朱曉慶 朱蕓 馬昭
摘要[目的]采用正交試驗(yàn)法對(duì)異葉青蘭中黃酮和多糖進(jìn)行連續(xù)提取。[方法]以提取溫度、料液比、提取時(shí)間、提取次數(shù)為因素,用正交試驗(yàn)法優(yōu)化黃酮提取工藝;用提取黃酮后的異葉青蘭濾渣,通過水提、醇沉的方法提取多糖。[結(jié)果]異葉青蘭中黃酮的最佳提取工藝條件為乙醇濃度為70%,料液比1∶50,提取時(shí)間2 h,提取2次;用70%乙醇提取黃酮后的濾渣提取的多糖含量最高。[結(jié)論]該試驗(yàn)結(jié)果可靠,方法簡(jiǎn)便,最佳條件適合批量生產(chǎn)該藥材的提取。
關(guān)鍵詞異葉青蘭;黃酮;多糖;連續(xù)工藝
中圖分類號(hào)R284.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A
文章編號(hào)0517-6611(2019)02-0162-03
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2019.02.049
異葉青蘭(Dracocephalum heterophyllum Benth.)又名白花夏枯草,系唇形科青蘭屬多年生草本植物,維吾爾語(yǔ)中稱“阿勒黑力龍普勒馬占居力”[1],是維吾爾族的民間傳統(tǒng)藥。異葉青蘭主要分布于青海、甘肅、新疆、西藏及四川等地[2],目前,其野生資源已逐漸減少。異葉青蘭含有多種生物活性成分,如揮發(fā)油、黃酮、萜類、多糖等,主要用于治療止咳平喘[3]、口腔潰瘍、熱性病頭痛、眼翳、黃疸性發(fā)熱、肝熱、高血壓等[4]。目前對(duì)異葉青蘭的研究多集中在單一提取黃酮[5-6]、揮發(fā)油[7-8]、多糖[9]等活性成分,對(duì)復(fù)合提取異葉青蘭中黃酮和多糖成分的研究較少。因此,該研究以異葉青蘭為原料,建立異葉青蘭中黃酮和多糖這2種有效成分的復(fù)合提取工藝,為新疆異葉青蘭中黃酮和多糖的研究與開發(fā)利用奠定基礎(chǔ),對(duì)減少資源浪費(fèi)、有效利用新疆特殊植物資源具有非常重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。
1材料與方法
1.1材料
1.1.1試驗(yàn)材料。異葉青蘭采自新疆喀什地區(qū),經(jīng)鑒定為植
物異葉青蘭干燥地上部分。
1.1.2儀器。Spectrumlab 54紫外可見分光光度計(jì)(上海棱光技術(shù)有限公司);Buchi Rotavapor旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(瑞士BuchiLabotechnikAG);RE52-05型旋轉(zhuǎn)薄膜蒸發(fā)器(上海亞榮生化儀器廠);SHZ-C型循環(huán)水式多用真空泵(鞏義市英欲予華儀器);
TDL-5型臺(tái)式離心機(jī)(上海安亭科技儀器廠);真空ALPHRI-ZLD冷凍干燥機(jī)(德國(guó)Christ公司);BSZ10電子分析天平(德國(guó)SartoriuS公司);電子天平(上海精密儀器科學(xué)有限公司);粉碎機(jī)(溫嶺市大眾電器廠)。
1.1.3試劑。蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品購(gòu)自北京中科三捷生物科技有限公司;葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)品購(gòu)自上海士鋒生物科技有限公司;乙醇、氫氧化鈣、濃硫酸、苯酚、硝酸鋁、亞硝酸鈉、氫氧化鈉、丙酮等試劑均為分析純。
1.2方法
1.2.1黃酮和多糖的連續(xù)提取工藝流程。工藝流程見圖1。
1.2.2黃酮和多糖含量的測(cè)定。
黃酮含量的測(cè)定以蘆丁為標(biāo)準(zhǔn),采用硝酸鋁顯色法顯色,測(cè)定吸光度,計(jì)算黃酮的提取量[10-11];多糖含量的測(cè)定以葡萄糖為標(biāo)準(zhǔn),采用苯酚-硫酸法,測(cè)定吸光度,計(jì)算多糖的提取量[10]。
