少棘蜈蚣活性物質(zhì)提取工藝研究

劉海鵬，裴素儉，盧艷敏,3，馬惠欽

少棘蜈蚣活性物質(zhì)提取工藝研究

劉海鵬1,2，裴素儉1,2，盧艷敏1,2,3，馬惠欽2,3

（1. 衡水學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院，河北 衡水 053000；2. 河北省濕地生態(tài)與保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 衡水 053000；3. 道地藥材國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100700）

以預(yù)處理的少棘蜈蚣為原料，通過(guò)單因素試驗(yàn)考察了提取溶劑、提取時(shí)間、提取功率以及料液比等工藝參數(shù)對(duì)提取效果的影響，并通過(guò)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化了提取工藝。研究結(jié)果表明，少棘蜈蚣活性物質(zhì)最佳提取方案為：提取溶劑為丙酮，提取時(shí)間為30 min，提取功率為600 W，料液比為1∶20，蜈蚣活性物質(zhì)的提取得率最高，為13.87%。

少棘蜈蚣；活性物質(zhì)；提取工藝

目前，世界已記錄蜈蚣目種類(lèi)3科32屬620種，我國(guó)記錄的有3科5屬30種[1]。蜈蚣在很久之前就被發(fā)現(xiàn)具有藥用價(jià)值，最早可以追溯于《神農(nóng)本草經(jīng)》[2]。但目前作為藥用的蜈蚣主要是蜈蚣屬，以少棘蜈蚣為主[3]。目前蜈蚣在臨床應(yīng)用上主要用于治療皮膚病、周?chē)悦姘c、氣虛血瘀型半身不遂、神經(jīng)麻痹性斜視、中耳炎、百日痙咳、老年血管性癡呆癥、臂叢神經(jīng)牽拉傷、頑固性頭痛、腫瘤、宮外孕、風(fēng)濕頑痹、小兒慢驚風(fēng)和纏腰火丹等[4-7]。本文以少棘蜈蚣（Leach，1815）為原料，使用3種有機(jī)溶劑對(duì)少棘蜈蚣進(jìn)行活性物質(zhì)提取，在單因素實(shí)驗(yàn)中分別比較提取溶劑、提取時(shí)間、提取功率和料液比對(duì)提取效果的影響[8]，然后通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化工藝參數(shù)，確定少棘蜈蚣活性物質(zhì)提取的最佳工藝。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

少棘蜈蚣采購(gòu)于安徽省亳州市譙城區(qū)鮮貨中藥材批發(fā)市場(chǎng)，蜈蚣清洗干凈后，烘干機(jī)烘干備用。乙醇、乙酸乙酯、丙酮、氫氧化鈉等均為分析純，購(gòu)于國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)世界有限公司。

1.2 主要儀器與設(shè)備

101-I型電熱鼓風(fēng)干燥箱，北京科偉永興儀器有限公司；KH-500B型昆山禾創(chuàng)超聲儀，江蘇省蘇州市昆山禾創(chuàng)超聲儀器有限公司；R205型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，上海申生科技有限公司；LGJ-10C型冷凍干燥機(jī)，北京四環(huán)科學(xué)儀器廠有限公司。

1.3 試驗(yàn)步驟

1.3.1 蜈蚣的預(yù)處理

將晾干的少棘蜈蚣放進(jìn)101-I型電熱鼓風(fēng)干燥箱進(jìn)行干燥，設(shè)置溫度為45 ℃，時(shí)間為1 h進(jìn)行烘干。將烘干好的蜈蚣剪成1 cm片段后，放入研缽中進(jìn)行研磨，研磨成粉末狀后，使用千分之一電子天平將蜈蚣粉末分成若干份，每份3 g。放置于干燥的環(huán)境中備用。

1.3.2 蜈蚣活性物質(zhì)的提取得率

蜈蚣活性物質(zhì)的提取得率=（活性物質(zhì)質(zhì)量/蜈蚣粉質(zhì)量）×100%

1.3.3 單因素實(shí)驗(yàn)條件設(shè)計(jì)

