超聲法提取蕎麥七中總蒽醌的工藝研究*

劉帆，王曉梅，楊春娟

（寶雞文理學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，陜西寶雞721013）

超聲法提取蕎麥七中總蒽醌的工藝研究*

劉帆，王曉梅，楊春娟

（寶雞文理學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，陜西寶雞721013）

采用超聲法，通過單因素考察篩選適合提取蕎麥七蒽醌的溫度、乙醇濃度、料液比、時(shí)間。繼而采用正交試驗(yàn)得出最佳提取工藝。結(jié)果顯示,最佳提取工藝為：提取溫度50℃，提取時(shí)間60min，料液比1∶20，乙醇的體積分?jǐn)?shù)80%，其中提取時(shí)間對提取率影響最大，提取溫度對提取率影響最小。

蕎麥七；總蒽醌；超聲提取；正交實(shí)驗(yàn)

蕎麥七，又名白藥子、金翹仁、石天蕎等。為蓼科植物翼蓼Pteroxygonum giraldiiDam.et Diels的干燥塊根。生于高山密林或山坡叢中。塊根入藥，苦澀微甘，性涼。分布于河北、山西、陜西、甘肅、河南、四川等地。功效：清熱解毒；涼血止血；除濕止痛。主治咽喉腫痛；瘡癤腫毒；燒傷；吐血；衄血；便血；崩漏；痢疾；泄瀉；風(fēng)濕痹痛等。本課題組在前期研究發(fā)現(xiàn)蕎麥七中含有蒽醌等多種化學(xué)成分。蒽醌具有抗菌、抗炎、瀉下等多方面的作用[1]。本實(shí)驗(yàn)探索了超聲波提取法對蕎麥七中蒽醌類化合物提取得率的影響，以期獲得蕎麥七蒽醌類化合物的最佳提取工藝參數(shù),研究成果可為蕎麥七的大規(guī)模開發(fā)利用提供實(shí)驗(yàn)室依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料、儀器及設(shè)備

蕎麥七購自太白山區(qū)，經(jīng)陜西中醫(yī)學(xué)院胡文斌教授鑒定；甲醇（天津市天力化學(xué)試劑有限公司）；無水乙醇（天津市北聯(lián)精細(xì)化學(xué)品開發(fā)有限公司）；乙酸鎂（天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司）；Ca（OH）2（天津博迪化工股份有限公司）；NaOH（市售），所用試劑均為分析純，實(shí)驗(yàn)用水為蒸餾水自制。

KQ5200E型超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司）；HH-2恒溫水浴鍋；SHB-III循環(huán)水式多用真空泵（鄭州長城工貿(mào)有限公司）；R-1002型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（鄭州長城科工貿(mào)有限公司）；752N紫外可見分光光度計(jì)（上海精密學(xué)有限公司）；離心機(jī)（上海常思工貿(mào)有限公司）；分析天平。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 大黃素標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制量取大黃素粉末25mg，用甲醇溶解后甲醇定容到25mL，搖勻，即得濃度為0.1mg·m L-1的大黃素標(biāo)準(zhǔn)樣液。分別取大黃素的甲醇溶液0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2mL，再用5%的醋酸鎂甲醇溶液定容到10mL即得大黃素標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)樣。以5%的醋酸鎂甲醇溶液為參比，在532nm處測定其吸光度，每份3次。以吸光度A為縱坐標(biāo)、大黃素標(biāo)準(zhǔn)品質(zhì)量濃度C（mg·mL-1）為橫坐標(biāo),建立大黃素校準(zhǔn)曲線并用最小二乘法作線性回歸,得到的線性回歸方程見圖1。擬合得線性回歸方程為A=17.912C，R2=0.9835。

圖1 大黃素標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.1 Standard curve of emodin

1.2.2 超聲波提取蕎麥七蒽醌的優(yōu)化工藝條件確定首先，對提取溫度、乙醇體積分?jǐn)?shù)、提取時(shí)間和料液比進(jìn)行單因素試驗(yàn)，然后在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上確定L9（34）正交試驗(yàn)工藝參數(shù)范圍，最后通過正交試驗(yàn)確定蕎麥七蒽醌類化合物的最佳提取工藝條件[2]。

