野葛葛粉與總黃酮連續(xù)提取工藝研究△

譚小燕，王毅，2，賈晗，王立青，林中翔，黃靜

(1.重慶三峽醫(yī)藥高等?？茖W(xué)校，重慶 萬(wàn)州 404000；2.西南交通大學(xué)，四川 成都 610031；3.四川大學(xué)華西藥學(xué)院，四川 成都 610041)

中藥工業(yè)

重慶市教委科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目(KJ111803)

*

黃靜，教授，研究方向：天然藥物活性與NMR模式識(shí)別；E-mail：txyscu@163.com

野葛葛粉與總黃酮連續(xù)提取工藝研究△

譚小燕1，王毅1，2，賈晗1，王立青1，林中翔1，黃靜3*

(1.重慶三峽醫(yī)藥高等?？茖W(xué)校，重慶 萬(wàn)州 404000；2.西南交通大學(xué)，四川 成都 610031；3.四川大學(xué)華西藥學(xué)院，四川 成都 610041)

目的獲得連續(xù)提取野葛葛粉和總黃酮的生產(chǎn)工藝。方法測(cè)定野葛提取葛粉前后總黃酮含量變化，為獲得提取葛粉后殘?jiān)偬崛】傸S酮的理論依據(jù)；采用正交試驗(yàn)優(yōu)化總黃酮的提取工藝，最后確定整個(gè)連續(xù)提取工藝并進(jìn)行中試生產(chǎn)驗(yàn)證。結(jié)果野葛提取葛粉后殘?jiān)锌傸S酮?dú)埩袅拷?，值得進(jìn)一步提取總黃酮?？傸S酮的提取工藝條件經(jīng)優(yōu)化后確定為8倍量的80%乙醇為溶劑，回流提取1.5 h，連續(xù)提取3次。結(jié)論工藝經(jīng)中試生產(chǎn)驗(yàn)證，穩(wěn)定可行，但需進(jìn)一步優(yōu)化。

野葛；葛粉；總黃酮；正交設(shè)計(jì)；連續(xù)提取工藝

野葛Puerarialobata(Willd.)Ohwi為豆科葛屬植物，其干燥塊根入藥[1]。野葛根富含人體必需的13種氨基酸和鐵、鈣、硒、鋅、鍺等微量元素[2]，還含有豐富的黃酮類物質(zhì)[3]。野葛根既是傳統(tǒng)的中藥，又是很好的保健食品，葛根淀粉暢銷國(guó)內(nèi)外[4-6]，以葛根或者有效成分入藥的藥品也日漸增多，資源市場(chǎng)需求量大。渝東北山區(qū)野葛分布廣泛，資源極豐富，然而該地區(qū)目前沒有對(duì)野葛作任何開發(fā)利用[7-8]。若能綜合開發(fā)利用野葛將對(duì)山區(qū)人民脫貧致富產(chǎn)生重要意義。然而，目前國(guó)內(nèi)主要對(duì)野葛根的加工局限在只提取葛粉或總黃酮[9-11]，葛粉主要用于開發(fā)一些保健食品，黃酮類有效成分主要用于成藥的生產(chǎn)和粗提取物的出口。對(duì)野葛的葛粉和黃酮類成分進(jìn)行綜合連續(xù)提取放大的工藝卻鮮有報(bào)道。本研究首先測(cè)定野葛提取葛粉前后總黃酮的含量變化，以確定提取葛粉后是否還有繼續(xù)提取黃酮類成分的必要，然后對(duì)總黃酮的提取工藝進(jìn)行優(yōu)化，最終確定從野葛中連續(xù)提取葛粉與總黃酮的工藝，并放大中試生產(chǎn)。

1 儀器與材料

1.1 儀器

METTLER TOLEDO PL1501-S電子秤[梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司]，DHG-9140A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(上海一恒科技有限公司)，HX-500A型高速中藥粉碎機(jī)(浙江省永康市溪岸五金藥具廠)，200型多功能提取罐(長(zhǎng)沙藥用機(jī)械廠)，LD25-2低速自動(dòng)離心機(jī)、U-2800分光光度計(jì)(UV2300)、特殊減壓抽濾裝置(四川大學(xué)華西藥學(xué)院天然藥物系自主設(shè)計(jì))。

1.2 材料

95%乙醇(分析純)，葛根素對(duì)照品(中國(guó)食品藥品檢定研究院，批號(hào)：110753-200912)。

野葛采自渝東北開縣譚家鄉(xiāng)山區(qū)。于2011年8月、12月，2012年1月、4月的每月9日(或前后2日)選取生長(zhǎng)年限一致、粗細(xì)相近的野葛根采挖，然后洗凈泥沙，切成2～3 mm薄片，自然干燥。

