超聲波輔助提取金釵石斛生物堿工藝優(yōu)化

劉紅 董海麗

摘要：采用超聲波輔助提取金釵石斛（Dendrobium nobile Lindl.）生物堿，以生物堿得率為指標，對乙醇體積分數(shù)、超聲波功率、提取時間和固液比等影響因素進行了研究，并采用正交試驗對提取條件進行了優(yōu)化。結(jié)果表明，以70%乙醇為提取溶劑，用200 W超聲波輔助提取20 min，固液比為1∶8（m/V，g∶mL）時，生物堿得率最高，達到0.248%。

關(guān)鍵詞：金釵石斛（Dendrobium nobile Lindl.）；生物堿；超聲波輔助提取

中圖分類號：TQ461 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）08-1903-02

金釵石斛（Dendrobium nobile Lindl.）屬蘭科石斛屬多年生草本植物，廣泛分布于亞洲、歐洲及大洋洲等熱帶及亞熱帶地區(qū)。國內(nèi)外研究者對石斛屬植物的化學成分和藥理作用進行了大量的研究，發(fā)現(xiàn)其主要有效成分為生物堿、多糖、酚類、菲類、倍半萜類及香豆素等[1-3]，尤其是石斛生物堿具有抗衰老、抗腫瘤、降低血糖等作用[4，5]。目前，生物堿一般采用乙醇提取[6]，在提取過程中，為強化生物堿的提取，往往采用超聲波、微波等方法進行輔助提取[7，8]。但目前對石斛生物堿提取的報道較少。黃小燕等[9]采用酸性乙醇提取金釵石斛生物堿，對其提取工藝條件進行了優(yōu)化。但采用超聲波輔助提取金釵石斛生物堿的研究目前還少見報道。因此，本研究采用超聲波輔助提取金釵石斛生物堿，對其工藝條件進行優(yōu)化，為開發(fā)利用金釵石斛生物堿提供指導。

1 材料與方法

1.1 材料

金釵石斛購自安徽省亳州市藥材市場，石斛堿購自中國食品藥品檢定研究所，其余試劑均為分析純。

JY88-II型超聲波細胞粉碎機購自上海新芝生物技術(shù)研究所，RE-52AA型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀購自上海亞榮生化儀器廠，UV-754紫外可見分光光度計購自上海第三分析儀器廠。

1.2 方法

1.2.1 超聲波輔助提取法 稱取5 g金釵石斛置于燒杯中，加乙醇溶液混合，在超聲波提取裝置中提取，提取后過濾并收集濾液，真空濃縮去除溶劑，向蒸干的物料中加入0.1 mol/L HCl溶液使其復溶，復溶后過濾，濾液在容量瓶中定容備用。

1.2.2 單因素試驗設(shè)計 研究乙醇體積分數(shù)、超聲波功率、提取時間和固液比對生物堿得率的影響，各單因素分別設(shè)定為乙醇體積分數(shù)（40%、50%、60%、70%、80%）、超聲波功率（50、100、150、200、250 W）、提取時間（5、10、15、20、25 min）、固液比（m/V，g∶mL，下同）（1∶5、1∶10、1∶15、1∶20、1∶25）。

1.2.3 正交試驗設(shè)計 在單因素試驗的基礎(chǔ)上，選用L9（34）正交試驗表，對乙醇體積分數(shù)、超聲波功率、提取時間和固液比對生物堿得率的影響進行正交試驗設(shè)計，其因素與水平見表1。

1.2.4 生物堿得率的計算 生物堿含量的測定采用酸性染料比色法[10]，石斛生物堿得率的計算公式如下：

得率=■×100%

2 結(jié)果與分析

2.1 石斛生物堿提取的單因素試驗

2.1.1 乙醇體積分數(shù)的選擇 在超聲波功率為200 W、提取時間為20 min、固液比為1∶10的條件下，加入不同體積分數(shù)的乙醇進行提取，試驗結(jié)果見圖l。由圖1可知，隨著乙醇體積分數(shù)的增加，石斛生物堿的得率先增加，但當乙醇體積分數(shù)達到70%后，再增加乙醇的體積分數(shù)，得率反而下降。這是因為石斛中生物堿類型較多，在乙醇體積分數(shù)為70%時，乙醇溶液的極性與石斛中大多數(shù)生物堿的極性相當，溶解能力強。因此，選擇70%乙醇提取較好。

2.1.2 提取時間對石斛生物堿得率的影響 在乙醇體積分數(shù)為70%、超聲波功率為200 W、固液比為1∶10的條件下提取不同的時間，提取時間對石斛生物堿得率的影響見圖2。由圖2可知，石斛生物堿得率先隨提取時間的增加而增加，但當提取時間大于20 min后，得率隨提取時間的增加反而下降，可能是超聲波提取時間過長，所產(chǎn)生的熱能使石斛生物堿結(jié)構(gòu)被破壞，致使其得率降低。因此，提取時間以20 min為宜。

2.1.3 超聲波功率對石斛生物堿得率的影響 在乙醇體積分數(shù)為70%、固液比為1∶10的條件下，采用不同功率的超聲波輔助提取20 min，不同的超聲波功率對石斛生物堿得率的影響見圖3。由圖3可知，石斛生物堿得率先隨超聲波功率的增加而增加，但當超聲波功率大于200 W后，得率隨超聲波功率的增加而下降，可能是由于超聲波功率過大，所產(chǎn)生的熱能使石斛生物堿結(jié)構(gòu)被破壞，致使其得率降低，超聲波功率為200 W時提取效果最佳。

2.1.4 固液比對石斛生物堿得率的影響 在70%乙醇、不同固液比的條件下，采用200 W超聲波輔助提取20 min，不同的固液比對石斛生物堿得率的影響見圖4。由圖4可知，隨著提取溶劑用量的增加，得率增加，固液比為1∶10時，得率達到較高值，此后，繼續(xù)增加提取溶劑用量，得率增加緩慢，考慮到過多的提取溶劑會帶來后續(xù)濃縮等操作的難度，因此，固液比為1∶10比較合適。

2.2 石斛生物堿提取工藝條件正交試驗優(yōu)化結(jié)果

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，對乙醇體積分數(shù)、超聲波功率、提取時間和固液比4個因素進行正交試驗，試驗結(jié)果見表2。

由表2可知，各因素的影響順序為A>B>C>D，即乙醇體積分數(shù)>超聲波功率>提取時間>固液比。石斛生物堿提取工藝的優(yōu)化條件是A2B2C2D1，即乙醇體積分數(shù)70%，超聲波功率200 W，提取時間20 min，固液比1∶8。按該條件進行5次驗證試驗，石斛生物堿平均得率達到0.248%。F檢驗結(jié)果表明，乙醇體積分數(shù)和超聲波功率對得率在所考察的范圍內(nèi)影響顯著，而提取時間和固液比在所考察的范圍內(nèi)影響不顯著。

3 結(jié)論

超聲波輔助提取石斛生物堿的適宜條件為乙醇體積分數(shù)70%，超聲波功率200 W，提取時間20 min，固液比1∶8，石斛生物堿平均得率達到0.248%。采用超聲波輔助提取法提取石斛生物堿時間短、安全方便，是提取石斛生物堿的合適方法。

參考文獻：

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