微波輔助提取枳椇子黃酮工藝的優(yōu)化

黎 莉,呂 萌,方繼德，巨修練

(武漢工程大學(xué)化工與制藥學(xué)院 綠色化工過程教育部重點實驗室，環(huán)境與化工清潔生產(chǎn)實驗教學(xué)中心(國家級)，湖北 武漢 430074)

0 引 言

枳椇子為一種常用中藥，主要化學(xué)成分為黃酮類包括(山奈酚、洋芹素 、楊梅黃素、槲皮素、雙氫楊梅黃素)和蒽醌類化合物大黃素等[1].本課題組在前期研究中發(fā)現(xiàn)枳椇子乙醇提取物對黃嘌呤氧化酶有較強的抑制作用，而黃嘌呤氧化酶抑制劑可用于治療痛風(fēng)這一難治性疾病[2].故本研究對枳椇子的提取工藝進(jìn)行優(yōu)化，為今后進(jìn)一步研制開發(fā)治療痛風(fēng)的中藥新制劑提供一定的實驗依據(jù).

傳統(tǒng)的固-液浸提法仍然為提取枳椇子黃酮的主要方法，包括冷浸、滲漉、索氏提取法[3]等.但傳統(tǒng)方法消耗原料多，提取時間過長，且產(chǎn)率較低，易造成污染.微波輔助提取(MAE)是一種新型的具有廣闊前景并迅速發(fā)展的提取方法，具有高效和強選擇性，提取時間短、能耗低、節(jié)約溶劑等優(yōu)點[4-5].

研究以枳椇子為考察對象，采用微波輔助法提取總黃酮，以總黃酮得率為考察指標(biāo), 并通過正交試驗確定提取枳椇子中黃酮的最佳工藝條件.

1 實驗部分

1.1 儀器與材料

枳椇子購于武漢劉天寶大藥房.經(jīng)武漢工程大學(xué)黎莉教授鑒定為鼠李科植物枳椇HoveniaacerbaLindl.的干燥種子；蘆丁對照品(供UV法含量測定用，購自中國藥品生物制品檢定所)；所用試劑全部為分析純.NJL07-3型實驗專用微波爐(南京杰金微波裝置有限公司)，T6新世紀(jì)紫外可見分光光度計(北京普析通用儀器公司).

1.2 方 法

1.2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 精密稱取(減壓干燥)蘆丁對照品5 mg，配置蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液質(zhì)量濃度為0.200 mg·mL-1.

在六個25 mL容量瓶中分別精密加入蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL.再加入1 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%亞硝酸鈉溶液，充分混勻后靜置6 min.加入1 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%硝酸鋁試液，充分混勻后靜置6 min.加入10 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%的氫氧化鈉溶液，用乙醇定容，充分混勻后靜置顯色10 min.在波長510 nm處，以第一管為空白對照，分別測定供試品的吸光度.標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為：Y=11.963X-0.008 1，R2=0.999 9.

圖1 蘆丁吸光度標(biāo)準(zhǔn)曲線圖Fig.1 Standard curve if absorption capacity of standard sample

1.2.2 總黃酮的提取 將枳椇子粉碎，過孔徑0.180 mm篩.干燥后石油醚除脂，準(zhǔn)確稱取枳椇子樣品5.00 g置于250 mL圓底燒瓶中，用乙醇溶液常溫浸泡后，微波處理下進(jìn)行回流.取出冷卻并抽濾，濾液定容至100 mL作為待測液.

1.2.3 樣品黃酮含量的測定 精確吸取1 mL待測液置于25 mL的容量瓶中，按照1.2.1方法測其吸光度，計算總黃酮提取率.

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 浸泡時間對提取效果的影響 在微波功率400 W，提取時間20 min，乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)60%的情況下，考察浸泡時間對枳椇子總黃酮得率的影響，結(jié)果如圖2所示.

圖2 浸泡時間對提取效果的影響Fig.2 Influence of soaking time on the extraction yield of total flavonoids from seeds of Hovenia acerba Lindl.

由圖2可知，隨著浸泡時間的逐漸增加總黃酮得率也隨之增加，但是在30 min后，增加的速率明顯降低.

2.1.2 微波作用時間對提取效果的影響 其它因素不變，考察不同微波提取時間對枳椇子總黃酮得率的影響，結(jié)果如圖3所示.

圖3 微波作用時間對枳椇子總黃酮提取率的影響Fig.3 Influence of microwave irradiation time on the extraction yield of total flavonoids from seeds of Hovenia acerba Lindl.

從圖3可知，枳椇子總黃酮提取率隨著時間的增加先增大后減小.總黃酮提取率在20 min時為最大，20 min以后總黃酮提取率反而降低.