分別設(shè)置提取溶劑（90%乙醇、乙酸乙酯、丙酮）、提取時(shí)間（30、40、50、60 min)、提取功率（400、500、600、700 W）、料液比（1∶10、1∶20、1∶30、1∶40）4個(gè)單因素。保持該4個(gè)因素中的3個(gè)因素不變，依次考察提取溶劑、提取時(shí)間、提取功率、料液比等因素變化對(duì)提取蜈蚣活性物質(zhì)提取得率的影響，通過(guò)優(yōu)化各單因素條件，使4個(gè)單因素提取條件分別達(dá)到最優(yōu)水平。

1.3.4 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

通過(guò)對(duì)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，在其基礎(chǔ)上選擇提取溶劑、提取時(shí)間、提取功率、料液比4個(gè)因素中的較優(yōu)水平，采用L9（34）正交實(shí)驗(yàn)水平表，設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步優(yōu)化提取蜈蚣活性物質(zhì)的工藝條件，因素水平見(jiàn)表1。

表1 正交試驗(yàn)因素水平設(shè)計(jì)

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素條件對(duì)提取效果的影響

2.1.1 不同提取溶劑對(duì)提取效果的影響

取3份3.0 g的蜈蚣粉末，分別量取90%乙醇、乙酸乙酯、丙酮3種溶液，保持料液比1∶10、提取時(shí)間30 min、提取功率300 W不變，其提取得率見(jiàn)圖1。結(jié)果表明：在以上條件，90%乙醇提取效果最好，提取得率為9.33%，丙酮提取效果最差，提取得率為4.63%。

2.1.2 不同提取時(shí)間對(duì)提取效果的影響

取4份3.0 g的蜈蚣粉末，按照提取溶劑為90%乙醇，料液比1∶10、提取功率400 W的條件分別采取提取不同時(shí)間，其提取得率見(jiàn)圖2。結(jié)果表明：在以上條件下，提取時(shí)間越長(zhǎng)，提取效果越差。提取時(shí)間為30 min時(shí)，提取效果最好，提取得率為9.33%。

圖1 不同溶劑對(duì)提取效果的影響

圖2 不同提取時(shí)間對(duì)提取效果的影響

2.1.3 不同提取功率對(duì)提取效果的影響

取4份3.0 g的蜈蚣粉末，按照提取溶劑為90%乙醇，料液比1∶10、提取時(shí)間30 min的條件分別在不同提取功率下進(jìn)行提取，其提取得率見(jiàn)圖3。結(jié)果表明，在以上條件下，提取功率為400 W時(shí)，提取效果最好，其提取得率為7.77%；提取功率為500 W時(shí)，提取效果最差，其提取得率為5.97%。

2.1.4 不同料液比對(duì)提取效果的影響

取4份3.0 g的蜈蚣粉末，按照提取溶劑為90%乙醇，提取功率400 W、提取時(shí)間30 min的條件分別在不同料液比下進(jìn)行提取，其提取得率見(jiàn)圖4。結(jié)果表明，在以上條件下，料液比為1∶20時(shí)，提取效果最好，提取得率為14.90%；料液比為1∶10時(shí)，提取效果最差，提取得率為9.67%。

圖3 不同提取功率對(duì)提取效果的影響

圖4 不同料液比對(duì)提取效果的影響

2.2 正交實(shí)驗(yàn)確定最佳提取條件

通過(guò)對(duì)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，在其基礎(chǔ)上選擇提取溶劑、提取時(shí)間、提取功率、料液比4個(gè)因素中的較優(yōu)水平，采用L9（34）正交實(shí)驗(yàn)水平表，設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步優(yōu)化提取蜈蚣活性物質(zhì)的工藝條件，正交結(jié)果見(jiàn)表2，正交試驗(yàn)方差分析見(jiàn)表3。