2 方法與結(jié)果

作者通過前期對(duì)渝東北山區(qū)野葛葛粉和總黃酮含量動(dòng)態(tài)變化測(cè)定，已知該地區(qū)野葛的葛粉含量在8.9%～25.3%，總黃酮含量約2%～9%，并建立了總黃酮含量測(cè)定的方法[12]。為了解野葛提取葛粉后殘?jiān)欠裼性偬崛±玫谋匾?，須先搞清楚樣本提取葛粉前后總黃酮含量的變化。

2.1 野葛提取葛粉前后總黃酮含量變化測(cè)定

前期對(duì)渝東北山區(qū)野葛葛粉和總黃酮含量動(dòng)態(tài)變化研究中，已建立的總黃酮含量測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)曲線線性回歸方程為Y=74.288X+0.009 1，r=0.999 5[12]。本次選擇了4、8、12月的野葛樣本，各稱取1 kg，用錘子壓扁成細(xì)絲而不成粉(防止粉碎成粉末后水沉降葛粉時(shí)粉末混在其中)，加入8倍量水浸泡1 h，洗滌，過濾，連續(xù)重復(fù)洗滌濾渣3次，得濾渣，將濾渣45 ℃恒溫烘烤6 h后得干燥濾渣。各精密稱取殘?jiān)? g，按照之前研究的方法測(cè)定4、8、12月份采集野葛總黃酮的含量。

野葛提取葛粉前后總黃酮含量見表1。根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)顯示，無(wú)論提取葛粉前總黃酮含量多高，提取葛粉后殘?jiān)锌傸S酮含量只減少約50%，表明殘?jiān)羞€含有大量黃酮類化合物，有必要對(duì)殘?jiān)械狞S酮類成分再提取利用，而目前一些葛粉加工企業(yè)只提取葛粉，丟掉殘?jiān)?，?shí)屬浪費(fèi)資源。

表1 野葛提取葛粉前后總黃酮含量

2.2 野葛總黃酮提取工藝優(yōu)化

2.2.1 平行試驗(yàn)考察總黃酮提取方式 將1月份采集的野葛樣本粉碎成粉末，分別精密稱取2 g置250 mL圓底燒瓶中，共3份，各加70%乙醇100 mL，第1份采取恒溫80 ℃回流0.5 h，第2份采取超聲0.5 h，第3份采取溫浸1 h，再過濾得濾液，每份再重復(fù)提取2次后，分別合并濾液，將濾液濃縮至干，真空干燥后稱量，計(jì)算提取率。結(jié)果回流提取率為11.6%，超聲提取率為9.5%，溫浸提取率為9.0%。因此總黃酮提取方式選擇提取率最高的回流提取。

2.2.2 正交試驗(yàn)優(yōu)化總黃酮提取工藝 采用L9(34)正交表進(jìn)行試驗(yàn)，以野葛總黃酮提取率為指標(biāo)，考察溶劑乙醇的濃度(A)、提取時(shí)間(B)、提取溶劑用量(C)3種因素對(duì)提取結(jié)果的影響，因素水平見表2。

表2 葛根總黃酮提取正交試驗(yàn)因素水平表

據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道[13]，條件一定時(shí)，溫度越高總黃酮提取率越高，但到達(dá)70 ℃之后變化不明顯。常壓下溶劑系統(tǒng)在70～80 ℃沸騰，故本實(shí)驗(yàn)溫度選擇80 ℃，回流提取，其他參照表2安排試驗(yàn)，每次實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次，將所得提取液按照上述方法測(cè)定總黃酮含量，計(jì)算總黃酮提取率，結(jié)果見表3，方差分析見表4。

表3 葛根總黃酮提取正交試驗(yàn)

表4 葛根總黃酮提取方差分析

注：F0.05(2，2)=19.0

根據(jù)表3的正交試驗(yàn)結(jié)果直觀分析發(fā)現(xiàn)，對(duì)總黃酮提取率的影響順序是A>B>C，表4方差分析可知因素A(乙醇濃度)對(duì)總黃酮的提取率影響具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，是主要影響因素。因此，確定最佳組合工藝為A2B2C2，即8倍量的80%乙醇為溶劑，回流提取1.5 h，為提取總黃酮的最佳工藝條件。按此條件進(jìn)行3次重復(fù)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，得其提取率為11.78%、11.72%、11.75%，與正交試驗(yàn)5號(hào)結(jié)果相近，重現(xiàn)性良好，工藝穩(wěn)定可行。

