超聲波輔助提取香樟根中總黃酮的工藝優(yōu)化

摘要：為了優(yōu)化香樟[Cinnamomum camphora （L.） Presl.]根中總黃酮的超聲波輔助提取工藝，采用單因素試驗(yàn)考察了超聲波處理時(shí)間、乙醇體積分?jǐn)?shù)、料液比對香樟根總黃酮得率的影響，結(jié)合正交設(shè)計(jì)L9（34）進(jìn)行提取工藝優(yōu)化試驗(yàn)，以蘆丁為標(biāo)準(zhǔn)品，采用亞硝酸鈉-硝酸鋁-氫氧化鈉可見分光光度法測定總黃酮濃度。單因素試驗(yàn)及正交試驗(yàn)結(jié)果表明，影響香樟根總黃酮得率的因素為乙醇體積分?jǐn)?shù)>料液比>超聲波處理時(shí)間；最佳提取工藝為料液比1∶25（m/V，g∶mL）、乙醇體積分?jǐn)?shù)50%、超聲波處理時(shí)間30 min，在該條件下香樟根總黃酮的得率為2.692 mg/g。

關(guān)鍵詞：香樟[Cinnamomum camphora （L.） Presl.]根；總黃酮；超聲波輔助提取

中圖分類號：TQ461 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）12-2894-03

Optimization of the Ultrasonic-Assisted Extraction Technology of Total Flavonoids from Cinnamomum camphora Roots

YANG Bi-xian1a，1b，GUN Xing-sheng1a，YUAN De-gang1a，WU Ji-chao1a，YUN Xue-lin2

（1a. Food and Pharmaceutical Engineering； 1b. Key Special Laboratory of Pest Management and Resource Utilization， Guiyang University，Guiyang 550005，China； 2.Guiyang College of Traditional Medicine， Guiyang 550002，China）

Abstract： To optimize the extraction technology of total flavonoids from Cinnamomum camphora （L.） Presl. roots by ultrasonic-assisted method， single factor tests were adopted to study the effects of ethanol volume fraction， ultrasonic treatment time， solid to liquid ratio on the extraction yield of total flavonoids； and L9（34） orthogonal design was conducted to obtain the optimum extracting process. Using rutin as the standard sample， the content of total flavonoids was determined by NaNO2-Al（N03）3-NaOH colorimetric spectrophotometry. According to the single factor tests and orthogonal experiments， the order of the factors affecting the extraction yield of total flavonoids from C. camphora roots was the ethanol volume fraction> solid to liquid ratio> ultrasound treatment time. The optimum extracting technology was using 50%（volume fraction） ethanol as extractant， with solid to liquid ratio at 1∶25（m/V，g∶mL）， and treated by ultrasonic for 30 min. According to the validated test， the extraction yield of total flavonoids from C. camphora roots was 2.692 mg/g under these conditions.

Key words： Cinnamomum camphora （L.） Presl. roots； total flavonoids； ultrasonic-assisted extraction

香樟根是樟科（Lauraceae）樟屬植物香樟[Cinnamomum camphora （L.） Presl.]的干燥樹根[1]。香樟根是貴州省少數(shù)民族民間習(xí)用藥材之一，其藥用價(jià)值均有記載[2-4]，為2003版《貴州省中藥材、民族藥材質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》收錄藥材之一，別名走馬胎，具有溫中止痛、辟穢和中、祛風(fēng)除濕等功效，在治療胃脘疼痛、吐瀉、風(fēng)濕痹痛、皮膚瘙癢等方面具有療效[5]。前期研究發(fā)現(xiàn)，香樟根中含有一定量的黃酮類化合物，但是未見對香樟根黃酮類化合物的相關(guān)研究報(bào)道?，F(xiàn)代藥理研究表明，黃酮類化合物是一類廣泛分布在植物中的天然活性物質(zhì)，具有極為廣泛的生理活性作用，如抗氧化、抗衰老、降血脂、降血壓、治療心腦血管疾病、抗炎、抗菌、抗癌、鎮(zhèn)痛、免疫、對消化性潰瘍的保護(hù)作用等功能[6-9]。采用單因素試驗(yàn)與正交試驗(yàn)相結(jié)合的方法，考察超聲波處理時(shí)間、料液比、乙醇體積分?jǐn)?shù)3個(gè)因素對香樟根總黃酮得率的影響，研究香樟根總黃酮提取的最佳工藝條件，為香樟根的開發(fā)利用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 原料 藥材香樟根購于貴州省藥材公司，經(jīng)貴陽中醫(yī)學(xué)院孫慶文副教授鑒定為樟科香樟的干燥根。

