第44卷第6期 2013年6月 东北农业大学学报 44(9):144~148 September 2013 Journal of Northeast Agricultural University 网络出版时间2013—6—25 13:59:00 【URL]http://www.cnki.net&cms/detail/23.1391.S.20130625.1359.024.html 正交试验法优选丁香叶中总黄酮提取工艺 陈雪英 ,霍金海 ,刘芳萍 (1.东北农业大学动物医学学院,哈尔滨150030;2.黑龙江省中医研究院,哈尔滨150036) 摘要:优选丁香叶中总黄酮最佳提取工艺。采用分光光度法测定丁香叶中总黄酮含量,以总黄酮得率为考 查指标,考查不同提取方法提取率,确定乙醇回流法作为提取手段,并用L9(3 )正交试验法考查乙醇浓度、液料 比、提取时间等因素影响,优化提取条件。最佳工艺条件为乙醇浓度为60%、料液比20:1、提取时间为2.5 h。在 最优工艺条件下总黄酮提取率可达118.71 mg・g~。该方法操作方便、准确可靠。 关键词:丁香叶;总黄酮;正交试验;提取工艺 中图分类号:R284.2 文献标志码:A 文章编号:1005—9369(2013)09—144—05 陈雪英,霍金海,刘芳萍.正交试验法优选丁香叶中总黄酮提取工艺【J】.东北农业大学学报,2013,44(9):144.148. Chen Xueying,Huo Jinhai,Liu Fangping.Optimization of total flavonoids fr0m Syringa oblate leaves by o ̄hogonal test[J】 Journal of No ̄heastAgricultural University,2013,44(9):144-148.(in Chinese with English abstract) Opti m ization of total flavonoids frOm Syringa oblate leaves by orthogonal testJCHEN Xueying’,HUO Jinhai ,LIU Fangping’ (1.School of Veterinary Medicine, Northeast Agricultural University,Harbin 1 50030,China;2.Heilongjiang Academy of Traditional Chinese Medicine,Harbin 1 50036,China) Abstract:T0 study the optimum extraction process of total lfavonoids fr0m Synnga 0bfate leaves.the percent of total flavonoids was tested by spectrophotometer.Extractions of reflux was investigated after three methods(percolation,reflux and ultrasonic)with the total flavonoids as indicator f0r evaluation.An L9(34) orthogonaI experiment was pe rmed to investigate the 3 factors 3 levels for each factor were selected,, concentration of ethanol。extraction time。and Iiquid—material rate.The optimum extraction process of total lfavones fr0m Synnga 0b『ate Ieaves was extraction with ethanol concentration 60%,liquid.material rate 20:1, extraction time 2.5 h.Under the conditions.the totaI flavonoids yield was 1 1 8.71 mg・g~.This extraction method iS simple.rapid and applicable for the extraction of totaI flavones fr0m Syringa Oblate leaves. Key words:Syfinga oblate leaf;total lfavonoids;o ̄hogonal test;reflux extraction 丁香叶为木樨科植物紫丁香(Syringa oblate Lind1)、洋丁香(S.vulgar ̄L.)和朝鲜丁香(Js.dila. rata Nakai)干燥叶,具有广谱抗菌和抗病毒作用。 以其为原料生产炎立消胶囊、片剂(收载于中华人 民共和国卫生部颁药品质量标准)用于治疗急性肠 感染性疾病,疗效显著n1。但该产品用一定量药材 原粉人药,服用量大、溶散时限长短不一、生物 利用度低,其提取工艺参数优化是需解决的关键 问题之一。 