超聲輔助提取水飛薊素的工藝優(yōu)化

李國(guó)源，王琳麗，陳海蛟

(吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院，吉林 吉林 132101)

0 引言

水飛薊素(Silymarin)是從菊科植物乳薊干燥的果實(shí)中提取出來的，含有較高藥用價(jià)值的黃酮化合物，能夠穩(wěn)定肝細(xì)胞膜，幫助肝臟解毒，促進(jìn)肝凈化，在肝癌細(xì)胞的生長(zhǎng)和分化方面具有一定的抑制作用，被稱為天然的保肝藥[1]。水飛薊素在臨床上常適用于泌尿系結(jié)石、肝硬化、代謝中毒性肝損傷及急慢性肝炎的治療等[2-3]。研究發(fā)現(xiàn)，水飛薊素在抗炎、抗血小板聚集、降糖、降脂、治療神經(jīng)退行性疾病和免疫調(diào)節(jié)等方面具有顯著療效。

水飛薊素常用提取工藝包括浸提法、回流提取法、酸堿提取法等。但是，傳統(tǒng)工藝存在提取率低、溶劑耗損量大、周期長(zhǎng)等問題。超聲波法利用超聲波的空化效應(yīng)，使植物壁更易破損，能夠加快有效成份擴(kuò)散。本實(shí)驗(yàn)以超聲波輔助有機(jī)溶劑提取水飛薊，能夠提高收率，縮短時(shí)間，降低有機(jī)溶劑消耗，為水飛薊素提取提供了高效、可行的工藝路線。

1 材料、試劑與儀器

1.1 材料與試劑

水飛薊種子采自安徽，經(jīng)陳海蛟老師鑒定為水飛薊種子。水飛薊素對(duì)照品(含量98%，成都瑞芬思生物科技有限公司提供)；甲醇、無水乙醇、石油醚、乙腈等常規(guī)試劑均為分析純。

1.2 主要儀器

UV-5100紫外分光光度計(jì)(上海元析儀器有限公司生產(chǎn))、KQ-700V數(shù)控超聲波清洗機(jī)(濟(jì)寧天華超聲電子儀器有限公司生產(chǎn))、R002-VN旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司生產(chǎn))。

2 方法與結(jié)果

2.1 藥材前處理

將干燥的水飛薊種子粉碎，過40目篩，粉末置于燒杯中，料液比1∶10，加入石油醚[4]，脫脂 12 h后，待石油醚完全揮發(fā)，得無脂水飛薊種子粉末。

2.2 水飛薊素的標(biāo)準(zhǔn)曲線制定

提取出來的水飛薊素由多種黃酮組成，其中水飛薊賓占比高達(dá)80%，而水飛薊素的主要活性成分是水飛薊賓，因此本試驗(yàn)中水飛薊素的含量按總水飛薊賓計(jì)算[5]。主要步驟為：取出水飛薊賓對(duì)照品10 mg，移入50 mL容量瓶中，取80%乙醇加入定容，搖勻溶解得水飛薊賓對(duì)照品母液[6]。

取出已配置好的水飛薊賓對(duì)照品母液，分別吸取母液0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 mL置于25 mL容量瓶中，80%乙醇定容，在 288 nm 處檢測(cè)其吸光度值。以濃度C(mg/mL)為標(biāo)準(zhǔn)曲線橫坐標(biāo)，吸光度值(A)為標(biāo)準(zhǔn)曲線縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

2.3 提取工藝

將脫脂后的水飛薊粉末10 g置于500 mL圓底燒瓶。根據(jù)設(shè)定好的條件進(jìn)行提取，濾液放入到旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)瓶中，設(shè)定溫度60℃，啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀分離出有機(jī)溶劑，進(jìn)行濃縮。將濃縮后的水飛薊提取物在60℃進(jìn)行烘干，即為水飛薊提取物，稱重。

2.4 得率計(jì)算

將提取物溶解于80%乙醇定容250 mL容量瓶，得待測(cè)液，測(cè)定并記錄288 nm吸光度值，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算其水飛薊賓含量。水飛薊賓含量(mg/g)公式如下：

水飛薊賓含量(mg/g)=提取水飛薊賓質(zhì)量(mg)/脫脂后水飛薊素種子粉末質(zhì)量(g)

2.5 溶劑選擇

設(shè)定試驗(yàn)參數(shù)為時(shí)間1.5 h、溫度60℃、料液比1∶14 g/mL的條件下，考察乙腈、甲醇、無水乙醇對(duì)提取率的影響，分別得到產(chǎn)率24.7 mg/g、32.0 mg/g、33.1 mg/g。由實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，甲醇和無水乙醇提取的水飛薊素產(chǎn)率較高，考慮到效率、安全性及經(jīng)濟(jì)性，選擇無水乙醇作為提取的有機(jī)溶劑。

