乙醇法提取粉葛根中葛根素工藝的研究

吳榮榮趙娟娟夏君霞趙惠博王俊轉(zhuǎn)

(1.衡水學(xué)院生命科學(xué)系,河北衡水 053000；2.河北養(yǎng)元智匯飲品股份有限公司,河北衡水 053000)

乙醇法提取粉葛根中葛根素工藝的研究

吳榮榮1趙娟娟1夏君霞2趙惠博2王俊轉(zhuǎn)2

(1.衡水學(xué)院生命科學(xué)系,河北衡水 053000；2.河北養(yǎng)元智匯飲品股份有限公司,河北衡水 053000)

葛根素是葛根中含量最豐富的異黃酮類化合物,對(duì)心血管,神經(jīng)系統(tǒng)和高血糖紊亂等均有調(diào)節(jié)作用,日益受到人們的廣泛關(guān)注。本試驗(yàn)以粉葛根為原料,乙醇為提取溶劑,在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,采用正交試驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化。研究表明,粉葛根中葛根素的最佳提取工藝條件為:乙醇濃度75%,料液比1:6,溫度25 ℃,提取時(shí)間11 h,葛根素得率達(dá)到0.0291%。

粉葛根 葛根素 提取

葛根為豆科植物野葛的根，是我國(guó)傳統(tǒng)藥用植物。葛根主要有效成分為異黃酮類化合物， 其中單體成分有葛根素， 大豆甙元，芒柄花素，大豆甙，4，7-二葡萄糖大豆甙元，8-碳-芹菜糖(1→6) 葡萄糖大豆甙，4-葡萄糖葛根素，6-木糖葛根素，3-甲氧基葛根素，4，6-二異?；咸烟歉鸶氐犬慄S酮化合物[1，2]。葛根素是從葛根提取出的主要有效成分，其含量作為葛根的質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)之一。臨床研究表明，葛根素具有抗血小板聚集、提高免疫、增強(qiáng)心肌收縮力、保護(hù)心肌細(xì)胞等多種藥理作用[3]，其藥源豐富、安全范圍廣、療效好而極具臨床應(yīng)用價(jià)值。

目前對(duì)于葛根的開發(fā)利用，主要是從中提取葛根粉，而葛根中主要的功能成份物質(zhì)隨著廢水沖走流失，造成精華資源的極大浪費(fèi)且給環(huán)境帶來(lái)很大的污染[4]。在全面考慮已有提取方法的基礎(chǔ)上，本文選用乙醇為溶劑對(duì)粉葛根中葛根素進(jìn)行提取，確定最佳提取方法，再通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)確定最佳提取工藝。有望為葛根素的工業(yè)化生產(chǎn)提供技術(shù)支持。

圖1 葛根素標(biāo)準(zhǔn)曲線

圖2 乙醇濃度對(duì)葛根素得率的影響

1 材料和設(shè)備

1.1 材料

粉葛根(購(gòu)自衡水同仁堂大藥房)。

圖3 料液比對(duì)葛根素得率影響

圖4 提取溫度對(duì)多糖得率影響

圖5 提取時(shí)間對(duì)葛根素得率影響

表1 粉葛根正交試驗(yàn)因素及水平

表2 正交試驗(yàn)結(jié)果

膠體磨，紫外可見光分光光度計(jì)，恒溫水浴鍋，電子天平，超聲波清洗儀，格蘭仕微波爐。

2 試驗(yàn)方法

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線制作

精確稱取10.0 mg干燥至恒重的葛根素標(biāo)準(zhǔn)品，置于50 mL容量瓶中，加少量95%乙醇溶解定容，可得0.2 mg／mL的葛根素標(biāo)準(zhǔn)溶液，冷藏備用。分別取0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9 mL的0.2 mg／mL的葛根素標(biāo)準(zhǔn)液，置于9支10 mL的比色管中，以95%乙醇定容至刻度線，在波長(zhǎng)250 nm處測(cè)定吸光值。以測(cè)得的吸光值為縱坐標(biāo)，葛根素含量為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

2.2 粉葛根中葛根素的提取

2.2.1 單因素試驗(yàn)

以不同的乙醇濃度、料液比、提取溫度、提取時(shí)間為單因素，考察各因素對(duì)葛根素得率的影響。

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2.2.2 正交試驗(yàn)

本研究以提取溫度、提取時(shí)間、乙醇濃度及料液比為考察對(duì)象，采用4因素3水平正交試驗(yàn)，以葛根素得率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，確定粉葛根最佳提取工藝(見表1)。

2.3 葛根素得率的計(jì)算

葛根素得率%=葛根素質(zhì)量/葛根質(zhì)量×100

3 結(jié)果與分析

3.1 葛根素含量標(biāo)準(zhǔn)曲線制作

從圖1可知，葛根素含量的標(biāo)準(zhǔn)曲線為y=77.758x－0.0509，R2=0.9988，葛根素含量與吸光值呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系，能夠準(zhǔn)確定量。

3.2 單因素試驗(yàn)結(jié)果

3.2.1 乙醇濃度對(duì)葛根素得率的影響

準(zhǔn)確稱取粉葛根2.0g分別溶于20 mL體積分?jǐn)?shù)為95%、90%、85%、80%的乙醇中，在20℃下提取12 h，重復(fù)提取 3次?？疾煲掖紳舛葘?duì)葛根素得率的影響，結(jié)果見圖2。