表2 正交試驗(yàn)結(jié)果

表3 少棘蜈蚣活性物質(zhì)提取條件正交試驗(yàn)方差分析

由表2、表3可知，根據(jù)極差（）值的大小，影響少棘蜈蚣活性物質(zhì)提取的四個(gè)主要因素排序依次為：提取功率、提取溶劑、料液比、提取時(shí)間，即提取功率對(duì)少棘蜈蚣活性物質(zhì)提取效果影響最大，其次為提取溶劑和料液比，提取時(shí)間對(duì)少棘蜈蚣活性物質(zhì)提取效果最小。最后，根據(jù)提取得率的結(jié)果，蜈蚣活性物質(zhì)的最佳提取工藝為7號(hào)組合，條件為A3B1C3D2，蜈蚣活性物質(zhì)的提取得率最高，為13.87%，理論最優(yōu)組合A1B2C3D2，在該工藝條件下進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，提取得率為13.50%。因此最佳工藝條件為7號(hào)組合，即提取溶劑為丙酮，提取時(shí)間為30 min，提取功率為600 W，料液比為1∶20。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)在單因素實(shí)驗(yàn)中分別比較了提取溶劑、提取時(shí)間、提取功率和料液比對(duì)于提取效果的影響，結(jié)果表明：在90%乙醇溶液、乙酸乙酯和丙酮三種提取溶劑中，提取效果最好的為90%乙醇溶液；在提取時(shí)間為30 min、40 min、50 min和60 min中，提取效果最好的為30 min；在提取功率為400 W、500 W、600 W和700 W中，提取效果最好的為400 W；在料液比為1∶10、1∶20、1∶30和1∶40的條件下，提取效果最好的為1∶20。而通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)，各因素對(duì)提取效果的影響力由大到小依次為：提取功率、提取溶劑、料液比、提取時(shí)間，確定了蜈蚣活性物質(zhì)的最佳提取工藝為：提取溶劑為丙酮，提取時(shí)間為30 min，提取功率為600 W，料液比為1∶20。

蜈蚣作為我國(guó)歷史較為悠久的中藥材，大多以成蟲(chóng)入藥，其用藥機(jī)理尚不明確。近些年，隨著分離技術(shù)的提高，部分研究已證實(shí)，蜈蚣活體及藥材中的活性物質(zhì)絕大部分為蛋白多肽類(lèi)，少數(shù)為小分子環(huán)肽或多糖類(lèi)[9-10]。通過(guò)本研究，為高效提取蜈蚣體內(nèi)活性物質(zhì)提供了思路，也為更深入地研究蜈蚣體內(nèi)小分子活性物質(zhì)的工業(yè)化生產(chǎn)提供了一定的理論支持。

[1] 康四和.中國(guó)蜈蚣屬動(dòng)物分類(lèi)鑒定及藥用蜈蚣藥材質(zhì)量評(píng)價(jià)研究[D].武漢:湖北中醫(yī)藥大學(xué),2018:4.

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Study on Extraction Technology of Active Substances From

LIU Haipeng1,2, PEI Sujian1,2, LU Yanmin1,2,3, MA Huiqin2,3

(1. College of Life Science, Hengshui University, Hengshui, Hebei 053000, China; 2. Hebei Key Laboratory of Wetland Ecology and Conservation, Hengshui, Hebei 053000, China;3.State Key Laboratory of Dao-di Herbs, Beijng 100700, China)

Taking the pretreatedas raw material, the single factor test was carried out to investigate the effect of extraction solvent, extraction time, extraction power and solid-liquid ratio on the extraction of active substances fromand the extraction process conditions were optimized by orthogonal array experimental design. The results showed that the optimum extraction scheme of active substances fromwas taking acetone as extraction solvent, 30min as extraction time, 600W as extraction power and 1:20 as solid-liquid ratio. Then we can get the highest extraction rate, which is 13.87%, of active substances from

; active substances; extraction process

10.3969/j.issn.1673-2065.2023.01.003

劉海鵬，男，河北衡水人，講師；

裴素儉，女，河北武邑人，副教授。

馬惠欽，男，河北武強(qiáng)人，教授，博士。

河北省高等學(xué)?？茖W(xué)研究青年基金項(xiàng)目（QN2021311）；國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（31572239）；中央本級(jí)重大增減支項(xiàng)目（2060302）；河北省自然科學(xué)基金（C2018111019）；河北省濕地生態(tài)與保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目（hklz201910）；校級(jí)動(dòng)物學(xué)重點(diǎn)學(xué)科項(xiàng)目

TS211

A

1673-2065(2023)01-0011-04

2022-07-04

（責(zé)任編校：李建明 英文校對(duì)：李玉玲）