超聲波輔助法提取紅景天苷工藝研究

高偉，李鳳林，李光耀，王昭曦

（吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院食品工程學(xué)院，吉林132101）

超聲波輔助法提取紅景天苷工藝研究

高偉，李鳳林，李光耀，王昭曦

（吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院食品工程學(xué)院，吉林132101）

采用超聲波法提取紅景天苷，對其提取工藝進行優(yōu)化。結(jié)果表明，優(yōu)化后提取紅景天苷的最佳工藝條件為：料液比為1：20，提取功率為70W，提取溫度為50℃，提取時間為40min，提取次數(shù)為3次，在此條件下，紅景天苷提取率為1. 638%.

紅景天苷；超聲波；提取

高山紅景天又稱作紅景天、高山景天、庫頁紅景天，是景天科紅景天屬多年生草本植物。該植物分布地域比較廣，多分布在東北、華北等地的高寒地區(qū)?，F(xiàn)我國發(fā)現(xiàn)七十多品種中，而真正具有藥效的卻不足十種。在吉林省內(nèi)主要分布在安圖、和龍、臨江、撫松、長白等縣，特別是在長白山區(qū)生長的高山紅景天，是我國中草藥寶庫中不可缺少的一種珍貴藥用植物。

我國從古時就有關(guān)于紅景天藥用的記載，在《神農(nóng)本草經(jīng)》中曾記載有“輕身益氣、不老延年”的作用。紅景天的主要生物活性成分有紅景天苷、酪薩維、苷元酪醇、二苯甲基六氫吡啶、草質(zhì)素甙紅景天甙、酪醇、沒食子酸、沒食子酸甲脂、β-谷甾醇、酪薩維等[1]。特別是紅景天苷經(jīng)過研究證實，它具有耐缺氧、抗衰老、調(diào)節(jié)免疫功能、解毒、鎮(zhèn)靜、抗炎等功效，對血壓、血糖具有雙向調(diào)節(jié)作用等，在營養(yǎng)和保健等方面都具有十分重要的意義。

本研究采用超聲波法提取紅景天苷，優(yōu)化其提取工藝，為能進一步開發(fā)和利用紅景天提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

高山紅景天購自吉林市吉林大藥房，經(jīng)吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院中藥教研室鑒定為植物R.Sachalin?ensis的干燥根和莖部；紅景天苷標品購于吉林寶生試劑公司；高純水（自制）；甲醇（色譜純）德國默克；其他試劑均為分析純。

1.2 主要儀器

1260高效液相色譜儀（安捷倫公司）；XS-10多功能粉碎機（上海先申科技有限公司）；RE-52AA型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器（鄭州南北儀器設(shè)備集團）；FA2104N電子天平（上海菁海儀器有限公司）；KQ-100DE臺式數(shù)控超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司）；Uitrospec-3300pro紫外/可見分光光度計（美國GE公司）；H2050R-1離心機（長沙湘儀儀器有限公司）；HH-S28恒溫水浴鍋（金壇市天宏實驗儀器廠）等。

1.3 提取方法

取適量紅景天根在100℃下烘干4h，然后將干狀紅景天根放入粉碎機粉碎，將制得的粉狀樣品過120目篩，備用。

準確稱取5g紅景天粉末，按照一定的料液比加入蒸餾水，放置于超聲波提取器中，按一定溫度、功率、時間進行超聲提取，超聲完成后抽濾凈化，在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上進行濃縮，測定其中紅景天苷含量并計算提取率[2-3]。

式中：m-紅景天苷含量；

M-樣品質(zhì)量。

1.4 分析測定方法

1.4.1 色譜條件色譜柱：Agilent TC-C18柱250* 4.6mm，5um；檢測波長：275nm；流動相：水/甲醇= 85/15；溫度：30℃；流速：1.0mL/min；進樣量：5μL。

1.4.2 供試樣品準備取紅景天藥材粉粹后過80目篩，精密稱定，置于超聲波提取器中，根據(jù)設(shè)定的工藝參數(shù)分別進行提取，提取完成后將提取液進行合并，抽濾，減壓蒸餾，最后將制得的提取液轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶中，用純水定容至刻度線，制得供試品溶液。

1.4.3 標準曲線繪制精密稱取紅景天苷對照品10mg，用甲醇在在燒杯中將其溶解后完全轉(zhuǎn)移至50mL容量瓶中，定容，搖勻，作為對照品溶液備用。

精密吸取紅景天苷對照品溶液用甲醇配制成濃度為2mg/mL的標準使用液。同時再用逐級稀釋的方法把紅景天苷對照品使用液分別稀釋成濃度為1.0，0.60，0.30，0.20，0.10mg/mL的紅景天苷對照品溶液，標準曲線見圖1。

