微波輔助法提取老鸛草中總黃酮的工藝研究

趙志添，高 輝，于興華

微波輔助法提取老鸛草中總黃酮的工藝研究

趙志添，高 輝，于興華

（遼寧石油化工大學(xué)， 遼寧 撫順 113001）

采用微波輔助法提取老鸛草中總黃酮。首先通過單因素實(shí)驗(yàn)，考查提取液濃度、液料比、提取時(shí)間和微波功率對(duì)提取率的影響。再采用正交實(shí)驗(yàn)的方法對(duì)提取工藝進(jìn)行優(yōu)化，得到最優(yōu)工藝條件：乙醇濃度70.0%，液料比20.0 mL/g，提取時(shí)間120 s，微波功率385 W。實(shí)驗(yàn)表明總黃酮得率為1.738%。

老鸛草；總黃酮；微波提取

老鸛草[1]是一種少常見中草藥，價(jià)格較低。老鸛草為多年生的草本植物，夏、秋兩季果實(shí)接近成熟時(shí)進(jìn)行采割，捆成把，曬干，在我國(guó)和其他一些國(guó)家作為常用的藥材使用。中醫(yī)認(rèn)為，其性辛、苦、平，歸肝、腎、脾經(jīng)，是一種少常用中藥，具有祛風(fēng)濕、通經(jīng)絡(luò)、筋骨酸痛、泄瀉痢疾[2]等多種作用。

黃酮類、鞣質(zhì)、一些有機(jī)酸類以及揮發(fā)油等是老鸛草的主要有效成分，鞣質(zhì)和總黃酮兩種成份是老鸛草的乙醇提取物中的主要有效成份[3-7]。

黃酮類天然產(chǎn)物，具有抗氧化、抗腫瘤、抗炎、降血糖等作用。近年來。對(duì)該類功效成分的提取已受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的重視[8]。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器

YXYQ型循環(huán)水多用真空泵（山東淄博新華儀器廠）、調(diào)溫電熱套（北京市光明醫(yī)療儀器廠）、HANGPING JA5003電子天平（上海天平儀器廠）、WD800G（2450 MHz）微波儀（廣東格蘭仕集團(tuán)）ZX-1型真空干燥箱（大連新華真空設(shè)備廠）、蒸餾裝置一套（自制）。

1.2 實(shí)驗(yàn)材料

老鸛草（市售）、無水乙醇（分析純）、甲醇（色譜純）、明膠（廣東環(huán)凱生物科技有限公司）、無水硫酸銅（分析純）。

1.3 方法

老鸛草粉碎后過30目篩。準(zhǔn)確稱取一定量老鸛草粉末，按不同條件分別加入一定濃度、一定體積的乙醇溶液，制作為提取液，將提取液微波處理一定的時(shí)間以后，過濾。將濾液用明膠沉淀法去除鞣質(zhì)，即得總黃酮。

1.3.1 單因素實(shí)驗(yàn)

采用微波輔助乙醇萃取法對(duì)老鸛草中的總黃酮進(jìn)行提取，進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，乙醇濃度、對(duì)液料比、微波功率和微波時(shí)間四個(gè)因素對(duì)提取率的影響分別考察。

（1）乙醇濃度對(duì)總黃酮提取率的影響

稱取10.0 g老鸛草粉末，選擇功率231 W，微波時(shí)間選擇1 min，液料比為15.0 mL/g，乙醇水溶液體積濃度分別選擇50.0%、60.0%、70.0%、80.0%、90.0%，按照微波輔助乙醇萃取法進(jìn)行老鸛草中總黃酮的提取實(shí)驗(yàn)。

（2）液料比對(duì)總黃酮提取率的影響

稱取10.0 g老鸛草粉末，乙醇水溶液體積濃度選擇60.0%，微波功率選擇231 W，微波時(shí)間選擇1 min，液料比分別為10.0，15.0，20.0，25.0，30.0 mL/g，按照微波輔助乙醇萃取法進(jìn)行提取實(shí)驗(yàn)。