2.3 野葛葛粉和總黃酮連續(xù)提取工藝確定

根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道[14-16]、民間經(jīng)驗(yàn)總結(jié)與2.2.2實(shí)驗(yàn)工藝的優(yōu)化，通過中試放大驗(yàn)證，最終確定了連續(xù)提取工藝流程。首先將采挖的新鮮野葛由傳送帶送至清洗池清洗泥沙(廢水需經(jīng)沉降處理后循環(huán)使用)，再將洗凈的野葛傳至粉碎機(jī)粉碎，再進(jìn)入磨漿機(jī)加2倍量清水磨漿，漿液直接通過篩分機(jī)(80～100目篩)過濾，漿液進(jìn)入沉降池沉降，完全沉降后，放出上層水液，再用2倍體積清水?dāng)噭?，再沉降，漂?次后，得葛粉沉淀，將葛粉取出曬干或60 ℃烘干即可；過濾后的濾渣進(jìn)入恒溫45 ℃干燥房干燥6 h，再加入到多功能提取罐，加8倍量80%乙醇回流提取1.5 h，連續(xù)提取3次，濃縮提取液得總黃酮浸膏，真空干燥得野葛總黃酮粉末。

3 討論

提取葛粉后殘?jiān)锌傸S酮含量只減少約50%，表明殘?jiān)羞€含有大量黃酮類化合物，有必要對(duì)殘?jiān)械狞S酮類成分再提取利用。提取葛粉前后總黃酮含量減少部分應(yīng)存在于提取的葛粉中，證明葛粉中確實(shí)含有豐富的黃酮類化合物，具有相應(yīng)的保健作用，與市場(chǎng)產(chǎn)品宣傳相符。

通過采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法對(duì)總黃酮的提取工藝進(jìn)行了優(yōu)化，獲得了提取葛根中總黃酮的最優(yōu)提取工藝，并進(jìn)行了重復(fù)驗(yàn)證和中試放大，結(jié)果較為滿意。但對(duì)于葛粉的提取基本采用傳統(tǒng)工業(yè)提取葛根淀粉工藝，與傳統(tǒng)紅薯淀粉、土豆淀粉的提取相似，此工藝生產(chǎn)運(yùn)用歷史悠久，故未做該工藝考察。

綜合連續(xù)提取葛粉和總黃酮工藝首次在渝東北地區(qū)提出并實(shí)施，此工藝簡(jiǎn)單，易于在山區(qū)資源地帶建小工廠用于生產(chǎn)，實(shí)用性強(qiáng)，能最大限度開發(fā)利用當(dāng)?shù)匾案鹳Y源，推動(dòng)當(dāng)?shù)刂兴幉漠a(chǎn)業(yè)發(fā)展，帶領(lǐng)山區(qū)農(nóng)民致富。但目前仍存在一些問題需解決，例如：在大量提取葛粉部分如何處理廢水；野葛藥材采收時(shí)間只有5個(gè)月，如何統(tǒng)籌安排全年生產(chǎn)；如何做到可持續(xù)利用野葛資源等。

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StudyonContinuousExtractionTechnologyofStarchandTotalFlavonoidsfromPuerarialobata(Willd.)Ohwi

TANXiaoyan1，WANGYi1，2，JIAHan1，WANGLiqing1，LINZhongxiang1，HUANGJing3*

(1.ChongqingThreeGorgesMedicalCollege，Chongqing404000，China；2.SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China；3.WestChinaSchoolofPharmacy，SichuanUniversity，Chengdu610041，China)

Objective：To obtain a continuous extraction technology of starch and total flavonoids.MethodsFirst，detecting the total flavonoids content changes before and after starch extracted fromP.lobata.To obtain theoretical basis for re-extract residue after extraction starch.Then，use orthogonal test to optimize the extraction process of total flavonoids.Finally，determine the entire extraction process and conduct continuous pilot production authentication.ResultsThe total flavonoids content nearly 50% in residue，it is worth to further extract.Optimized extraction conditions of total flavonoids is 8 times solvent of 80% alcohol，reflux extraction 1.5 hours，repeated 2 times.ConclusionThe production process was enlarged validated，stability feasible，but need further optimization.

Puerarialobata(Willd.)Ohwi；Starch；Total Flavonoids；Orthogonal test；Continuous extraction technology

10.13313/j.issn.1673-4890.2014.06.012

2013-12-03)