正交實驗法優(yōu)化黃芩中總黃酮的提取工藝

牛成偉 藍建東 王童珍 朱春苗

【摘?要】?目的：優(yōu)化黃芩中總黃酮的提取工藝。方法：采用正交實驗法，通過乙醇回流提取法，以總黃酮得率為評價指標，考察乙醇濃度、料液比、提取時間、提取次數(shù)4個提取因素，每個因素設(shè)計3個水平進行實驗，探討最佳提取條件。結(jié)果：黃芩中總黃酮的最佳提取工藝為以70%乙醇，料液比1∶9，回流提取四次，提取時間為每次3?h。結(jié)論：乙醇回流提取法簡單可靠，合理可行，可用于黃芩中總黃酮的提取。

【關(guān)鍵詞】?黃芩;總黃酮;正交實驗;提取工藝

【中圖分類號】R94?【文獻標志碼】?A【文章編號】1007-8517（2019）21-0039-03

The?Optimization?of?Extraction?of?Total?Flavonoids?from?Scutellaria?Baicalensis?Georgi?by?the?Orthogonal?Experimental?Design

NIU?Chengwei?LAN?Jiandong?WANG?Tongzhen?ZHU?Chunmiao

Pharmacy?College?of?Jiangsu?Food?and?Pharmaceutical?Science?College，?Huaian?223001，?China

Abstract：Objective?To?optimize?the?extraction?process?of?total?flavonoids?from?Scutellaria?baicalensis?Georgi.?Method?The?orthogonal?experimental?design?is?used，?and?the?ethanol?concentration，?the?solid?to?liquid?ratio，?extraction?time，?extraction?degree?have?been?employed?to?optimize?the?system?with?total?flavonoids?as?the?index.??Result?The?superior?extraction?technical?condition?of?total?flavonoids?from?Scutellaria?baicalensis?Georgi?was?as?follows：?9?times?of?amount?of?70%?alcohol?extracted?for?4?times，?each?time?for?3?hour.?Conclusion?This?optimized?extraction?condition?is?efficient?and?stable.?It?is?suitable?for?extraction?of?total?flavonoids?from?Scutellaria?baicalensis?Georgi?and?can?be?used?for?the?theoretical?basis.

Keywords：Scutellaria?Baicalensis?Georgi;?Orthogonal?Experimental?Design;?Total?Flavonoids;?Extraction?Process

黃芩是唇形科植物黃芩的干燥根，具有清熱燥濕、瀉火解毒、止血、安胎等功效，主要用于治療濕熱痞滿、瀉痢、黃疸、肺熱咳嗽、高熱煩渴、瘡毒、胎動不安等癥[1]。黃芩中含有的成分為黃酮類、萜類、揮發(fā)油等化合物[2-4]，其中主要活性成分為黃酮類化合物。研究顯示黃酮類化合物具有抗菌、抗病毒、神經(jīng)及肝臟保護等作用[5]?；诖?，本實驗采用正交實驗法，以總黃酮得率為考察指標，對黃芩總黃酮的提取工藝進行優(yōu)化。

1?材料與方法

1.1?藥物與試劑?黃芩（淮安廣濟大藥房）;蘆丁?98%（南京廣潤生物制品有限公司）;亞硝酸鈉（萊陽市康德化工有限公司）;結(jié)晶三氯化鋁（天津基準化學試劑有限公司）;氫氧化鈉（上海實意化學試劑有限公司）;無水乙醇（萊陽市康德化工有限公司）。

1.2?儀器?子華牌循環(huán)水真空泵（鞏義市子華儀器有限責任公司）;T6型紫外可見分光光度計（北京普析通用儀器有限責任公司）;ME203E型分析天平（梅特勒-托利多儀器有限公司）;恒溫水浴鍋（江蘇金壇市金城國勝實驗儀器廠）;SY5200-D型超聲波清洗機（上海聲源超聲波儀器設(shè)備有限公司）。

2?實驗方法

2.1?對照品溶液配制及標準曲線的繪制?精密稱定蘆丁對照品，用體積分數(shù)70%乙醇溶解并定容，得到0.2?mg/mL的蘆丁標準溶液。精密吸取0.2?mg/mL濃度的蘆丁標準溶液0、0.40、0.80、1.20、1.60、2.00、2.40?mL，分別置于5mL?EP管中，各加體積分數(shù)70%的乙醇至2.4?mL，加5%的亞硝酸鈉0.24?mL，搖勻靜置6?min，加10%的硝酸鋁溶液0.24?mL，混勻后放置5?min，加1?mol/L的氫氧化鈉0.8?mL，再加70%的乙醇0.32?mL，于510?nm波長處測量吸光度。以吸光度（Y）為縱坐標，以蘆丁濃度（X）為橫坐標，繪制其標準曲線。

