□黃 敏
實驗室內(nèi)采用常規(guī)提取的方法從植物藥材的提取工藝都基本一致,不外乎就是提取溶媒的篩選與提取材料的液料比等;浸提次數(shù)一般為2~3次;主要是浸提溫度(有常溫、有回流、也有50~80℃)和浸提時間(一般在1h、1.5h、2h)的差異;再者有機溶劑的濃度對其也有一定的影響。最后,采用正交篩選實驗來分析各影響因素的程度,綜合確定一個比較適合環(huán)境,用綜合效益來論證其提取方法的合理和經(jīng)濟性。
本實驗的原材料采用貴州省某地生成的杜仲葉。試劑選用天津市大茂化學(xué)試劑廠生產(chǎn)的甲醇,重慶川東化工有限公司生成的無水乙醇,寶雞市貝斯特植物原料廠生成的綠原酸標(biāo)準(zhǔn)品。
本實驗采用的主要儀器有微量移液器、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、臺式離心機、電熱鼓風(fēng)干燥箱、組織搗碎勻漿機、循環(huán)水真空泵、超聲波清洗機、型集熱式恒溫加熱磁力攪拌器、紫外可見分光光度計等。
(一)提取單因素實驗。將5g干燥的杜仲葉粉末(20目),放入250ml平底燒瓶中,用不同的實驗方法來進行實驗。針對不同的提取條件逐一確定單因素對提取條件的影響范圍,并確定出最佳值。每次采用離心過濾機對提取液進行過濾,用循環(huán)水真空泵蒸發(fā)去除溶劑后,用0.2mol/L濃度的鹽酸定容至100ml,測定其綠原酸的含量,并折算100g杜仲葉中的提取率。
(二)濃度對提取率的影響。將5g干燥(50℃)的杜仲葉粉(20目),放入250ml平底燒瓶中,在提取溫度40℃,料液比1∶12,提取時間2h時,提取一次,乙醇濃度都分別為20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、100%。通過對數(shù)據(jù)的分析,濃度小于60%時,綠原酸的提取率隨著濃度的升高而升高;濃度為60%時,綠原酸提取率到達最大值;濃度大于60%時,綠原酸的提取率反而隨乙醇的濃度的升高而下降。
(三)料液比對提取率的影響。將5g干燥(50℃)的杜仲葉粉(20目),放入250ml平底燒瓶中。浸提條件:溫度40℃,料液比分別為1∶8、1∶10、1∶12、1∶14、1∶16,提取時間為2h,提取次數(shù)為一次,提取液濃度采用40%的乙醇。通過實驗,綠原酸隨著提取液的增加,提取率也隨之增加,單從結(jié)果上看,提取液的用量對其也有一定的影響。當(dāng)乙醇與杜仲葉的比例為1∶12時,提取率到達最大值。若料液比再過大則會給后續(xù)濃縮工序造成困難,且成本增大。
(四)溫度對提取效果的影響。將5g干燥(50℃)的杜仲葉粉(20目),放入250ml平底燒瓶中,在固定料液比1∶12,溶劑濃度為40%時,提取溫度分別為:30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃。通過不同溫度對綠原酸提取率的影響分析,綠原酸的提取率會隨溫度的逐漸升高而增大;當(dāng)溫度為60℃時,其提取率達到最高值,而后又隨溫度的升高呈下降趨勢。因此,確定乙醇的提取溫度最佳溫度在60℃。
(五)提取時間對提取效果的影響。將5g干燥(50℃)的杜仲葉粉(20目),放入250ml平底燒瓶中,在固定料液比1∶12,提取溫度40℃,溶劑濃度為40%時,提取時間分別為:2h、3h、4h。乙醇浸提時在時間為2h時有最大值,而甲醇作為浸提劑時,時間對提取率的影響不顯著,因此,考慮到實際因素,確定提取時間2h為最佳。
在單因素實驗結(jié)果的基礎(chǔ)上,采用正交實驗來優(yōu)化其提取的工藝條件。通過分析,本次正交實驗設(shè)計選用浸提溫度(A)分別是:A1為50℃、A2為60℃、A3為70℃;乙醇濃度(B)分別是:B1為50%、B2為60%、B3為70%;浸提時間(C)分別是:C1為1.5h、C2為2.0h、C3為2.5h;料液比(D)分別是:D1為1∶10、D2為11∶12、D3為11∶14作為考察對象,每個因素再確定3個水平來安排實驗,優(yōu)化工藝條件。
通過正交實驗對其提取率進行分析,從實驗結(jié)果中得到對提取率的影響程度的關(guān)系依次為:溫度>乙醇濃度>料液比>時間。溫度和乙醇濃度這兩個因素對綠原酸提取率影響較大,其次是料液比的影響,而時間是影響最小。對于溫度因素的K1、K2和K3,得K2>K3>K1,表明第2個水平(A1、B2、C2、D2)較好;比較乙醇濃度的K1、K2和K3,得K2>K3>K1,表明第2個水平較好;對于B因素的K1、K2和K3分析,得K3>K2>K1,表明第3個水平(A1、B3、C3、D3)較好;對于C因素的K1、K2和K3分析,得K2>K3>K1,表明第2個水平(A1、B2、C2、D2)較好。
綜上所述,確定出四個影響綠原酸提取率因素的考察指標(biāo)中,最優(yōu)方案為:即浸提溫度為60℃,乙醇濃度為60%,浸提時間為2.5h,料液比1∶12。最后,在最佳提取條件下浸提,取100g干燥粉碎的杜仲葉,通過3次重復(fù)實驗得到綠原酸提取率為2.434%。
在各單因素實驗和正交實驗過程中,乙醇作為溶劑提取綠原酸時,其提取液的顏色會隨著浸提溫度和乙醇濃度的升高而逐漸加深,而浸提溫度和溶劑濃度又是提取工藝的主要的影響因素,對整個工藝流程起到至關(guān)重要的作用。綜合所有的實驗結(jié)果分析,杜仲葉中綠原酸的最佳提取工藝條件:乙醇濃度為60%,浸提溫度為60℃,物料比1∶12,時間為2.5h,綠原酸的提取率可達到2.434%。