2.6 提取時(shí)間考察

以乙醇為溶劑，設(shè)定試驗(yàn)參數(shù)如表1，以不同的提取時(shí)間作為橫坐標(biāo)，以水飛薊素含量為縱坐標(biāo)，繪制出相應(yīng)的曲線，如圖1。

表1 不同提取時(shí)間對(duì)水飛薊素含量的影響Tab.1 Influence of different extraction time on silymarin content

圖1 不同提取時(shí)間的考察結(jié)果曲線Fig.1 Curve of inspection results under different extraction time

結(jié)果表明，提取時(shí)間在0.5～2.5 h，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，水飛薊素含量有所增加，在1.5 h時(shí)最高，因此，最佳提取時(shí)間選擇為1.5 h。

2.7 提取溫度考察

以乙醇為溶劑，設(shè)定試驗(yàn)參數(shù)如表2。以不同的提取溫度為橫坐標(biāo)，以含量為縱坐標(biāo)，繪制出相應(yīng)的曲線，如圖2。

表2 不同提取溫度對(duì)水飛薊素含量的影響Tab.2 Influence of different extraction temperature on silymarin content

圖2 不同提取溫度的考察結(jié)果曲線Fig.2 Curve of inspection results under different temperature

結(jié)果表明，提取溫度在50℃～70℃，隨著溫度的不斷提升，水飛薊素含量逐漸提高，提取溫度達(dá)到60℃時(shí)，水飛薊素的含量最高，因此最佳的提取溫度為60℃。

2.8 料液比考察

以乙醇為溶劑，設(shè)定試驗(yàn)參數(shù)如表3。以料液比為橫坐標(biāo)，以水飛薊素含量為縱坐標(biāo)，繪制出相應(yīng)的曲線，如圖3。

表3 不同料液比對(duì)水飛薊素含量的影響Tab.3 Influence of different feed liquid ratios on silymarin content

圖3 不同提取溫度的考察結(jié)果曲線Fig.3 Curve of inspection results under different extraction temperature

結(jié)果表明，料液比在1∶12～1∶20 g/mL，隨著料液比的不斷增加，水飛薊素含量有所提高，當(dāng)料液比達(dá)到 1∶14 g/mL時(shí)，水飛薊素含量最高，綜合考慮經(jīng)濟(jì)成本和水飛薊素含量等條件，確定最佳的料液比應(yīng)選擇1∶14 g/mL。

2.9 處方優(yōu)化

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)不同因素：(A)提取時(shí)間、(B)提取溫度、(C)料液比，采用相應(yīng)的正交表L9(34)，水飛薊素含量為評(píng)價(jià)指標(biāo)，篩選出最佳的提取工藝條件[7]。

正交試驗(yàn)結(jié)果見表5，影響因素的程度先后順序?yàn)榱弦罕?C)>提取時(shí)間(A)>提取溫度(B)。最優(yōu)處方為：A2B3C2，即：時(shí)間1.5 h，溫度65℃、料液比1∶14 g/mL。

表4 因素與水平Tab.4 Factor and level

表5 正交試驗(yàn)結(jié)果Tab.5 Results of orthogonal test

表6 方差分析表Tab.6 ANOVA table

2.10 驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)

以最優(yōu)處方進(jìn)行3次重復(fù)試驗(yàn)，以驗(yàn)證其穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性。

由表7 驗(yàn)證性試驗(yàn)結(jié)果可得，在最佳提取條件下的水飛薊素含量較為穩(wěn)定，未出現(xiàn)波動(dòng)較大的結(jié)果，證明該方法穩(wěn)定有效。

表7 驗(yàn)證性試驗(yàn)結(jié)果Tab.7 Results of verification test

3 結(jié)論

試驗(yàn)以水飛薊種子作為提取原料，進(jìn)行單因素考察試驗(yàn)，將提取時(shí)間、提取溫度、料液比作為影響因素，將水飛薊素含量作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。采取正交試驗(yàn)方法，選出最佳的水飛薊素提取工藝。提取方法為超聲輔助提取法，根據(jù)結(jié)果得最優(yōu)提取條件為：提取溶劑為無水乙醇、溫度65℃、時(shí)間1.5 h、藥材和有機(jī)溶劑比為1∶14 g/mL，此條件下制得水飛薊素含量為35.11 mg/g。