從圖2可以看出，葛根素得率隨乙醇濃度降低而增長(zhǎng)，在80%時(shí)最高，葛根素得率達(dá)到0.0279%，95%提取時(shí)葛根素得率最低，僅為0.0119%，相當(dāng)于80%時(shí)的43%。結(jié)果表明，粉葛根中葛根素提取的乙醇適宜濃度為80%。

3.2.2 料液比對(duì)葛根素得率的影響

準(zhǔn)確稱取2.5 g、2.2g、2g、1.818g四份粉葛根，分別溶于20mL乙醇中，在20 ℃下提取12 h，重復(fù)提取 3次?？疾炝弦罕葘?duì)葛根素得率的影響，結(jié)果見圖3。

表3 正交試驗(yàn)方差分析結(jié)果

從圖3可以看出，葛根素得率隨料液比降低而增長(zhǎng)，在1：8時(shí)最高，葛根素得率達(dá)到0.0162%，料液比為1：11時(shí)葛根素得率最低，僅為0.0062%，相當(dāng)于1：8時(shí)的38%。結(jié)果表明，粉葛根中葛根素提取的適宜料液比為1：8。

3.2.3 提取溫度對(duì)葛根素得率的影響

準(zhǔn)確稱取粉葛根2.0 g溶于最佳量乙醇中，分別在20 ℃、25 ℃、30 ℃、35 ℃下提取12 h，重復(fù)提取 3次。考察溫度對(duì)葛根素得率影響，結(jié)果見圖4。

從圖4可以看出，葛根素得率隨溫度升高而增長(zhǎng)，在25 ℃時(shí)達(dá)到最高，達(dá)0.0221%，以后又緩慢下降，在20 ℃時(shí)，葛根素得率最低，僅為0.013%，相當(dāng)于25 ℃時(shí)的59%。結(jié)果表明，粉葛根中葛根素提取適宜的溫度為25 ℃。

3.3 提取時(shí)間對(duì)葛根素得率的影響

準(zhǔn)確稱取粉葛根2.0 g溶于最佳量乙醇中，分別提取8 h、10 h、12 h、16 h，重復(fù)提取3次。考察提取時(shí)間對(duì)葛根素得率的影響，結(jié)果見圖5。

從圖5可以看出，葛根素得率隨提取次數(shù)升高而降低或升高，在提取12 h是含量最大，葛根素得率達(dá)到0.0127%，以后又緩慢下降，提取8 h葛根素得率最低，僅為0.01%，相當(dāng)于12 h時(shí)的79%。結(jié)果表明，粉葛根中葛根素提取適宜的提取時(shí)間為12 h。

3.4 正交試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)表2和表3數(shù)據(jù)顯示，乙醇濃度和料液比對(duì)葛根素得率影響最大，其次為提取時(shí)間，溫度影響最小。方差分析結(jié)果顯示，在95%的置信區(qū)間內(nèi)，四個(gè)因素的F比都小于F臨界值，對(duì)葛根素得率影響不顯著。其最佳發(fā)酵參數(shù)為4號(hào)組合，即溫度25 ℃，提取時(shí)間11 h，乙醇濃度75%和料液比1：6，其葛根素得率達(dá)到0.0291%。由正交試驗(yàn)得到的理論最優(yōu)條件未包含在正交表的9個(gè)試驗(yàn)中，為了進(jìn)一步確認(rèn)試驗(yàn)結(jié)果，按理論的最優(yōu)條件即溫度25 ℃，提取時(shí)間11h，乙醇濃度80%和料液比1：6，其葛根素得率達(dá)到0.0286%。因此，溶劑提取粉葛根中葛根素的最佳工藝條件：溫度25 ℃，提取時(shí)間11 h，乙醇濃度75%和料液比1：6。

4 結(jié)語(yǔ)

通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)的考察研究，確定乙醇提取粉葛根的最佳工藝：溫度25 ℃，提取時(shí)間11 h，乙醇濃度75%和料液比1：6。使用乙醇為溶劑，溶劑可回收再利用、無(wú)污染，適宜用于工業(yè)化生產(chǎn)。

[1]Jun- ei Kinjo, Jun- ichi Furusawa, Junko Baba et al.Study onthe Co nstituents of Pueraria Lobata.б.Isoflavonoids and Related Compounds in the Roots and the Voluble Stems.Chem.Pharm.Bull., 1987, 35( 12) : 4846～ 4850.

[2]Haojing Rong , Jan F.Stevens, Max L.Deinzer et al.Identification of Isoflavones in the Roots Pueraria Lobata.Planta Medica, 1998, 64: 620～627.

[3]郭宇潔,孟碩.葛根素和葛根黃酮的藥代動(dòng)力學(xué)研究概述[J].中國(guó)實(shí)驗(yàn)方劑學(xué)雜志,2009,15(6):82.

[4]謝煒,趙偉宏.葛根素兩種提取工藝的比較研究[J].安徽中醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),2008,27(2):44～46.

Puerarin is the most abundant isoflavone in Radix puerariae and has attracted considerable attention because it has a variety of effects against cardiovascular, neurological and hyperglycaemic disorders.The puerarin from pueraria thomsonii was extracted by ethanol.According to the analysis of orthogonal experiments, the optimum extraction conditions of Puerarin were showed as follows: ethanol concentration of 75%,solid-liquid ratio of 1:6, extraction temperature of 25 ℃ and extraction time of 11h.The extraction rate of puerarin in the above condition was 0.0291%.

Pueraria thomsonii; Puerarin; extraction

項(xiàng)目資助:河北省科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(編號(hào)13227119D)。

吳榮榮(1976—),女,衡水市桃城區(qū)人,博士后,副教授,主要從事食品營(yíng)養(yǎng)。