1.1.2 主要試劑 無水乙醇、亞硝酸鈉、硝酸鋁、氫氧化鈉均為分析純，去離子水，蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品（批號100080-200707）購于中國食品藥品檢定研究院。

1.1.3 主要儀器 722型可見分光光度計(jì)購于上海欣茂儀器有限公司，SG2200H超聲波洗潔槽購于上海冠特超聲儀器有限公司，JY1002電子天平（十萬分之一）購于上海良平儀器儀表有限公司，JPT-2型架盤天平購于天津市天馬儀器廠，手提式多功能粉碎機(jī)購于上海市廣沙工貿(mào)有限公司，101-2型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱購于上海路達(dá)實(shí)驗(yàn)儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 香樟根的預(yù)處理 將香樟根去雜質(zhì)，用清水漂洗并瀝干水分，于（60±1） ℃鼓風(fēng)干燥12 h，冷卻后粉碎過40目篩，置于干燥處備用。

1.2.2 提取液的制備 精密稱取2.00 g香樟根藥材，按一定的料液比加入乙醇溶液浸泡2 h，用90 W超聲波輔助提取一定時(shí)間，提取液真空抽濾，收集各組待測液至100 mL容量瓶，定容。

1.2.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備 精密稱取蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品12.205 mg，裝入50 mL容量瓶中，加入20 mL 60%乙醇溶解，用60%乙醇定容至刻度，搖勻，即得每1 mL中含0.244 1 mg的蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液。

1.2.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 精密量取蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0 mL分別置于50 mL容量瓶中，加50 g/L亞硝酸鈉溶液2 mL，搖勻后放置6 min，加100 g/L硝酸鋁溶液2 mL，搖勻，放置6 min，加40 g/L氫氧化鈉溶液20 mL，再加60%乙醇定容至刻度，搖勻，放置15 min。用722型可見分光光度計(jì)在510 nm處測定吸光度。以濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.2.5 單因素試驗(yàn) ①乙醇體積分?jǐn)?shù)對香樟根總黃酮得率的影響。準(zhǔn)確稱取2.00 g香樟根粉末5份，在料液比（m/V，g∶mL，下同）1∶20條件下分別加入40%、50%、60%、70%、80%乙醇40 mL，在超聲溫度為45 ℃、超聲功率為90 W、超聲頻率為49 kHz條件下超聲波處理30 min，然后及時(shí)真空抽濾，將濾液用60%乙醇定容至100 mL，待測。②超聲波處理時(shí)間對香樟根總黃酮得率的影響。準(zhǔn)確稱取2.00 g香樟根粉末5份，選取超聲波處理時(shí)間分別為20、25、30、35和40 min，在料液比1∶20的條件下加入60%乙醇40 mL，設(shè)定超聲溫度為45 ℃、超聲功率為90 W、超聲頻率為49 kHz，超聲波處理后及時(shí)真空抽濾，將濾液用60%乙醇定容至100 mL，待測。③料液比對香樟根總黃酮得率的影響。準(zhǔn)確稱取2.00 g香樟根粉末5份，按料液比1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30分別加入60%乙醇20、30、40、50、60 mL，設(shè)定超聲波處理時(shí)間為30 min、超聲溫度為45 ℃、超聲功率為90 W、超聲頻率為49 kHz，超聲波處理后及時(shí)真空抽濾，將濾液用60%乙醇定容至100 mL，待測。

