超聲-微波協(xié)同提取烏藥葉總黃酮工藝研究

鄭海星， 許海丹， 林丹丹，姜 艷

(臺(tái)州學(xué)院醫(yī)藥化工學(xué)院，浙江臺(tái)州 318000)

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超聲-微波協(xié)同提取烏藥葉總黃酮工藝研究

鄭海星， 許海丹*， 林丹丹，姜 艷

(臺(tái)州學(xué)院醫(yī)藥化工學(xué)院，浙江臺(tái)州 318000)

[目的]優(yōu)化超聲-微波協(xié)同提取烏藥葉中總黃酮的工藝。[方法]探討乙醇體積分?jǐn)?shù)、料液比、提取溫度、提取時(shí)間對(duì)總黃酮提取率的影響。采用L9(34)正交設(shè)計(jì)，以黃酮提取率為指標(biāo)，對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。[結(jié)果]烏藥葉中總黃酮提取的最佳工藝條件為乙醇體積分?jǐn)?shù)70%、料液比1∶40、提取溫度45 ℃、提取時(shí)間7 min，總黃酮提取率達(dá)3.03%。[結(jié)論]該研究為烏藥葉資源的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用提供參考。

超聲-微波協(xié)同提??；烏藥葉；總黃酮；工藝；優(yōu)化

烏藥葉為樟科山胡椒屬藥用植物烏藥Linderaaggregata(Sims) Kosterm.的葉，具有溫中燥脾、消食殺蛔、治腹中寒痛等作用[1]。毒性試驗(yàn)研究表明，烏藥葉屬實(shí)際無(wú)毒級(jí)，未見(jiàn)遺傳毒性，長(zhǎng)期服用安全[2]，被衛(wèi)生部公告(2012年第19號(hào))列為新資源食品。烏藥葉中含有豐富的黃酮類物質(zhì)[1,3]，具有抗氧化、降脂的藥理作用[4-5]。

超聲-微波協(xié)同法是近年發(fā)展起來(lái)的一種新方法，具有簡(jiǎn)單、快速、高效的特點(diǎn)，已被廣泛用于天然產(chǎn)物有效成分的提取[6-7]。到目前為止，尚未見(jiàn)超聲-微波協(xié)同提取烏藥葉中總黃酮的文獻(xiàn)報(bào)道。該研究?jī)?yōu)化了超聲-微波協(xié)同提取烏藥葉中總黃酮的工藝，為烏藥葉資源的綜合利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料 烏藥葉采自浙江省臺(tái)州市天臺(tái)縣，經(jīng)臺(tái)州學(xué)院植物生理教研室陳珍博士鑒定為樟科山胡椒屬植物烏藥Linderaaggregata(Sims) Kosterm.的嫩葉；蘆丁對(duì)照品(批號(hào)100080-200707，中國(guó)藥品生物制品檢定所)；其他試劑均為分析純。

1.2 儀器 XO-SM100超聲波微波組合反應(yīng)系統(tǒng)(南京先歐生物科技有限公司)；UV-2450型紫外分光光度計(jì)(日本島津公司)；RE-52AA型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(上海亞榮生化儀器廠)；SH2-D(Ш)型循環(huán)水式真空泵(鞏義予華儀器有限責(zé)任公司)。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 烏藥葉中總黃酮的提取。將烏藥葉用清水洗凈，自然風(fēng)干，115 ℃殺青20 min，70 ℃下干燥7 h，粉碎過(guò)40目篩，經(jīng)石油醚脫脂后，取適量置于三頸燒瓶中，采用超聲-微波協(xié)同法提取，抽濾，棄去殘?jiān)?。濾液減壓濃縮并定容至50 ml，測(cè)定總黃酮含量。

1.3.2 單因素試驗(yàn)。

1.3.2.1 乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)烏藥葉中總黃酮提取率的影響。按料液比1∶30分別加入50%、60%、70%、80%、90%乙醇-水溶液提取烏藥葉中總黃酮，溫度55 ℃下提取7 min，確定乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)提取效果的影響。

1.3.2.2 料液比對(duì)烏藥葉中總黃酮提取率的影響。選用料液比為1∶20、1∶30、1∶40、1∶50、1∶60(g/ml)，乙醇體積分?jǐn)?shù)采用“1.3.2.1”的最佳值，55 ℃下提取7 min，確定料液比對(duì)提取效果的影響。

1.3.2.3 提取溫度對(duì)烏藥葉中總黃酮提取率的影響。設(shè)定提取溫度為35、40、45、50、55 ℃下提取烏藥葉7 min，乙醇體積分?jǐn)?shù)、料液比采用“1.3.2.1”、“1.3.2.2”的最佳值，確定提取溫度對(duì)提取效果的影響。

1.3.2.4 提取時(shí)間對(duì)烏藥葉中總黃酮提取率的影響。分別設(shè)定時(shí)間為5、6、7、8、9 min提取烏藥葉中總黃酮，其余操作條件采用上述試驗(yàn)的最佳值，確定提取時(shí)間對(duì)提取效果的影響。

1.3.2.5 提取次數(shù)對(duì)烏藥葉中總黃酮提取率的影響。對(duì)烏藥葉分別提取1、2、3、4、5次，其余操作條件采用上述試驗(yàn)的最佳值，確定提取次數(shù)對(duì)提取效果的影響。

1.3.3 正交試驗(yàn)。在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)4因素3水平L9(34)正交表(表1)進(jìn)行試驗(yàn)，優(yōu)化提取工藝。