（3）微波時(shí)間對(duì)總黃酮提取率的影響

稱取10.0 g老鸛草粉末，乙醇水溶液體積濃度選擇60.0%，液料比為15.0 mL/g，選擇功率231 W，微波時(shí)間分別選擇1、1.5、2、2.5、3 min，按照微波輔助乙醇萃取法進(jìn)行老鸛草中總黃酮的提取實(shí)驗(yàn)。

（4）微波功率對(duì)總黃酮提取率的影響

稱取10.0 g老鸛草粉末，乙醇水溶液體積濃度選擇60.0%，液料比為15.0 mL/g，微波時(shí)間選擇1 min，微波功率分別選擇119 、231 、385 、539 W，按照微波輔助乙醇萃取法進(jìn)行老鸛草中總黃酮的提取實(shí)驗(yàn)。

1.3.2 總黃酮的分離和提取率的計(jì)算

總黃酮收率的測(cè)定：

總黃酮收率=（提取物質(zhì)量/老鸛草原料質(zhì)量）×100%

1.3.3 正交實(shí)驗(yàn)

選取乙醇濃度、料液比、微波時(shí)間、微波功率4個(gè)因素，采用三水平，設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)，并按設(shè)計(jì)方案進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)(表1)。

1.3.4 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

在正交實(shí)驗(yàn)所計(jì)算出的的最優(yōu)提取工藝條件下，進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。與正交實(shí)驗(yàn)9組實(shí)驗(yàn)結(jié)果作對(duì)比，看正交實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果是否為實(shí)際最佳工藝條件。

2 結(jié)果與討論

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 乙醇濃度對(duì)老鸛草中總黃酮收率的影響

由圖1可知，乙醇濃度或高或低都不利于老鸛草中總黃酮的提取。乙醇濃度較低時(shí)，提高乙醇濃度會(huì)增加總黃酮的收率。老鸛草中總黃酮在乙醇濃度為70.0%時(shí)，總黃酮收率較大。繼續(xù)增加乙醇濃度，收率明顯下降。由此可見，總黃酮在乙醇濃度為 70.0%時(shí)，溶解度比較大。乙醇濃度或高或低都會(huì)對(duì)總黃酮的溶解造成不利影響。

2.1.2 液料比對(duì)老鸛草中總黃酮收率的影響

由圖2可知，隨著溶劑用量的變化，料液比10.0～20.0 mL/g總黃酮收率呈上升的趨勢(shì)，隨后趨于平穩(wěn)。液料比為10.0 mL/g時(shí)溶劑太少，老鸛草中總黃酮不能全部溶于提取液；到達(dá)一定程度后，總黃酮基本全部溶解提取出來，再增加溶劑，總黃酮的收率也不會(huì)又提高。所以，從節(jié)省原料和環(huán)保的角度考慮，溶劑量或多或少都不合適，液料比為 20.0 mL/g進(jìn)行提取最為合適。

2.1.3 提取時(shí)間對(duì)老鸛草中總黃酮收率的影響

由圖3可知，在0.5 ～2.0 min之間微波時(shí)間延長(zhǎng)，總黃酮收率增加，隨著微波時(shí)間的延長(zhǎng)，老鸛草中總黃酮收率隨之減少，這是由于微波輻射在短時(shí)間內(nèi)對(duì)細(xì)胞膜的破碎作用比較大，溶出物增多。不過時(shí)間過長(zhǎng)時(shí)，老鸛草中總黃酮收率有所下降。這是因?yàn)槲⒉ㄗ饔脮r(shí)間過長(zhǎng)，溫度過高，溶液噴濺，造成損失。因此，選取微波時(shí)間為2.0 min為宜。

2.1.4 微波功率對(duì)老鸛草中總黃酮收率的影響

當(dāng)微波時(shí)間一定時(shí)輻射功率越高，輻射加強(qiáng)，對(duì)細(xì)胞膜的破碎作用越大，越有利于有效成份的浸出。

由圖4可知，在119～385 W之間時(shí)，隨著微波功率的加大產(chǎn)品的收率升高，在功率為385 W時(shí)，提取率最高，微波功率的繼續(xù)增大，微波功率過大，造成加熱升溫過快，提取液迅速沸騰、噴濺，收率反而迅速下降。由此選取微波功率為385 W為合適。