（1）最佳溫度的確定準(zhǔn)確稱取蕎麥七粉末5.0g，放入燒杯中，在相同的乙醇濃度，相同的時(shí)間，相同的料液比，溫度分別為30、40、50、60、70℃下，超聲波提取，過濾，收集濾液，棄沉淀，濃縮，再趁熱加入一定量沸騰的強(qiáng)氧化鈣飽和溶液，趁熱過濾，收集濾液，然后再濃縮，冷卻，再加入過量的鹽酸溶液，等沉淀完全后，過濾，沉淀物用5%的乙酸鎂甲醇溶液溶解成25mL，即得樣品溶液，按2.1.1法測定吸光度值。并根據(jù)下式計(jì)算出蕎麥七樣品中蒽醌的提取得率。

提取得率/mg·g-1=CV/M

式中C：校準(zhǔn)曲線中蒽醌的質(zhì)量濃度，mg·m L-1；V：稀釋體積；m：樣品質(zhì)量，g。

（2）最佳提取乙醇體積分?jǐn)?shù)的確定在相同的溫度，相同的料液比，相同的時(shí)間下，料液比分別為50%、60%、70%、80%、90%下，按前法提取測定。

（3）最佳時(shí)間的確定在相同的溫度，相同的乙醇體積分?jǐn)?shù)，相同的料液比下時(shí)間分別為20、30、40、50、60min下，按前法進(jìn)行提取測定。

（4）最佳料液比的確定在相同的乙醇體積分?jǐn)?shù)，相同的溫度，相同的時(shí)間下，料液比分別為1∶8、1∶11、1∶14、1∶17、1∶20mg·mL-1下按前法進(jìn)行提取測定。

將每次提出來的東西都溶解在5%醋酸鎂甲醇溶液中定容至25mL，即為樣品溶液，然后將樣品溶液放在紫外-可見分光光度計(jì)在532nm處測定每份吸光度。

1.2.3 正交試驗(yàn)在單因素試驗(yàn)考察基礎(chǔ)上，采用正交試驗(yàn)L9（34）進(jìn)一步優(yōu)化提取條件，因素水平表見表1。

表1 L9（34）正交試驗(yàn)水平因素Tab.1 Orthogonal test of L9（34）

2 結(jié)果與討論

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 溫度對蕎麥七總蒽醌提取得率的影響

圖2 溫度對提取率的影響曲線Fig.2 Effect of temperature on extraction

由圖2可知，其他條件不變，只有溫度變化時(shí)，在30～50℃之間提取率隨溫度上升，在50℃時(shí)提取蒽醌得率最高，70℃是最少，隨著溫度的升高粒子運(yùn)動加快，加速成分的溶解，所以提取得率升高。50～70℃時(shí)蒽醌類的提取率開始下降，這可能是由于過高的溫度對蒽醌類化合物的活性成分產(chǎn)生破壞，導(dǎo)致提取量下降

2.1.2 乙醇濃度對蕎麥七總蒽醌提取得率的影響

圖3 乙醇濃度對提取率的影響Fig.3 Effect of alcohol concentration on extraction

由圖3可知，在一定濃度范圍內(nèi)，隨著乙醇濃度的提高,蕎麥七蒽醌類化合物提取率逐漸上升，可能因?yàn)榇蟛糠州祯且兹苡谟袡C(jī)溶劑的，隨著乙醇濃度的增加，有機(jī)溶劑的濃度在增加，從而浸出的蒽醌也就多了。乙醇體積分?jǐn)?shù)為80%左右時(shí)達(dá)到最大值，而當(dāng)乙醇濃度過高時(shí)，提取率又會開始下降，其原因可能是乙醇濃度高時(shí)，水溶性蒽醌類化合物溶出量降低，而脂溶性成分溶出量上升，致使蒽醌類化合物的提取率反而降低。

2.1.3 提取時(shí)間對蕎麥七總蒽醌提取得率的影響

圖4 時(shí)間對提取率的影響Fig.4 Effectof time on extraction

由圖4可知，20～40min變化緩慢，從40到50min提取率急劇增加，可能因?yàn)樵谶@個(gè)時(shí)間段內(nèi)，成分在逐漸浸出，隨著時(shí)間變化，在這段時(shí)間內(nèi)成分浸出充分已經(jīng)接近最大量，但隨著時(shí)間繼續(xù)延長，部分乙醇揮發(fā),而且長時(shí)間的超聲波處理會使蒽醌類化合物的某些成分受到影響，因而提取效果會下降。

