方法,故選擇乙醇超聲提取作為總黃酮提取的方法(表2)。
2.2 單因素水平的確定
2.2.1 乙醇體積分數(shù) 分別準確稱取2 g干燥的黔細葉鼠曲草粉末5份,分別加入50%、60%、70%、80%、100%的乙醇溶液各60 mL,在溫度70 ℃、100 W超聲波功率的條件下超聲30 min,抽濾,定溶到100 mL,每次取1 mL,按標準品的方法進行顯色測其吸光度(圖1)。由圖1可知,乙醇體積分數(shù)增加有利于提取含量的增高,但不是越高越好。隨著乙醇體積分數(shù)的提高,細葉鼠曲草總黃酮含量得以提高。當乙醇體積分數(shù)達到60%時,提取總黃酮含量達最大值,繼續(xù)增加乙醇體積分數(shù),提取總黃酮含量增加不顯著。當乙醇體積分數(shù)大于80%時提取總黃酮含量迅速降低,其原因可能是乙醇體積分數(shù)大于80%時,提取液雜質(zhì)增加,溶液顏色變深,干擾紫外檢測因素增加。因此,篩選乙醇體積分數(shù)60%~80%的范圍作為進一步優(yōu)化范圍。
2.2.2 料液比 分別準確稱取2 g干燥的黔細葉鼠曲草粉5份,按1∶20、1∶30、1∶40、1∶50、1∶60(g/mL,下同)的料液比加入乙醇溶液,在70 ℃、100 W超聲功率的條件下超聲30 min,抽濾,定容到100 mL,每次取1 mL,按標準品方法顯色,測定吸光度(圖2)。由圖2可知,適當增加溶劑有利于細葉鼠曲草總黃酮的溶出,當料液比達到1∶30時,提取細葉鼠曲草總黃酮效果最好;然而繼續(xù)增加溶劑用量,提取總黃酮含量有所下降,究其原因可能與雜質(zhì)含量隨溶劑量增加而增大有關,并且溶劑量的增大勢必增大工藝提取成本,造成浪費。因此綜合考慮各方面因素,選擇料液比1∶20~1∶40作為進一步優(yōu)化的范圍。
2.2.3 超聲時間 準確稱取2 g干燥的鼠曲草粉5份,分別加入60 mL 60%乙醇,在70 ℃、100 W超聲波功率的條件下分別提取20、30、40、50、60 min,抽濾,定容,按標準品顯色方法測定吸光度(圖3)。由圖3可知,超聲時間控制在30 min左右,所提細葉鼠曲草總黃酮含量達到最大,當超聲時間超過30 min,提取總黃酮含量有所下降。因此篩選超聲時間20~40 min作為進一步優(yōu)化的范圍。
2.2.4 提取溫度 分別準確稱取2 g干燥的鼠曲草粉5份,分別加入60 mL 60%乙醇,在70 ℃、100 W的超聲條件下分別于30、40、50、60、70 ℃超聲30 min,抽濾,定容到100 mL,每次取1 mL,按標準品顯色方法測定吸光度(圖4)。由圖4可知,適當提高提取細葉鼠曲草的溫度,有利于總黃酮的溶出。溫度的增加,有利于溶劑分子的熱運動,增加滲透擴散溶出的速度,提高了總黃酮的濃度,且溫度控制在70 ℃時提取效果最好,當溫度進一步提升,將增加細葉鼠曲草其他雜質(zhì)的溶出,降低總黃酮含量。因此,選擇提取溫度60~80 ℃作為進一步優(yōu)化的范圍。
2.3 正交試驗設計及分析
為綜合考察細葉鼠曲草總黃酮提取工藝影響因素的交叉效果,根據(jù)上述單因素試驗結(jié)果及參考相關資料,確定以超聲時間(A)、乙醇體積分數(shù)(B)、提取溫度(C)和料液比(D)4個考察因素考察藥材總黃酮含量,采用L9(34)正交表進行設計。由表3、表4可知,各因素對細葉鼠曲草總黃酮提取影響的順序為C>A>B>D,即提取溫度>超聲時間>乙醇體積分數(shù)>料液比。并且提取溫度對提取細葉鼠曲草總黃酮有顯著影響,其他3個因素對結(jié)果的影響不顯著。因此,通過比較試驗結(jié)果,篩選出的最優(yōu)試驗條件為超聲時間30 min、乙醇體積分數(shù)80%、提取溫度60 ℃、料液比1∶30。
2.4 驗證試驗
精密稱取細葉鼠曲草2 g,共3份,按最佳工藝提取,藥液過濾,濃縮,定容于100 mL量瓶中。精密量取提取液1 mL定容于10 mL量瓶中,按照標準品顯色方法測定吸光度,按照結(jié)果顯示最佳工藝提取3組藥液,所得細葉鼠曲草總黃酮吸光度為0.542、0.481、0.530,平均含量2 mg/g,試驗結(jié)果高于正交試驗其他組合,所得試驗結(jié)果穩(wěn)定可行。
3 小結(jié)與討論
細葉鼠曲草作為一種貴州省民間藥食兩用的植物流傳甚廣,主要成分為黃酮和二萜類,然而目前深入研究開發(fā)的報道不多,僅局限于生藥學、理化性質(zhì)鑒定等方面[7]。本試驗開創(chuàng)性地對細葉鼠曲草總黃酮提取工藝進行了研究,取得了一定的成果。通過正交試驗,得到細葉鼠曲草在提取時間30 min、乙醇體積分數(shù)80%、提取溫度60 ℃、料液比1∶30時提取效果最好,所得總黃酮含量為2 mg/g。另外,繼續(xù)篩選其他方法提取細葉鼠曲草總黃酮,不失為提高提取條件的優(yōu)良策略。比如微波提取法、堿性(酸性)稀醇提取法、酶法提取、熱壓流體萃取、超臨界流體萃取等。
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