正交設(shè)計優(yōu)化艾納香總皂苷超聲提取工藝研究

李云萍，吳星星

(1.黔南民族師范學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院，貴州 黔南 558000；2.貴州省高校民族藥用植物資源開發(fā)工程研究中心，貴州 黔南 558000)

正交設(shè)計優(yōu)化艾納香總皂苷超聲提取工藝研究

李云萍1,2*，吳星星1

(1.黔南民族師范學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院，貴州 黔南 558000；2.貴州省高校民族藥用植物資源開發(fā)工程研究中心，貴州 黔南 558000)

以水飽和正丁醇為溶劑，人參皂苷Rg1為對照，采用香草醛顯色-分光光度法對艾納香中總皂苷提取影響因素進行研究，并采用L9(34)正交試驗優(yōu)選艾納香總皂苷提取工藝。結(jié)果表明，在影響艾納香皂苷得率的四個因素中，提取溫度(D)>料液比(C)>提取時間(A)>提取次數(shù)(B)，其中提取次數(shù)對總皂苷提取率影響不顯著。最佳提取工藝參數(shù)為：提取3次，每次加30倍量溶劑，在60℃下超聲30min。以此工藝提取，艾納香總皂苷的提取率可達到11.14%。

艾納香；總皂苷；提取工藝；正交設(shè)計

艾納香別名大風(fēng)艾、大葉艾等，為菊科植物艾納香Blumea balsamifera(L.)DC.的新鮮或干燥地上部分[1]。艾納香在我國主要分布于貴州、海南、云南、廣西等地，是黎族、苗族、壯族等少數(shù)民族的常用藥[2]。艾納香以嫩枝葉入藥，性溫、味辛、微苦，具有祛風(fēng)散瘀、活血解毒、促進皮膚再生等功效，可被用于治療濕疹皮炎、跌打損傷、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等[3]。此外，艾納香還具有抗氧化、抗癌和抗病毒等生物活性[4]。

根據(jù)現(xiàn)有的文獻報道，艾納香中的化學(xué)成分主要有揮發(fā)油、黃酮類、皂苷類、多糖類等[5]。目前對艾納香化學(xué)成分的研究主要集中在揮發(fā)油[6-7]、黃酮類[8-9]化合物的提取工藝、成分鑒定和活性測定等方面，對于艾納香中總皂苷的提取工藝研究及含量分析尚未有相關(guān)報道。皂苷是一類具有抗菌抗炎、抗腫瘤、活血化瘀等活性的天然產(chǎn)物，超聲提取可縮短提取時間，避免提取溫度過高破壞有效成分，而以水飽和正丁醇作為提取溶劑可減少溶出雜質(zhì)[10]。因此，本研究擬采用超聲提取技術(shù)，通過正交設(shè)計優(yōu)化艾納香中總皂苷的提取工藝，為艾納香資源進一步的合理利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 儀器與試劑

1.1 材料

艾納香干燥的葉，采自貴州羅甸，經(jīng)鑒定為菊科植物艾納香葉。烘干，粉碎并過40目篩備用。

1.2 儀器

CL-2型恒溫加熱磁力攪拌器(鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司)，JK-UVS-755B紫外分光光度計(上海精學(xué)科學(xué)儀器有限公司)，JK-LIC-480DE超聲波清洗機(上海精學(xué)科學(xué)儀器有限公司)，SHZ-DⅢ循環(huán)水真空泵(鄭州英峪予華儀器有限公司)，JY5002電子天平(上海方瑞儀器有限公司)，F(xiàn)A2204電子分析天平(上海舜宇光學(xué)科技有限公司)，移液槍(上海托莫斯科學(xué)儀器有限公司)，101電熱鼓風(fēng)干燥箱(北京科偉永興儀器有限公司)。

1.3 試劑

香草醛，冰醋酸，高氯酸，正丁醇均為分析純。人參皂苷Rg1對照品購自中國藥品生物制品檢定所(批號110023-200819)

2 方法與結(jié)果

2.1 人參皂苷Rg1對照品溶液的制備

準確稱取人參皂苷Rg1對照品5.80 g，用2.0 mL甲醇溶解，得到2.9 mg/mL的Rg1對照品溶液。

2.2 人參皂苷Rg1標準曲線的繪制

分別量取上述溶液0.0、0.05、0.10、0.15、0.20、0.25 mL于10 mL試管中，低溫烘干溶劑，待冷卻后加入5%香草醛-冰醋酸溶液0.3 mL，再加入高氯酸0.7mL。混勻，在60℃下水浴20min，取出并迅速冷卻。加入冰醋酸5.00 mL，混勻后再暗處放置30min，在535 nm波長處檢測吸光度[11]，并繪制標準曲線(圖1)。

圖1 人參皂苷Rg1標準曲線

2.3 艾納香總皂苷含量測定與計算

稱取一定質(zhì)量干燥至恒重的艾納香粉末，經(jīng)設(shè)定的實驗條件提取后過濾、旋干并用甲醇定容。取0.1 mL定容后的溶液按“2.2”顯色后，測量吸光度，按下列方程計算艾納香總皂苷的百分含量。

2.4 艾納香中總皂苷提取率單因素實驗

2.4.1 提取溫度對艾納香中總皂苷提取率的影響

準確稱取9份艾納香樣品各1.0 g，置于10 mL具塞試管中，加入水飽和的正丁醇20 mL，分別在30、35、40、45、50、55、60、65、70℃條件下超聲提取40min。濾過提取液，旋干，用5.00 mL甲醇定容。取0.10 mL定容后的溶液低溫下?lián)]干，按照“2.2”所述方法進行顯色、測定吸光度，并計算出總皂苷含量。實驗結(jié)果見圖2。