設(shè)置儀器進樣為5μL，測得樣品的色譜圖及標準曲線，見圖2。經(jīng)過實踐研究后，確定吸光度（Y）與紅景天苷濃度（Xmg/mL）的線性回歸方程為：Y=4.667X~0.006，相關(guān)系數(shù)R=0.9985。

在該條件下，紅景天苷濃度的線性范圍為0~ 0.12mg/mL[4]。

1.4.4 精密度與準確度實驗將紅景天苷對照品在液相色譜中連續(xù)重復(fù)進樣7次，每次進樣5μL，根據(jù)7次獨立平行測試結(jié)果表明，紅景天苷峰面積的RSD為0.5%。

按上述方法在已知含量的紅景天苷中加入適量的紅景天苷對照品，平行操作7次，根據(jù)結(jié)果計算回收率為99.23%~104.86%平均為102.42%。RSD=1.14%，實驗證明了分析測試方法的精密度、準確度等符合要求。

圖1 對照品標準曲線

圖2 供試品標準曲線

1.5 試驗設(shè)計

1.5.1 單因素試驗精確稱取紅景天粉5.00g，將其置于100mL的三角燒瓶中，將高純水作為提取溶劑，固定超聲功率60W，超聲溫度60℃；超聲時間50min；提取次數(shù)為3次，分別設(shè)定料液比為1：5、1：10、1：15、1：20、1：25，用200目的紗篩過濾，將濾液減壓抽濾，最后用乙醇定容于100mL容量瓶中，得到測定紅景天苷含量并計算提取率[5]。

根據(jù)測定紅景天苷的含量確定最佳超聲功率，設(shè)定超聲功率在40、50、60、70、80W的條件下，依次將紅景天分別提取，通過不同種類的功率條件下測定的紅景天苷的提取率中確定最佳功率。依照上述方法分別得到最佳提取溫度和提取時間以及提取速度。

1.5.2 正交試驗單因素試驗確定最佳的提取工藝，以紅景天苷提取率為指標，需要對提取時間、選擇料液比例、提取次數(shù)、超聲波功率和超聲溫度進行5因素4水平L16（45）試驗設(shè)計[6-7]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同料液比對紅景天苷提取率影響

固定超聲功率（60W）、超聲溫度（60℃）;超聲時間（50min）;提取次數(shù)（3次），設(shè)定不同的料液比例，可見對紅景天苷提取率的影響（圖3）。從圖片（圖3）數(shù)據(jù)可以顯示出隨著液料比的增加，提取率升高，但料液比超過1：20后，紅景天苷的提取率反而降低，因此選1：20左右液料比比較適合。

圖3 料液比對提取率的影響

2.2 不同超聲功率對紅景天苷提取率影響見圖4。

圖4 超聲波功率對紅景天苷提取率的影響

圖4數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)超聲波提取功率小于70W時，紅景天苷含量隨著超聲波功率的不斷加大而持續(xù)增加。當(dāng)超聲波提取功率達到70W時，紅景天苷的含量已達到最大值。當(dāng)超聲波提取功率大于70W時，則紅景天苷的溶出量逐漸降低，導(dǎo)致紅景天苷的含量逐漸減少，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是溫度對傳質(zhì)效應(yīng)的影響。實驗表明超聲波功率的變換會影響熱量的產(chǎn)生，而熱量會促使溶質(zhì)的擴散。所以對于紅景天苷超聲的適宜功率為70W。

2.3 不同超聲溫度對紅景天苷提取率影響見圖5。

圖5 超聲波溫度對提取率的影響

圖5表明，紅景天苷溶出量會隨著超聲波溫度的改變而變化。通過數(shù)據(jù)說明超聲溫度小于50℃時，隨著超聲波溫度的增大溶出量會隨之增多。溫度升至于55℃時，溶出量達到最大?？僧?dāng)溫度大于50℃時，紅景天苷的溶出量卻呈現(xiàn)下降趨勢，分析產(chǎn)生這種情況的原因可能是溫度過高促使雜質(zhì)溶出量增加。所以對于紅景天苷超聲的適宜溫度是50℃。

