超聲波法提取菊花中總黃酮的研究

蒲曉輝，郭 允，趙 輝，袁 琦，楊 浩

(1. 河南大學(xué) 藥學(xué)院，河南開封 475004；2. 鄭州市衛(wèi)生學(xué)校，河南鄭州 450005)

菊花是菊科植物菊花 Chrysanthemum morifolium Ramat 的干燥頭狀花序，是我國常用中藥，具有疏風、清熱、明目、解毒之功效。主要治療頭痛眩暈、 目赤 、心胸煩熱、 疔瘡、 腫毒等癥[1]?，F(xiàn)代藥理研究[2]表明，菊花具有治療冠心病、降低血壓 、預(yù)防高血脂等多種藥理活性。菊花的化學(xué)成分比較復(fù)雜,含有黃酮類、揮發(fā)油、內(nèi)酯、菊花素、刺槐苷、蒙花苷、菊苷、木樨草素等物質(zhì)[3-4]，其中黃酮類化合物是其主要有效成分 。黃酮類化合物又稱生物類黃酮, 是以色酮環(huán)與苯環(huán)為基本結(jié)構(gòu)的一類化合物的總稱, 黃酮類化合物分布廣泛, 種類繁多, 具有多種生物活性, 除具有抗菌、消炎、抗突變、降壓、清熱解毒、鎮(zhèn)靜、利尿等作用外, 在抗氧化、防癌、抑制脂肪酶等方面也有顯著效果[5]。是一種重要的具有開發(fā)前景的天然有機抗氧化劑[6-7]。

有關(guān)野菊花、懷菊花、嘉白菊等菊花中黃酮類物質(zhì)提取工藝的研究已有報道, 但關(guān)于觀賞性菊花中總黃酮超聲波法提取工藝的研究較少。為了有效的開發(fā)和利用藥材資源，充分提取其所含總黃酮成分，考慮其能否作為中藥材加以利用，本課題采用有機溶劑浸泡并結(jié)合超聲波法提取菊花中總黃酮的方法, 并通過單因素及正交實驗確定超聲波法提取菊花中總黃酮的最佳工藝,為提高菊花中總黃酮的提取率提供理論依據(jù)。

1 儀器和試劑

1.1 儀器

島津 UV 1600 型紫外可見分光光度計 (日本島津公司)；AS3120超聲波清洗器(天津奧特賽恩儀器有限公司)；SHB-Ⅲ循環(huán)水式多用真空泵(鄭州長城科貿(mào)工有限公司)。

1.2 試劑

蘆丁對照品(中國藥品生物制品檢定所，批號:100080-200707)；體積分數(shù)為95%乙醇，亞硝酸鈉，硝酸鋁，氫氧化鈉；菊花來自于開封觀賞性菊花。

2 實驗方法與結(jié)果

2.1 比色原理和最大吸收波長的選擇

菊花中含有多種黃酮類化合物，其黃酮母核所含的游離羥基，在適當?shù)慕橘|(zhì)條件下能與金屬鋁離子形成絡(luò)合物而顯色。顯色后對照品和供試品溶液的吸收光譜均在波長510 nm處有最大吸收，因此測定波長選擇510 nm[8]。由于蘆丁和黃酮類化合物均是以2-苯基色原酮為母核的結(jié)構(gòu), 具有相同的吸光度測試性質(zhì), 均于510 nm 處有最大吸收峰, 所以采用蘆丁為對照品測定菊花中總黃酮的含量。

2.2 標準工作曲線的繪制

精密稱取0.015 0 g蘆丁對照品，置于50 mL容量瓶中，加入體積分數(shù)為70%乙醇定容，搖勻即得標準液。精密量取已制備的對照品溶液0.0, 0.5，1.0，1.5，2.0，3.0,3.5 mL，分別置于10 mL容量瓶中，各加入體積分數(shù)為5%亞硝酸鈉溶液0.3 mL，搖勻，放置6 min，加入體積分數(shù)為10%硝酸鋁溶液0.3 mL，搖勻，放置6 min，加入體積分數(shù)為4%氫氧化鈉溶液4 mL，再用體積分數(shù)為30%乙醇稀釋至刻度，搖勻，放置15 min。以相應(yīng)的試劑溶液作參比，于510 nm處測定吸光度。以吸光度A為縱坐標，蘆丁濃度c為橫坐標，得回歸方程為Y= -0.00 914 + 0.11 595x，相關(guān)系數(shù)為0.99 996，線性范圍為0.000～7.357 g/L，見表1，圖1。