圖2 提取溫度對總皂苷提取率的影響

由圖2可知，提取率隨溫度的升高而升高。當溫度超過60℃后，提取率反而降低?？赡苁怯捎跍囟冗^高造成部分皂苷結(jié)構(gòu)被破壞。所以確定提取溫度不能超過60℃。

2.4.2 提取次數(shù)對艾納香中總皂苷提取率的影響

準確稱取4份艾納香樣品各1.0 g，置于10 mL具塞試管，加入水飽和的正丁醇20 mL，在50℃下超聲提取40min。按照提取次數(shù)的設(shè)定，對于提取兩次以上的樣品，可將過濾得到的濾渣重新加入正丁醇提取，以滿足提取次數(shù)的要求，最后合并濾液進行旋干，并用5.00 mL甲醇定容。剩余步驟同“2.4.1”。實驗結(jié)果見圖3。

圖3 提取次數(shù)對總皂苷提取率的影響

由圖3可知，提取次數(shù)對總皂苷的提取率有一定的影響，但當超過3次后，提取含量幾乎不變。所以確定提取次數(shù)的三個水平為1，2，3次。

2.4.3 提取時間對艾納香中總皂苷提取率的影響

準確稱取5份艾納香樣品各1.0 g，置于10 mL具塞試管中，加入水飽和的正丁醇20mL，在50℃條件下分別超聲提取20、30、40、50、60、70min。濾過提取液，旋干，用5.00mL甲醇定容。剩余步驟同“2.4.1”。實驗結(jié)果見圖4。

圖4 提取時間對總皂苷提取率的影響

由圖4可知，提取時間對總皂苷的提取率有較大影響，在50min以前，提取率隨時間的延長而升高。提取時間為50min時總皂苷提取率達到最大，超過50min反而減小。推測是因為過長的超聲時間會造成部分皂苷結(jié)構(gòu)被破壞。

2.4.4 料液比艾納香中總皂苷提取率的影響

圖5 料液比對總皂苷提取率的影響

準確稱取7份艾納香樣品各1.0g，置于10mL具塞試管中，分別加入水飽和的正丁醇10、15、20、25、30、35、40 mL，在50℃條件下分別超聲提取40min。濾過提取液，旋干，用5.00 mL甲醇定容。剩余步驟同“2.4.1”。實驗結(jié)果見圖5。

由圖5可知，總皂苷的提取率隨料液比的升高而增加。這是由于溶劑增多，有效成分的溶出率增高。但當料液比大于1:25后提取率基本不變。從節(jié)約溶劑的角度出發(fā)，選擇1∶10，1∶20，1∶30作為正交試驗的3個水平。

2.5 艾納香中總皂苷提取工藝優(yōu)化

根據(jù)上述單因素試驗結(jié)果，每個因素選定3個水平，因素水平見表1。按照L9(34)正交設(shè)計方案進行試驗，試驗結(jié)果見表2，并進行方差分析，見表3。

表1 正交試驗的因素水平

表2 艾納香總皂苷提取工藝正交試驗結(jié)果

表3 方差分析

注：F0.05(2,18)=3.55

根據(jù)提取工藝的正交試驗(見表2)和方差分析(見表3)可知，在4個影響總皂苷得率的因素中，提取次數(shù)(B)對總皂苷提取率影響不顯著(P>0.05)，其余三個因素對艾納香總皂苷提取率均有顯著影響(P<0.05)。R值表明，提取次數(shù)對總皂苷提取率影響最大。從平均得率來看艾納香總皂苷提取工藝最佳組合為A1B3C3D3。

3 結(jié)論

本文以艾納香中的總皂苷為研究對象，采用香草醛顯色-分光光度法測定總皂苷的含量，考察了提取時間(A)、提取次數(shù)(B)、料液比(C)、提取溫度(D)4個因素對總皂苷提取率的影響，并通過正交試驗得出最佳工藝。結(jié)果表明，4個因素對艾納香總皂苷得率的影響大小為D>C>A>B，最佳工藝為提取時間30min、提取溫度60℃、料液比30:1，提取次數(shù)3次，總皂苷的提取率達到11.14%。與以往研究相比，本文首次探討了艾納香中總皂苷的提取工藝，對艾納香的進一步合理利用提供參考。

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(本文文獻格式：李云萍，吳星星.正交設(shè)計優(yōu)化艾納香總皂苷超聲提取工藝研究[J].山東化工,2017,46(15):28-30.)

Optimization of Ultrasonic Extraction Process for Total Saponins fromBlumeaBalsamiferaby Orthogonal Test

LiYunping1,2,WuXingxing1

(1.College of Chemistry and Chemical Engineering, Qiannan Normal University for Nationalities, Qiannan 558000,China;2.Guizhou University National Medicinal Plant Resources Development and Engineering Research Center,Qiannan 558000,China)

Water saturated butanol was used as extracting solvent,the content of total saponins was determined by the method of vanillin-ultravioet spectrophotometry.Taking extraction duration(A),extraction times(B),solid-liquid ration(C),extraction temperature(D) as effect factors,on the basis of single factors,the extraction of total Saponins fromBlumeabalsamiferawas optimized through L9(34) orthogonal test.The result showed that factors effects were as following: D>C>A>B.The optimal extraction were 60℃,1∶30 solid-liquid ratio,30min extracted for 3 times.With the optimal conditions,the Saponins extraction rate of 11.14% could be achieved.

Blumeabalsamifera; total saponins; extraction technology; orthogonal design

2017-05-25

黔南民族師范學(xué)院2015年校級項目(qnsy201506)；貴州省高校民族藥用植物資源開發(fā)工程研究中心開放基金

李云萍(1989—)，女，貴州甕安人，講師，碩士，主要從事天然產(chǎn)物研究與開發(fā)。

O657.5

A

1008-021X(2017)15-0028-03