2.1.3 微波輻射功率對提取效果的影響 其它因素保持不變，考察微波輻射功率對枳椇子總黃酮提取效果的影響，實驗結(jié)果見圖4.

圖4 微波輻射功率對枳椇子總黃酮提取效果的影響Fig.4 Influence of irradiation power on the extraction yield of total flavonoids from seeds of Hovenia acerba Lindl.

由圖4可知，枳椇子總黃酮提取率隨著功率的提高先增加后減少.微波功率選擇400 W時總黃酮提取率最高.

2.1.4 乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)對提取效果的影響 其它因素不變，考察乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)對枳椇子總黃酮提取效果的影響，實驗結(jié)果見圖5.

圖5 乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)對枳椇子總黃酮提取效果的影響Fig.5 Influence of ethanol concentration on the extraction yield of total flavonoids from seeds of Hovenia acerba Lindl.

由圖5可知，枳椇子總黃酮得率隨著乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大先增大后減小.當(dāng)乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%時總黃酮提取率最高.另外乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)不宜太低，否則容易將枳椇子中的多糖提取出來，使提取液變得粘稠，非常容易爆沸而不易受到控制，同時也是后續(xù)過濾變得非常困難.當(dāng)乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%是提取時就極易爆沸，故在后續(xù)正交試驗中選用乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%、60%、70%.

2．2 正交試驗法優(yōu)化微波提取工藝

根據(jù)單因素實驗結(jié)果，確定微波功率、提取時間、乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)、浸泡時間對枳椇子總黃酮提取率均具有影響，因此以此四個因素進(jìn)行正交試驗優(yōu)化，正交試驗因素和水平如表1所示.

表1 正交實驗設(shè)計Table 1 The design of orthogonal test method

由表2可知，RC>RA>RB>RD，這說明對總黃酮提取效果影響最大的因素是乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)，其次為微波輻射功率、微波作用時間，影響最小的因素是浸泡時間.由方差分析可知，微波功率和乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)對枳椇子總黃酮提取率影響顯著，而提取時間，浸泡時間對枳椇子總黃酮提取率影響不明顯.因此最佳條件選為乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%，提取功率400 W，提取時間15 min，浸泡時間30 min.經(jīng)驗證對比試驗，在最優(yōu)條件下，枳椇子總黃酮的得率為2.18%，比正交實驗中最大值還高，因此確定為最優(yōu)提取工藝條件.

表2 L9 (34)正交試驗設(shè)計與直觀分析Table 2 Results of orthogonal tests

2.3 微波提取法與傳統(tǒng)熱回流提取法比較

微波提取法與熱回流提取法工藝條件及提取效果的比較如表4所示.

由表4可知，比較微波提取法最佳提取工藝與熱回流提取法最佳提取工藝[6]，發(fā)現(xiàn)微波提取法所需時間比熱回流提取法明顯降低，僅為熱回流提取法的1/6，乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)要求也比熱回流提取法溶劑濃度略低，并且總黃酮提取率與熱回流提取率相近.由此可見，微波法提取枳椇子更高效，且節(jié)約了成本.

表3 方差分析結(jié)果Table 3 Results of variance analysis

注：F0.05(2,2)=19.00,F0.01(2,2)=99.00.

表4 提取方法對枳椇子總黃酮提取效果的影響Table 4 Influence of different method on the extraction yield of total flavonoids from seeds of Hovenia acerba Lindl.

3 討 論

微波輔助提取枳椇子黃酮的最佳工藝條件為乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%，提取功率400 W，提取時間15 min，浸泡時間30 min.在此條件下，枳椇子總黃酮得率為2.18% .與傳統(tǒng)的熱回流法相比較，微波輔助提取法更高效，提取時間短、能耗低、節(jié)約溶劑，值得推廣應(yīng)用.

參考文獻(xiàn)：

[1] 沙美，丁林生.枳椇子的化學(xué)成分研究[J].中國藥科大學(xué)學(xué)報，2001,32(6)：418-420.

[2] 黎莉，戴立珍，楊靖，等.中藥提取物中黃嘌呤氧化酶抑制劑的篩選[J].武漢工程大學(xué)學(xué)報，2010,32(3):43-46.

[3] 文為，張洪，曾嶸.枳棋子總黃酮提取工藝的優(yōu)化[J].醫(yī)學(xué)導(dǎo)報，2008,27(1):77-79.

[4] Chan Chung Hung, Rozita Yusoff.Microwave-assisted extractions of active ingredients from plants[J].Journal of Chromatography A, 2011，1218 : 6213-6225.

[5] 吳聰華,程華,李琳玲，等.藥用植物黃酮類化合物的提取方法[J].武漢工程大學(xué)學(xué)報，2011,33(9):34-38.

[6] 姚小華,高英,李衛(wèi)民.枳椇子中總黃酮的含量測定[J].遼寧中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報，2008,10(5):151-152.