1.2.6 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì) 根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，以總黃酮得率為考察指標(biāo)，選取乙醇體積分?jǐn)?shù)、料液比、超聲波處理時(shí)間為考察對象，采用L9（34）確定正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，因素與水平見表1。

1.2.7 香樟根總黃酮得率的計(jì)算 精確吸取樣品液2.00 mL，測定吸光度，按下式計(jì)算總黃酮得率：

K=C×N×V/m

式中，K為香樟根總黃酮得率（mg/g）；C為總黃酮的濃度（mg/mL）；N為提取液稀釋倍數(shù)（mL）；V為樣品液體積；m為香樟根的質(zhì)量（g）。

1.2.8 驗(yàn)證試驗(yàn) 準(zhǔn)確稱取2.00 g香樟根，按正交試驗(yàn)所確定的最佳工藝條件進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，并計(jì)算香樟根總黃酮的得率。

2 結(jié)果與分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程的制作結(jié)果

蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度與吸光度的回歸方程為=13.680 0x-0.002 7，相關(guān)系數(shù)r=0.998 0，表明蘆丁溶液在0～0.029 mg/mL范圍內(nèi)與其吸光度呈良好的線性關(guān)系。

2.2 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 乙醇體積分?jǐn)?shù)對總黃酮得率的影響 由圖1可知，香樟根總黃酮得率隨著乙醇體積分?jǐn)?shù)的增加而先增加，當(dāng)乙醇體積分?jǐn)?shù)為50%時(shí)總黃酮得率最高，隨著乙醇體積分?jǐn)?shù)的繼續(xù)提高，總黃酮得率呈下降趨勢，因此，選擇乙醇體積分?jǐn)?shù)為40%、50%、60%進(jìn)行正交試驗(yàn)。

2.2.2 超聲波處理時(shí)間對總黃酮得率的影響 由圖2可知，超聲波處理時(shí)間為30 min時(shí)，總黃酮得率最大，隨著超聲波處理時(shí)間的增加總黃酮得率升高不明顯?？梢姡暡ㄌ幚頃r(shí)間為30 min為佳，選擇超聲波處理時(shí)間為20、30、40 min進(jìn)行正交試驗(yàn)。

2.2.3 料液比對總黃酮得率的影響 由圖3可知，隨著料液比的減小，總黃酮得率逐漸上升，料液比為l∶20時(shí)總黃酮得率最高，但此后，隨著料液比的減小，總黃酮提取率呈下降趨勢，因此選擇料液比為1∶15、1∶20、1∶25進(jìn)行正交試驗(yàn)。

2.3 正交試驗(yàn)結(jié)果

正交試驗(yàn)結(jié)果見表2。3種因素對提取效果的影響為乙醇體積分?jǐn)?shù)>料液比>超聲波處理時(shí)間，最佳提取條件為A2B2C3，即超聲波處理時(shí)間為30 min，乙醇體積分?jǐn)?shù)為50%，料液比為1∶25。

2.4 最佳工藝的驗(yàn)證結(jié)果

以超聲波處理時(shí)間30 min、乙醇體積分?jǐn)?shù)50%、料液比1∶25為提取工藝的最佳參數(shù)組合，在此條件下進(jìn)行了3次平行試驗(yàn)，驗(yàn)證測得香樟根總黃酮得率平均值為2.692 mg/g，其結(jié)果與正交試驗(yàn)該組合的結(jié)果相近，高于正交試驗(yàn)里其他組合結(jié)果。最佳工藝條件與單因素試驗(yàn)的最佳條件有些不同，可能是各因素間相互作用的結(jié)果。

3 小結(jié)

通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)，確定了香樟根總黃酮提取的最佳工藝條件為：超聲波處理時(shí)間30 min、乙醇體積分?jǐn)?shù)50%、料液比1∶25、超聲溫度45 ℃、超聲功率90 W、超聲頻率49 kHz，在此條件下，香樟根總黃酮得率為2.692 mg/g。試驗(yàn)結(jié)果表明該提取工藝具有穩(wěn)定性好、操作簡便、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)，可為香樟根的開發(fā)利用提供理論依據(jù)。

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