2.2 正交實(shí)驗(yàn)

按正交實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的微波提取老鸛草中總黃酮，結(jié)果及其分析如表2。

經(jīng)過計(jì)算得到表2，從極差值可以得出，影響老鸛草中總黃酮提取率的主次因素依次為：乙醇濃度 ＞ 微波功率 ＞ 液料比 ＞ 微波時(shí)間。

由圖5中各因素不同水平的均值可知，老鸛草中提取總黃酮的最優(yōu)工藝條件為乙醇濃度 70.0%，液料比20.0 mL/g，提取時(shí)間120 s，微波功率385 W。由表2中各因素的極差值可知，影響老鸛草中總黃酮得率的主次因素依次為：乙醇濃度 ＞ 微波功率＞ 液料比 ＞ 微波時(shí)間。

2.3 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

選取工藝條件為乙醇濃度 70.0%，液料比 20.0 mL/g，提取時(shí)間120 s，微波功率385 W，按照上述試驗(yàn)方法進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，總黃酮得率為1.738%。由此證明，乙醇濃度70.0%，液料比20.0 mL/g，提取時(shí)間120 s，微波功率385 W，確為最優(yōu)提取工藝條件。

3 結(jié) 論

采用微波輔助法提取老鸛草中總黃酮，工藝簡(jiǎn)單、提取率高。通過實(shí)驗(yàn)確定微波法提取老鸛草中總黃酮的最佳工藝條件為：乙醇濃度70.0%，液料比20.0 mL/g，提取時(shí)間120 s，微波功率385 W，按照上述試驗(yàn)方法進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，總黃酮得率為1.738%。

［1］劉娟,王良信.老鸛草的本草考證[J].中草藥,1992,23(5):276．

［2］中華人民共和國(guó)衛(wèi)生部藥典委員會(huì)．中華人民共和國(guó)藥典一部[M]．北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005:105．

［3］杜樹山,張文生,吳晨,等．毛蕊老鸛草化學(xué)成份研究[J]．中國(guó)中藥雜志,2003,28 (7):625．

［4］杜樹山,徐艷春,魏璐雪．毛蕊老鸛草水溶性化學(xué)成份研究[J]．中草藥,2003,34 (6):501-502．

［5］周海燕．老鸛草的研究概況[J]．國(guó)外醫(yī)藥:植物藥分冊(cè),1996,11(4):164-166．

［6］胡迎慶,劉岱琳,周運(yùn)籌,等．老鸛草的抗炎、鎮(zhèn)痛活性研究[J]．西北藥學(xué)雜志,2003,18(3):113-115．

［7］崔穎,羅永江,秦哲,等．老鸛草的乙醇提取物的急性毒性試驗(yàn)[J]．黑龍江畜牧獸醫(yī)（科技版）, 2010,4:145．

［8］侯彩霞,姚煥方,全燦．黃酮類天然產(chǎn)物功效成分提取和純化技術(shù)的研究進(jìn)展[J]．上?；?2012,37(6):27-31．

Study on the Extractive Technique of Total Flavonoids From Geranium Wilfordii by Microwave Extraction Method

ZHAO Zhi-tian,GAO Hui,YU Xing-hua
（Liaoning Shihua University, Liaoning Fushun 113001，China）

Microwave assisted method was used to extract flavonoids in geranium. First through the single factor experiment, influence of extract concentration, liquid to material ratio, extraction time and microwave power on the extraction yield was investigated. And orthogonal experiment method was used to optimize the extraction process, the optimal process conditions were obtained as follows: ethanol concentration 70.0%, liquid to material ratio 20.0 mL/g, extracting time 120 s, the microwave power 385 W. Under above conditions, flavonoids yield can reach to 1.738%.

Geranium; Flavonoids; Microwave extraction

TQ 028

： A

： 1671-0460（2015）05-0955-03

2015-03-18

趙志添（1985-），女，遼寧撫順人，助教，碩士，2011畢業(yè)于遼寧石油化工大學(xué)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)。E-mail：1985zzt@163.com。