1.2.3單因素試驗(yàn)。分別以乙醇濃度、料液比、提取時(shí)間、提取次數(shù)進(jìn)行單因素試驗(yàn),研究其對(duì)異葉青蘭中黃酮提取量的影響。
1.2.3.1乙醇濃度。
取2.0 g干燥的粉碎過篩的異葉青蘭置于圓底燒瓶中,固定料液比1∶40,提取時(shí)間1.5 h,提取次數(shù)1次,在乙醇濃度分別為40%、50%、60%、70%、80%的條件下進(jìn)行提取。
1.2.3.2料液比。取2.0 g干燥的粉碎過篩的異葉青蘭置于圓底燒瓶中,固定乙醇濃度60%,提取時(shí)間1.5 h,提取次數(shù)1次,在料液比分別為1∶20、1∶30、1∶40、1∶50、1∶60 (g/mL)的條件下進(jìn)行提取。
1.2.3.3回流提取時(shí)間。
取2.0 g干燥的粉碎過篩的異葉青蘭置于圓底燒瓶中,固定乙醇濃度60%,料液比1∶40,提取次數(shù)1次,在回流時(shí)間分別為0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 h的條件下進(jìn)行提取。
1.2.3.4提取次數(shù)。取2.0 g干燥的粉碎過篩的異葉青蘭置于圓底燒瓶中,固定乙醇濃度60%,料液比1∶40,提取時(shí)間1.5 h,在提取次數(shù)分別為1、2、3、4、5 次的條件下進(jìn)行提取。
1.2.4正交試驗(yàn)。在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上確定其中主要4個(gè)影響因素,然后設(shè)計(jì)四因素三水平L9(34)的正交試驗(yàn),優(yōu)選最佳工藝條件。
1.2.5多糖的提取。
取正交試驗(yàn)中提取黃酮后的異葉青蘭濾渣,40 ℃恒溫干燥濾渣后加入40 mL蒸餾水回流提取1 h,過濾,濾渣重復(fù)上述操作1次,合并濾液濃縮至適量,加入無(wú)水乙醇使乙醇濃度為80%,放置12 h后抽濾,沉淀依次用無(wú)水乙醇、乙醚、丙酮反復(fù)洗滌2次,沉淀物用蒸餾水溶解至10 mL即得多糖粗提液。
2結(jié)果與分析
2.1單因素試驗(yàn)
2.1.1乙醇濃度對(duì)黃酮提取量的影響。由圖2可知,隨著乙醇濃度的增加,黃酮提取量逐步增加,當(dāng)乙醇濃度為70%時(shí)黃酮提取量最高,而后隨著乙醇濃度的增加黃酮提取量降低,其原因可能是乙醇濃度達(dá)到一定值后,隨著乙醇濃度的增大,黃酮類化合物溶解度降低。與此同時(shí),一些醇溶性雜質(zhì)和親酯性強(qiáng)的成分溶出量增加,它們與黃酮類化合物競(jìng)爭(zhēng)同乙醇∶水分子的結(jié)合,導(dǎo)致黃酮類化合物提取量下降[6]。故選取乙醇濃度70%較好。
2.1.2料液比對(duì)黃酮提取量的影響。由圖3可知,隨著料液比的增加,黃酮提取量逐漸增加,在料液比為1∶40后黃酮提取量增加幅度不大,為不造成資源浪費(fèi),選擇料液比1∶40較合適。
2.1.3回流提取時(shí)間對(duì)黃酮提取量的影響。由圖4可知,在回流時(shí)間為0.5~1.5 h,隨著時(shí)間的延長(zhǎng),黃酮提取量增加明顯,在回流時(shí)間為1.5~2.5 h,隨著時(shí)間的延長(zhǎng),黃酮提取量增加較小,當(dāng)回流時(shí)間為2.5 h時(shí),提取量最高。但考慮到若回流提取時(shí)間太長(zhǎng),部分乙醇揮發(fā),影響黃酮的提取,故選擇提取時(shí)間1.5 h較合適。
2.1.4提取次數(shù)對(duì)黃酮提取量的影響。
從圖5可知,黃酮提取量隨著提取次數(shù)的增加而提高,提取2次以后,隨著提取次數(shù)的增加,黃酮提取量的提高程度較小,考慮到增加提取次數(shù),既消耗時(shí)間,又增加乙醇的用量,增加成本,在不明顯影響黃酮提取量的情況下,選擇提取次數(shù)2次較合適。
2.2正交試驗(yàn)
通過單因素試驗(yàn)對(duì)乙醇濃度、料液比、回流提取時(shí)間和提取次數(shù)進(jìn)行初步篩選,為分析各參數(shù)對(duì)黃酮提取量影響的主次因素,獲得最佳提取工藝,進(jìn)行四因素三水平L9(34)正交試驗(yàn)(表1)。