所以提取時(shí)間在50min左右最好。

2.1.4 提取料液比對蕎麥七總蒽醌的提取得率影響

圖5 料液比對蒽醌提取率的影響Fig.5 Effectof solid-liquid ratio on extraction

由圖5可知，從1∶8到1∶17提取率在不斷上升，由于在一定的料液比下才能更好的浸出里面的成分，但料液比過高或過低都不能有效浸出多的成分，并且在實(shí)驗(yàn)過程中也會有大量損失，1∶17時(shí)提取率最大，當(dāng)料液比大于1∶17時(shí)，提取率又在不斷下降，所以料液比應(yīng)該在1∶17左右進(jìn)行實(shí)驗(yàn)比較好。

2.2 蕎麥七總蒽醌提取的優(yōu)化

表2 L9（34）正交試驗(yàn)結(jié)果Tab.2 Resultof orthogonal testof L9（34）

由表2可知,極差R的數(shù)值直觀反映出各因素對蕎麥七蒽醌類化合物提取率影響大小的順序，各因素對總蒽醌類提取率的影響程度從強(qiáng)到弱依次是：提取時(shí)間＞乙醇的體積分?jǐn)?shù)＞料液比＞溫度。超聲提取的優(yōu)化條件是A2B2C3D3，即蕎麥七中總蒽醌超聲提取最佳條件為提取溫度50℃、乙醇濃度80%、料液比1∶20（g·mL-1）、提取時(shí)間60min。

4 結(jié)論

傳統(tǒng)工藝有浸漬法，滲漉法，煎煮法，回流提取法，連續(xù)回流提取法，這些方法都屬于“相似相溶”原理，因此，這些方法提取成分時(shí)，由于存在多種成分相互相溶作用，情況很復(fù)雜。所以這些方法很難有固定模式。而對于超臨界萃取技術(shù)，超臨界設(shè)備的投資較大，適合做臨界流體的溶劑不多，所以會限制應(yīng)用范圍。而超聲波提取技術(shù)是利用超聲波來進(jìn)行空化效應(yīng)和引發(fā)化學(xué)反應(yīng)，形成瞬間空化高溫和局部高壓，加速藥材中有效成分溶解于溶媒中，以提高有效成分的提取率[2]，與常規(guī)提取法相比，其有提取時(shí)間短，產(chǎn)率高，無需加熱等優(yōu)點(diǎn)，而且超聲波提取是個(gè)物理過程，其間無化學(xué)反應(yīng)，減少了生物活性物質(zhì)的改變[3，4]。通過單因素和正交試驗(yàn)，優(yōu)化了超聲波法提取蕎麥七蒽醌類化合物的工藝條件，其中超聲提取時(shí)間和乙醇的體積分?jǐn)?shù)的影響比較大。

［1］武婷，李楠，李潔.蒽醌類物質(zhì)的研究近況［J］.生命科學(xué)儀器，2005，3（8）:42.

［2］萬水昌，王志祥，樂龍，等.超聲提取技術(shù)在中藥及天然產(chǎn)物提取中的應(yīng)用［J］.西北藥學(xué)雜志，2008，23（1）:60-62.

［3］王曉梅，蘇安明，段虹，等.超聲波輔助提取朱砂七總蒽醌的工藝研究［J］.廣東化工，2010，37（11）:26-27.

［4］沈文娟，岳亮，何英翠，等.天然藥物常用提取技術(shù)與方法研究概況［J］.中南藥學(xué)，2011，9（2）:128-129.

Study on extraction of an thraquinone from girald pteroxygonum root by ultrasonicm ethod*

LIU Fan，WANG Xiao-mei，YANG Chun-juan
（College of Chemistry and Chemical Engineering,BaojiUniversity of Arts and Sciences，Baoji721013，China）

The girald pteroxygonum root was extracted by ultrasonic method.The appropriate temperature, ethanol concentration,ratio of solid to liquid and extraction time were investigated by single factor experiment.The optimal extraction processwas obtained by orthogonal testwhich were extraction temperature 50℃,extraction time 60min,ratio of solid to liquid 1∶20,alcohol concentration 80%.The extraction time has largest effect,and the influence of temperature is least.

girald pteroxygonum root；total anthraquinone；ultrasonic extraction；orthogonal experiment

O629

A

1002-1124（2014）07-0004-03

2014-04-16

陜西省科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目（2010K01-201）；寶雞文理學(xué)院重點(diǎn)項(xiàng)目（ZK12013）

劉帆（1991-），女，2010級本科生，研究方向：制藥工程。

王曉梅，女，副教授，博士，研究方向：植物藥的基礎(chǔ)與應(yīng)用研究。