2.2?供試品溶液的配制及總黃酮得率的測定?黃芩藥材粉碎，精密稱取不同重量的黃芩，再按不同的料液比加入一定量的乙醇，在不同的提取時間和提取次數(shù)的條件下分別進行加熱回流提取，離心，過濾。所得濾液置于250mL容量瓶中，冷卻，用相應體積分數(shù)的乙醇定容，搖勻，即得樣品溶液。按“2.1”項方法操作，加5%的亞硝酸鈉0.24?mL，搖勻靜置6?min，加10%的硝酸鋁溶液0.24?mL，混勻放置5?min，加1mol/L的氫氧化鈉0.8?mL，再加70%的乙醇0.32?mL，于510?nm波長處測量吸光度。根據(jù)標準曲線，可以求出黃芩提取液中總黃酮的得率。

2.3?正交實驗因素水平表?由于黃芩中的主要有效成分是黃酮類化合物，難溶于水而易溶于有機溶劑。根據(jù)工藝要求，選擇料液比、乙醇濃度、提取次數(shù)、提取時間4個主要因素，以總黃酮得率作為指標進行正交試驗，因素水平表，見表1。

2.4?驗證性實驗?稱取同一批黃芩粉末3份，按上述正交實驗最佳優(yōu)化工藝條件進行加熱回流提取，按“2.2”項方法操作測定黃芩總黃酮的得率。

3?結(jié)果

3.1?蘆丁的標準曲線?回歸處理后得標準曲線方程：Y=0.005X+0.0884，其中相關(guān)系數(shù)R2=0.9981，表明蘆丁濃度在0～200?μg/mL范圍內(nèi)與吸光度值呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系。如圖1所示。

3.2?正交實驗?正交實驗設(shè)計結(jié)果和極差分析結(jié)果分別見表2和表3。由表3可得，D的極差R最大，其次是B、A、C。極差越大，該因素對得率的影響程度越高。因此，在采用乙醇回流提取法時，以總黃酮的得率為指標，4個因素對總黃酮得率的主次影響順序為：D>B>A>C，即提取次數(shù)>料液比>乙醇濃度>提取時間。從各因素水平看（K值分析），A因素為K2>K3>K1，B因素為K1>K2>K3，C因素為K3>K2>K1，D因素為K3>K2>K1。由上述分析可以確定最佳提取工藝條件為A2B1C3D3，即乙醇濃度70%，料液比為1∶9，提取時間為3?h，提取次數(shù)為4次。

3.3?驗證性實驗?按照得出的最佳提取條件A2B1C3D3，即以70%乙醇，料液比1∶9，回流提取4次，每次3?h進行提取，3次總黃酮得率分別為6.51%、7.19%、6.76%，表明該方法穩(wěn)定可行，適合黃芩總黃酮的提取。

4?討論

黃芩中黃酮類物質(zhì)屬于中等極性物質(zhì)，易溶于有機溶劑，而難溶于水。本實驗選用含水乙醇作為提取溶劑，以總黃酮得率為評價指標，采用正交實驗法優(yōu)化黃芩中總黃酮的提取工藝條件，得到70%乙醇，料液比1∶9，回流提取4次，提取時間每次3?h為最佳提取條件。通過驗證實驗，證明黃芩在最佳提取條件下總黃酮得率高，提取工藝條件穩(wěn)定可靠。通過分析極差，提取次數(shù)對總黃酮含量影響最大，其次分別是料液比、乙醇濃度和提取時間。因此，在實際操作中，要綜合考慮工業(yè)生產(chǎn)和節(jié)約成本。在進行黃芩中總黃酮的提取時，要注意各工藝參數(shù)的調(diào)控。

黃芩在臨床上應用廣泛，其提取物保留黃芩的有效成分群，因此作為很多中成藥的原料藥。除了傳統(tǒng)意義上的抗菌、抗病毒等生物活性外，近年來對黃芩抗腫瘤活性的研究也日趨深入[6]。本實驗優(yōu)化黃芩總黃酮的提取工藝，具有很高的開發(fā)潛力。

參考文獻

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[2]王孟華，曲瑋，梁敬鈺.黃芩的研究進展[J].海峽藥學，2013，25（9）：6-13.

[3]Shim?S?H.A?new?diterpenoid?from?aerial?parts?of?Scutellaria?barbata[J].?Chem?Nat?Compd，?2014，?50（2）?：?291-292.

[4]宋雙紅，?王喆之.?黃芩不同部位揮發(fā)油成分分析[J].?中草藥，?2010，?33（8）：?1265-1270.

[5]WANG?ZL，?WANG?S，?KUANG?Y，?et?al.?A?comprehensive?review?on?phytochemistry，?pharmacology，?and?flavonoid?biosynthesis?of?Scutellaria?baicalensis[J].?Pharm?Biol，?2018，?56（1）：465-484.

[6]Park?HS?，?Park?KI?，?Hong?GE?，?et?al.?Korean?Scutellaria?baicalensis?Georgi?methanol?extracts?inhibits?metastasis?via?the?Forkhead?Box?M1?activity?in?hepatocellular?carcinoma?cells[J].?Journal?of?ethnopharmacology，2014，155（1）：847-851.

（收稿日期：2019-08-23?編輯：劉?斌）