表1 正交試驗(yàn)因素與水平

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)總黃酮提取率的影響。選用不同比例的乙醇-水體系進(jìn)行比較，結(jié)果表明(圖1)，乙醇體積分?jǐn)?shù)為50%時(shí)，黃酮提取率較小，隨著乙醇濃度的增加，黃酮的提取率增大，當(dāng)乙醇體積分?jǐn)?shù)達(dá)70%時(shí)，黃酮的提取率達(dá)最大，繼續(xù)增加乙醇濃度，提取率則逐漸下降。故選用70%乙醇為提取溶劑。

2.1.2 料液比對(duì)總黃酮提取率的影響。從圖1可看出，隨著料液比的增加，黃酮類化合物的提取率先增加后減少，在1∶40時(shí)達(dá)最大值。過(guò)多的溶劑使得雜質(zhì)含量變大，且回收溶劑時(shí)蒸餾時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，給后序的濃縮帶來(lái)困難，能耗過(guò)高。因此，宜選1∶40為最佳料液比。

2.1.3 提取溫度對(duì)總黃酮提取率的影響。由圖1可見(jiàn)，隨著溫度的升高，黃酮提取率顯著增加，在45 ℃時(shí)達(dá)最大，但當(dāng)溫度進(jìn)一步增加時(shí)，黃酮類化合物的提取率卻緩慢下降。這可能是因?yàn)闇囟冗^(guò)高會(huì)導(dǎo)致活性成分降解或異構(gòu)化，使提取物有效成分含量降低。因此，45 ℃為最佳的提取溫度。

2.1.4 提取時(shí)間對(duì)總黃酮提取率的影響。黃酮類化合物的提取率隨著提取時(shí)間的增加逐漸增加，當(dāng)在7 min時(shí)達(dá)最大值，之后隨著提取時(shí)間的不斷增加而逐漸下降(圖1)?？梢?jiàn)，隨著提取時(shí)間的增長(zhǎng)，微波和超聲波產(chǎn)生大量的熱對(duì)黃酮的結(jié)構(gòu)有一定的破壞作用。因此，宜選7 min為最佳提取時(shí)間。

2.1.5 提取次數(shù)對(duì)總黃酮提取率的影響。從圖1可看出，隨著提取次數(shù)的增加，黃酮類化合物的提取率也不斷升高。但提取2次之后，提取率增加比較緩慢，說(shuō)明提取2次黃酮已基本溶出?？紤]到提取周期、經(jīng)濟(jì)等因素，提取2次為最佳的提取次數(shù)。

2.2 正交試驗(yàn) 由表2可知，各因素對(duì)烏藥葉中總黃酮提取率的影響程度主次順序?yàn)橐掖俭w積分?jǐn)?shù)>料液比>提取時(shí)間>提取溫度。最佳提取方案為A2B2C2D2，即在料液比1∶40、70%乙醇、提取溫度45 ℃條件下提取7 min。

表2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果

2.3 驗(yàn)證試驗(yàn) 在優(yōu)選的工藝條件下提取烏藥葉中總黃酮，平行操作3份，測(cè)得總黃酮提取率為(3.03±0.05)%，RSD為1.55%，表明選擇的最佳提取工藝可行。

2.4 超聲-微波協(xié)同提取與常規(guī)提取方法的比較 將超聲-微波協(xié)同提取的結(jié)果與文獻(xiàn)[9-11]中加熱回流法、微波法、超聲波法提取的結(jié)果進(jìn)行比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)(表3)，該試驗(yàn)方法溫度最低，總黃酮提取率最高，且溶劑安全價(jià)廉；在協(xié)同萃取的條件下，微波使植物細(xì)胞中的溶劑迅速升溫，快速增加目的物的溶出，同時(shí)超聲波的空化作用增加細(xì)胞破碎，加速胞內(nèi)物質(zhì)的釋放，提高傳質(zhì)速度，從而提高有效成分得率。

表3 超聲-微波協(xié)同提取與常規(guī)提取方法的比較

3 結(jié)論

通過(guò)單因素試驗(yàn)與正交試驗(yàn)對(duì)烏藥葉中總黃酮超聲-微波協(xié)同提取工藝進(jìn)行了優(yōu)化，建立了一種快速提取烏藥葉中總黃酮的方法。結(jié)果表明，其最佳條件為乙醇體積分?jǐn)?shù)70%、料液比1∶40、提取溫度45 ℃、提取時(shí)間7 min，此條件下總黃酮提取率達(dá)3.03%。該工藝穩(wěn)定可行，與常規(guī)提取方法相比，具明顯優(yōu)勢(shì)，適于烏藥葉中總黃酮的提取。

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Study on Ultrasonic-microwave Assisted Extraction of Total Flavonoids fromLinderaaggregataLeaves

ZHENG Hai-xing, XU Hai-dan*, LIN Dan-dan et al

(School of Pharmaceutical and Chemical Engineering, Taizhou University,Taizhou, Zhejiang 318000)

[Objective] The process for ultrasonic-microwave assisted extraction of total flavonoids fromLinderaaggregataleaves was developed. [Method] The concentration of ethanol, the ratio of solid to liquid, irradiation time and microwave temperature were selected as chief factors and orthogonal tests were studied to find the optimal extracting conditions. [Result] The optimum extraction conditions were as follows: 70% ethanol (V/V), 1∶40 of solid to liquid, temperature at 45 ℃, extracting 7 min, the content of total flavonoids was 3.03%. [Conclusion] The study provides scientific reference for further development and utilization ofLinderaaggregataleaves.

Ultrasonic-microwave assisted extraction;Linderaaggregataleaves; Total flavonoids; Technique; Optimization

浙江省植物進(jìn)化生態(tài)學(xué)與保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放課題(EEC2014-08)。

鄭海星(1994- )，女，浙江溫州人，本科生，專業(yè)：制藥工程。*通訊作者，講師，碩士，從事天然產(chǎn)物分離與分析研究。

2015-04-17

S 567；TQ 460.6

A

0517-6611(2015)17-072-02