表1 不同濃度蘆丁標準溶液的吸光度

圖1 以蘆丁為對照品所制標準工作曲線

2.3 測定方法

準確稱取1.00 g菊花粉末于50 mL的三角燒瓶中，加入一定量一定濃度的乙醇，在一定溫度下超聲處理，趁熱減壓抽濾定容至100 mL，吸取1.5 mL該溶液定容至25 mL,參照標準曲線的測定方法，在510 nm 處測定吸光度值,以蘆丁為對照品,按下式計算菊花中總黃酮提取率:

黃酮提取率(%) = (總黃酮質(zhì)量濃度×稀釋倍數(shù)) /樣品質(zhì)量×100%

2.4 各因素適宜水平的確定

分別對乙醇濃度、料液比和提取時間進行單因素實驗，確定個因素的適宜取值范圍，以選擇正交實驗因素水平。

2.4.1 提取時間對總黃酮提取率的影響 用體積分數(shù)為70%的乙醇在料液比1∶20的條件下, 分別提取10、15、20、25、30 min, 考察提取時間對提取率的影響，見表2，圖2。

表2 提取時間對提取率的影響

圖2 提取時間對菊花總黃酮提取率的影響

2.4.2 料液比對總黃酮提取率的影響 分別在料液比1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30的條件下,用體積分數(shù)為70%的乙醇提取20 min,考察料液比對提取率的影響,見表3，圖3。

表3 料液比對提取率的影響

圖3 料液比對菊花總黃酮提取率的影響

2.4.3 乙醇濃度對總黃酮提取率的影響 乙醇浸提的選擇性好, 滲透性強, 浸出率較高。在料液比1∶20的條件下,分別用用體積分數(shù)為50%、60%、70%、80%、90%的乙醇提取20 min，考察乙醇濃度對提取率的影響。

表4 乙醇濃度對提取率的影響

圖4 乙醇濃度對菊花總黃酮提取率的影響

2.5 超聲波法正交試驗

通過單因素試驗確定各因素的適宜水平, 以乙醇濃度、料液比和提取時間為研究對象, 進行L9( 34)正交試驗, 以確定超聲波法提取菊花中總黃酮的工藝，見表5。正交試驗設(shè)計及結(jié)果,見表6。

表5 菊花中總黃酮提取工藝正交因素水平

表6 不同因素作用下總黃酮提取率正交試驗結(jié)果

比較各因素的極差可知R1最大，故A對實驗結(jié)果的影響最大，其次是C和B。再比較各因素不同水平的綜合平均值，以A因素為例，K1>K2>K3，所以A1水平最優(yōu)；B對提取效果的影響不大，B因素的最優(yōu)水平選取B1；C因素的最優(yōu)水平選取為C1，所以最佳提取條件為A1B1C1。

超聲波法提取混雜品種菊花中總黃酮的最佳工藝條件為：乙醇濃度70%,料液比1∶20，提取時間30 min。在最優(yōu)條件下超聲波法提取菊花中總黃酮吸光度值為0.613，計算得菊花中總黃酮含量為8.94%。

3 結(jié)論

我們的實驗利用超聲波技術(shù)通過正交試驗法對菊花總黃酮的提取工藝進行了優(yōu)化, 得到最佳工藝參數(shù): 乙醇體積分數(shù)為70%, 超聲時間為30 min, 料液比1∶20。結(jié)果表明觀賞性菊花不僅具有良好的社會效益，而且具有潛在的經(jīng)濟效益。用該工藝提取菊花總黃酮工藝簡單、提取時間短, 提取率高, 溶劑耗量少、不產(chǎn)生污染，與傳統(tǒng)煎煮法相比，克服了藥材細粉易凝聚、易焦化的弊端，具有較好的應(yīng)用前景。

參考文獻：

[1] 張 健，李友賓，錢大瑋，等．菊花化學(xué)成分及藥理作用研究進展[J].時珍國醫(yī)國藥,2006,17(10):1 941-1 942.

[2] 張清華，張 玲．菊花化學(xué)成分及藥理作用研究進展[J].食品與藥品, 2007,9(2):60-62.

[3] 國家中醫(yī)藥管理局《中華本草》編委會，中華本草(第七冊)[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社, 1999:461.

[4] 顧瑤華，秦民堅．我國藥用菊花的化學(xué)及藥理學(xué)研究新進展[J].中國野生植物資源, 2004,23(6):7.

[5] 陸松侯,施兆鵬．茶葉審評與檢驗[M]. 3版. 北京: 中國農(nóng)業(yè)出版社, 2001:57.

[6] 方世輝,徐國謙,夏 濤, 等．花茶窨制中幾個主要因子對花茶香氣的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報, 2004,31(4):440-445.

[7] 李永菊,朱成科．花茶窨制中主要因素對花茶品質(zhì)的影響[J].茶葉科學(xué)技術(shù),2006(3):7-8.

[8] 伍曉春．超聲波輔助提取菊花總黃酮的工藝研究[J].中國釀造,2008,19(196):57.