超聲波法及微波法提取大花紅景天有效成分研究

田 甜，周克勤，侯擁铓*

（1.烏魯木齊中醫(yī)醫(yī)院藥劑科，烏魯木齊 830001；2. 烏魯木齊市婦幼保健院藥劑科，烏魯木齊 830001）

大花紅景天屬于一種常見的中藥植物，在國內(nèi)分布較廣[1]。相關(guān)研究顯示[2-4]，大花紅景天具有活血止血、抗衰老、抗輻射、延緩肌體衰老等功效，在臨床中具有十分重要的作用。已有研究證實(shí) ，紅景天苷與苷元酪醇是紅景天的有效成分。為了進(jìn)一步促進(jìn)大花紅景天的開發(fā)及利用，有必要對紅景天苷與苷元酪醇等有效成分的提取工藝進(jìn)行研究。當(dāng)前，提取紅景天有效成分的方法比較多，比如室溫浸泡與熱回流法等，但此方法存在提取時間比較長、使用的溶劑量比較大、提取效率比較低等缺陷，故在實(shí)際應(yīng)用中受限[5-6]。微波法及超聲波法是近年來新興的提取工藝，近年來日益受到人們的關(guān)注[7-9]。目前，關(guān)于超聲波法與微波法在大花紅景天有效成分中的提取效果的研究報(bào)道尚少。本文旨在對比分析上述兩者在大花紅景天有效成分提取中的應(yīng)用價(jià)值，以期為大花紅景天有效成分的開發(fā)及利用提供理論參考。

1　材料與儀器

大花紅景天粉，在藥材市場中購買；大花紅景天苷標(biāo)準(zhǔn)品，購自中國藥品生物制品鑒定所；乙醇與碳酸鈉等其他藥品均購自蘇州吳合經(jīng)貿(mào)有限公司。

超聲波儀器，購自上海新超超聲波儀器有限公司。微波儀器，購自天水慶華微波儀器有限公司。離心機(jī)，購自無錫市舒航機(jī)械科技有限公司。分光光度計(jì)，購自杭州科曉化工儀器設(shè)備有限公司。

2　試驗(yàn)方法

2.1提取工藝流程 超聲法提取工藝流程見圖1。微波法提取工藝流程見圖2。

圖1　超聲法提取工藝流程

圖2　微波法提取工藝流程

2.2提取與測定方法 1）超聲波提取方法：稱取0.5 g磨成粉末的的大紅花景天粉末樣品，置于50 mL容量瓶中，加入適量的溶劑，將數(shù)個容量瓶置于盛有一定量水的大燒杯中，大燒杯中的水量以不會讓容量瓶漂起為宜，隨后將裝有容量瓶的大燒杯放置于裝有適量水的超聲波清洗器中，進(jìn)行超聲處理30 min之后取出，運(yùn)用同樣的溶劑進(jìn)行定容。樣品中的紅景天苷與苷元酪醇等有效成分于330 nm波長處實(shí)施分光光度法測定。2）微波法提取方法：稱取0.5 g磨成粉末的的大紅花景天粉末樣品，置于特制的耐高溫及耐腐蝕的氟塑料杯。加入適量的提取溶劑，結(jié)合微波的制樣要求，將氟塑料杯置入到制樣罐中后，密閉，并在安全防爆孔中放入一片安全膜后擰上壓蓋，用于壓力控制的樣品罐上不放安全膜，隨后實(shí)施微波加熱處理，取出制樣罐。將制樣罐打開之后，運(yùn)用同樣的溶劑對內(nèi)杯蓋進(jìn)行清洗，且將清洗液一起置于內(nèi)杯中，最后將樣品轉(zhuǎn)移到50 mL容量瓶中，采用同樣的溶劑進(jìn)行定容。

2.3計(jì)算公式 配制好的含大花紅景天苷標(biāo)準(zhǔn)品0.30 mg/mL的標(biāo)樣，運(yùn)用30%乙醇配制成15 ppm的標(biāo)準(zhǔn)溶液，以30%乙醇作空白，測定其相應(yīng)的吸光度值。樣品中的有效成分的百分比濃度運(yùn)用下式計(jì)算而得：