2.4 不同超聲波時間對提取率的影響見圖6。

圖6 超聲波時間對提取率的影響

圖6表明，紅景天苷的溶出量會隨著超聲波時間影響而變化。當(dāng)超聲時間限制于50min之內(nèi)時，紅景天苷的溶出量會隨著時間的延長而增加，當(dāng)超聲時間超過50min時，紅景天苷的溶出量卻不再發(fā)生變化。所以對紅景天苷溶出量超聲的最佳時間為50min。

2.5 不同提取次數(shù)對紅景天苷提取率的影響見圖7。

圖7 提取次數(shù)對紅景天苷提取率的影響

圖7表明，不同次數(shù)的提取會對提取的效率有所影響。當(dāng)提取次數(shù)低于3次時，紅景天苷的提取率有明顯的增加，可當(dāng)提取次數(shù)超過3次后，雖然次數(shù)在不斷變化，但是紅景天苷的提取率卻增加緩慢。所以對紅景天苷最佳提取次數(shù)設(shè)置為3次。

3 正交試驗優(yōu)化提取工藝研究

見表1、表2。

表1 L16（45）因素水平表

由表1、表2可見，超聲波的溫度、功率、提取次數(shù)對紅景天苷的影響起著顯著的效果。依據(jù)數(shù)據(jù)，對紅景天苷提取率影響因素排序為超聲波溫度>超聲波功率>提取次數(shù)。

確定實驗結(jié)果的組合為當(dāng)超聲波溫度50℃，超聲波功率70W情況下，提取紅景天苷3次。

4 結(jié)論

超聲波輔助提取法是采用超聲波輔助溶劑進行提取，聲波產(chǎn)生高速、強烈的空化效應(yīng)和攪拌作用，利用超聲波的空化作用破壞植物的細胞壁，加速植物有效成分的溶出，縮短提取時間，提高提取率。

通過超聲波輔助提取法，在單因素實驗的基礎(chǔ)上，正交實驗結(jié)果表明:對于紅景天苷提取率的影響因素最顯著的是超聲波溫度，其次為超聲波功率，其他因素條件影響較小。由此可以確定紅景天苷的最佳提取條件是當(dāng)超聲波溫度為50℃，超聲功率為70w，料液比1：20,提取時間50min，提取3次。根據(jù)最佳提取方案進行驗證，可以得到紅景天苷的提取率為1.638%。在該情況下提取紅景天苷的提取率明顯高于正交實驗。也進一步的說明優(yōu)化結(jié)果的意義，為下一步開發(fā)和研究紅景天苷產(chǎn)品奠定了基礎(chǔ)。

[1]方勇.不同產(chǎn)地紅景天中紅景天多糖含量的測定和對比分析[[J]現(xiàn)代中西醫(yī)結(jié)合雜志，2011，20（31）：3 988-3 989.

[2]李志濤，孫金旭，祝鐵鋼，等.超聲波輔助提取紅景天苷工藝條件的優(yōu)化[J].食品研究與開發(fā)，2016，37（5）：1 937-1 939.

[3]張繼星，于寒松，王慧然，等.高山紅景天酪醇生物合成途徑的探討[J].2007（4）：56.

[4]王聰慶，陳娟.大孔樹脂分離純化紅景天苷工藝研究[J].中藥材，2011，34（12）：1 937-1 939.

[5]劉碩.紅景天苷通過氧化應(yīng)激機制及MAPKs途徑對反復(fù)力竭游泳大鼠心臟的保護作用研究[J].河北大學(xué)學(xué)報，2013（4）：78-82.

[6]徐寶軍，鄭毅男，李向高.紅景天屬植物研究新進展[J].中藥材，2006，23（9）：580-583.

[7]蘇波，王曉，姜艷，等.紅景天甙提取工藝的優(yōu)化研究[J].精細石油化工進展，2007，8（3）：22-24.

責(zé)任編輯：建德鋒

Study on Ultrasonic Assisted Extraction of Salidroside

GAOW ei，LIFenglin，LIGuangyao，WANG Zhaoxi

（Jilin AgriculturalScience and Technology University SchoolofFood Engineering,Jilin 132101）

In this study,used the ultrasonic extractionmethod of salidroside to optimize the extraction pro?cess.The results showed that the optimum extraction conditionswere solid-liquid ratio of 1:20,extracting power of70W，extracting temperature of50℃,extracting time of40min，extraction timesof3 times.Under this condi?tion,the extraction rate ofsalidrosidewas1.638%.

salidroside;ultrasonicwave;extraction

R 284.2

A

2017-03-15

吉林省教育廳十三五規(guī)劃課題（吉教科合字2014第［386］號）

高偉（1977-），女，吉林省遼源市人，副教授，研究方向：食品加工安全。