對(duì)正交試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析可知,級(jí)差最大的為A因素,其次為B因素,再次是C因素和D因素,說明在異葉青蘭的乙醇回流提取中,對(duì)黃酮提取量影響最大的為乙醇濃度,其次是料液比、提取時(shí)間和提取次數(shù)。試驗(yàn)結(jié)果表明,乙醇回流提取異葉青蘭最佳的提取工藝為A3B3C3D2,即乙醇濃度為70%,料液比1∶50,提取時(shí)間2.0 h,提取次數(shù)2次(表2)。
2.3異葉青蘭中多糖提取量
將正交試驗(yàn)中回流提取黃酮后的異葉青蘭濾渣在40 ℃恒溫干燥后加入40 mL蒸餾水回流提取1 h,并重復(fù)提取1次,合并濾液濃縮至適量,加入無(wú)水乙醇使乙醇含量為80%,放置12 h后抽濾,沉淀依次用無(wú)水乙醇、乙醚、丙酮反復(fù)洗滌2次,沉淀物用蒸餾水溶解至10 mL測(cè)定多糖含量。異葉青蘭中多糖含量在5.12 mg/g左右,并且隨著提取黃酮所用乙醇濃度的增大,多糖提取量增加,其原因可能是多糖易溶于水,乙醇濃度低時(shí)含水量多,異葉青蘭中少部分多糖溶于乙醇溶液中,造成多糖提取量的降低。
3結(jié)論
以上單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)探討了乙醇回流提取異葉青蘭中黃酮的最佳提取工藝,即:乙醇濃度為70%,料液比1∶50,提取時(shí)間2 h,提取次數(shù)2次。提取黃酮后的濾渣干燥后可以繼續(xù)用蒸餾水提取多糖,在提取黃酮所用乙醇濃度為70 %時(shí)多糖的損失較小,提取量較多。另外,在整個(gè)試驗(yàn)過程中,黃酮提取量較多,多糖提取量較少,其原因可能是異葉青蘭中黃酮含量多,多糖含量少。
參考文獻(xiàn)
[1] 中國(guó)科學(xué)院《中國(guó)植物志》編輯委員會(huì).中國(guó)植物志[M].北京:科學(xué)出版社,2010:358-361.
[2] 任愛梅.異葉青蘭化學(xué)成分及抑菌活性研究[J].中草藥,2011,42(4):664-667.
[3] 袁勇,曹偉.異葉青蘭提取物平喘止咳作用的實(shí)驗(yàn)研究[J].農(nóng)墾醫(yī)學(xué),2013,35(1):5-7.
[4] 何雯,鄔利婭·伊明,司麗君,等.異葉青蘭總黃酮對(duì)高血壓大鼠血管內(nèi)皮的保護(hù)作用[J].中國(guó)醫(yī)院藥學(xué)雜志,2013,33(15):1226-1228.
[5] 張德,韓海洪,李有忠.藏藥異葉青蘭的黃酮成分[J].青海師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),1997(3):47-50.
[6] 余江柳,艾來(lái)提·蘇里坦.異葉青蘭總黃酮提取工藝的研究[J].生物技術(shù),2007,17(5):79-81.
[7] 陸曼,田暄.異葉青蘭揮發(fā)油成分分析[J].藥學(xué)學(xué)報(bào),1999,34(12):925- 927.
[8] 楊平榮,文娟,金赟,等.異葉青蘭提取物抗病毒作用及揮發(fā)油成分分析[J].中國(guó)新藥雜志,2015,24(6):669-675.
[9] 李莉,徐楊,馬志剛.甘肅青蘭屬植物中多糖的含量測(cè)定[J].時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥,2009,20(3):663-664.
[10] 賈福懷,黃貝梅,涂宏建,等.不同提取方法測(cè)定桑葉黃酮和多糖的含量[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2017,45(10):124-125,175.
[11] 李眾飛.黃瓜藤中黃酮的提取工藝研究[J].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)科技,2005(1):20-21.