（1）式中P百分—為樣品在不同處理?xiàng)l件下測得的有效成分的百分含量

A樣—樣品的吸光度值

A標(biāo)—標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度值

C標(biāo)—標(biāo)準(zhǔn)溶液中有效成分的濃度（g/mL）

V樣—樣品稀釋體積（mL）

W樣—樣品的實(shí)際質(zhì)量（g）

2　結(jié)果與討論

2.1不同方法處理后的有效成分的穩(wěn)定性考察 為了考察不同處理方法對大花紅景天有效成分的穩(wěn)定性，選取6份樣品，其中2份采用超聲法處理30 min，另選取2份采用微波在0.05 mPa下處理1 min，其余2份，在0.05 mPa下用微波處理2 min。將樣品定容到50 mL之后，收集上清液各0.5 mL，然后再定容至20 mL的比色管當(dāng)中，在330 nm處對其吸光度值進(jìn)行測定，過了24 h之后，取0.5 mL定容到20 mL比色管中給予測定。其大花紅景天有效成分的測定值見表1。考慮到經(jīng)微波處理的樣品，放置24 h后，所浸出的大花紅景天有效成分有增加的趨勢，故應(yīng)該盡量在當(dāng)天處理樣品，在當(dāng)日進(jìn)行測定。

表1　大花紅景天有效成分穩(wěn)定性的考察

2.2超聲波法提取結(jié)果 相關(guān)研究顯示[10]，在用超聲波處理30 min后，超聲波提取率已幾乎達(dá)到100%。所以，本實(shí)驗(yàn)中采用超聲波提取30 min的結(jié)果作為大花紅景天有效成分的真實(shí)含量。本實(shí)驗(yàn)中，同批大花紅景天有效成分用超聲波提取法的含量為5.93%。

2.3正交實(shí)驗(yàn)考察微波法提取中不同條件的影響 本實(shí)驗(yàn)中，大花紅景天樣品直接粉碎于1～2 mm的粒度之后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中選取不同乙醇含量（%）的溶劑、溶劑倍量、微波處理時間和微波處理壓力四個因素，每個因素取3個水平，因素和水平見表2?？紤]到各因素間可能產(chǎn)生交互作用，正交表的設(shè)計(jì)選擇L27（313）正交表，見表3。

稱取0.5 g大花紅景天樣品，根據(jù)L27（313）正交表，按控制壓力條件相同且其他條件不同的實(shí)驗(yàn)號為一批進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，每個實(shí)驗(yàn)號進(jìn)行一次實(shí)驗(yàn)，并盡量在當(dāng)日測定所有樣品，結(jié)果見表4。

表2　因素水平表

表3　表頭設(shè)計(jì)

表4　不同微波條件下提取的產(chǎn)率

根據(jù)表4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果，將各因素與誤差的離均差平方和列于表5。由表5可見，實(shí)驗(yàn)誤差引起的平均離均差平方和為0.236，各因素離均差平方和大于誤差離均差平方和的有A、D和C×D，這表明，對實(shí)驗(yàn)起影響作用的主要是A、D和C×D。根據(jù)方差分析計(jì)算要求，其他離均差平方和可并入誤差總離均差平方和的因素有B、C和A×C，A×D。合并后誤差的總自由度f誤差和總離均差平方和SS誤差為：

對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響因素的顯著性列于表6。由表6可知，溶劑中乙醇的含量影響提取率，且實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明醇含量高時，提取率高，但從30%乙醇到70%乙醇，提取率增加較少，從成本角度考慮，用30%乙醇的溶劑進(jìn)行提取，已可取得滿意的結(jié)果。因素C和D是微波處理的時間和壓力條件，表6表明微波加熱壓力和時間的相互作用對提取率的影響最大。

表5　各因素及其交互作用和誤差的離均差平方和

由表7可知，C1D2條件下，提取率最高（0.10mPa壓力下，加熱30 s）。通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，綜合經(jīng)濟(jì)因素和實(shí)驗(yàn)過程的方便性，我們選取A2B2C2D2作為微波法的最佳實(shí)驗(yàn)條件，即溶劑選取30%乙醇，溶劑倍量30，加熱時間1 min，控制壓力0.10 mPa。

表6　顯著性檢驗(yàn)表

表7　微波處理時間和壓力對提取率的影響

3.4微波法和超聲波法提取時提取率及平行性的比較 本研究采用正交實(shí)驗(yàn)后選取的最佳微波提取條件及用實(shí)驗(yàn)室常規(guī)應(yīng)用的超聲波提取方法，對同一批樣品，用相同的溶劑，進(jìn)行了2種提取方法對大花紅景天有效成分的提取收率和平行性的比較，結(jié)果見表8。由表8可知，微波法提取率高于超聲法，微波法提取結(jié)果的平行性好于超聲法。

表8　超聲波和微波法提取結(jié)果的比較

3　結(jié)論

正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，微波法的最佳實(shí)驗(yàn)條件為溶劑選取30%乙醇，溶劑倍量30，加熱時間1 min，控制壓力0.10 mPa。綜合對比分析在微波幫助提取和超聲波提取方法的最佳提取條件下，比較了用微波法和超聲波的提取率和重復(fù)性。研究結(jié)果顯示，微波法提取不僅所需時間短，而且提取率比超聲波法高。