目前关于丁香叶提取工艺文献报道较少口 , 炎、菌痢、上呼吸道感染及急、慢性扁桃体炎等 收稿日期:2012—12—27 其中黄酮类为其重要成分,丁香叶中黄酮提取液 基金项目:东北农业大学科研启动基金项目(2011QNZ13) 作者简介:陈雪英(1981一),女,实验师,硕士,研究方向为中兽药开发及质量标准研究。E-mail:chenxueying20042004@126.tom 通讯作者:刘芳萍,副教授,硕士生导师,研究方向为兽医药理学与毒理学。E—mail:fangpingliu@126.con 第6期 陈雪英等:正交试验法优选丁香叶中总黄酮提取工艺 ・145・ 对白葡萄球菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌均有 明显抑制作用 。丁香叶中黄酮类成分提取工艺研 究常采用微波法[21,该方法提取效率高、操作简 便、省时、无污染,但微波萃取上还停留在实验 室小样品提取及分析阶段,设备简陋,工业化微 波提取器尚未见报道。 本文以丁香叶有效成分总黄酮为指标,对常 用渗漉法、回流法、超声法进行考查,采用正交 试验设计优选总黄酮提取工艺,为其生产工艺研 究及深层次开发提供依据。 1 材料与方法 1.1仪器 6000PC型可见紫外分光光度计(购自上海元 析仪器有限公司);KQ一300DB型数控超声仪(购自 昆山市超声仪器有限公司);BP211D型电子天平 (购自德国Sartorius公司);DK一8D型电热恒温水 槽(购自上海精宏试验设备有限公司)。 1.2材料 芦丁对照品11040302,供含量测定用(由中国 药品生物制品检定所提供);亚钠、氢氧化 钠、铝,分析纯(购自国药集团化学试剂有 限公司);乙醇,分析纯(购自天津科密欧化学试 剂有限公司);丁香叶采自东北农业大学校内, 经鉴定为木樨科植物紫丁香叶,置阴凉通风处干 燥。 1.3方法 1.3.1 总黄酮含量测定方法 1.3.1.1标准曲线制备 精密称取芦丁对照品50 mg,置25 mL量瓶 中,加甲醇适量,置水浴上微热使溶解,放冷, 加甲醇至刻度,摇匀,得2 mg・mL 对照品溶液。 精密量取对照品溶液1、2、3、4、5与6 mL,分别 置25 mL量瓶中,各加水至6.0 mL,加5%亚 钠溶液1 mL,混匀,放置6 min,加10%铝溶 液1 mL,摇匀,放置6 min,加氢氧化钠试液10 mL,再加水至刻度,摇匀,放置15 min,以不含 芦丁相应试剂为空白,照紫外可见风光光度法, 在510 am波长处测定吸光度。 1.3.1.2样品含量测定 分别精密吸取样品溶液6 mL,按1.3.1.1条测 定,并用回归方程计算总黄酮含量。 1.3.2总黄酮提取方法考察 渗漉法:取丁香叶3 g,精密称定,置于内径 为0.5(3m玻璃柱内,加60%乙醇浸泡2 h后,以 1 mL・min 度渗漉,共60 mL,收集渗漉液,混 匀,精密吸取0.3 mL,置10mL量瓶中,加水至刻 度,摇匀。测定并计算总黄酮含量。 回流法:取丁香叶3 g,精密称定,加60%乙 醇60 mL,回流提取2 h,滤过,精密吸取续滤液 0.3 mL,置10mL量瓶中,加水至刻度,摇匀。测 定并计算总黄酮含量。 超声法:取丁香叶3 g,精密称定,加60%乙 醇60 mL,超声处理2 h,滤过,精密吸取续滤液 0.3 mL,置10mL量瓶中,加水至刻度,摇匀。测 定并计算总黄酮含量。 1.3.3单因素试验方法 1.3.3.1乙醇浓度对总黄酮得率影响 精密称取5份质量为3 g丁香叶,分别加入6O mL 20%、40%、60%、80%、100%乙醇,回流提 取2 h,滤过,精密吸取续滤液0.3 mL,置10 mL 量瓶中,加水至刻度,摇匀。测定并计算总黄酮 含量,研究不同乙醇浓度对总黄酮提取率影响。 1.3.3.2液料比对总黄酮得率影响 精密称取5份质量为3 g丁香叶,分别按料液 比1:10、1:15、1:20、1:25、1:30加入6O%乙醇 溶液,回流提取2 h,滤过,精密吸取续滤液0.3 mL,置10 mL量瓶中,加水至刻度,摇匀。测定 并计算总黄酮含量,研究不同液料比对总黄酮提 取率影响。 1.3.3.3提取时间对总黄酮得率影响 精密称取5份质量为3 g丁香叶,加入60%乙 醇溶液60 mL,分别回流提取1、1.5、2、2.5、3 h, 滤过,精密吸取续滤液0.3 mL,置10 mL量瓶中, 加水至刻度,摇匀。测定并计算总黄酮含量,研 究不同提取时间对总黄酮提取率影响。 1.3.4正交试验方法 在单因素试验基础上,丁香叶以乙醇浓度A、 液料比B、提取时间C为3个考察因素,每个因素 选择3个水平,按L9(34)j] ̄交表设计4因素3水平正 交试验(见表1)。 以总黄酮得率为考察指标,每次试验重复3 次,取平均值作为结果,确定从丁香叶中提取总 黄酮最佳工艺。 东北农业大学学报 第44卷 表1正交因素水平 Table 1 Factor levels of design in orthogonal test method 2结果与分析 2.1芦丁标准曲线绘制 以吸光度值(A)为纵坐标,芦丁浓度(c)为横坐 标,绘制标准曲线(见图1),得回归方程: Y=13.004x-0.0086(r=0.9997)。 浓度(mg・mL- ) Concentrati0n 图1芦丁标准曲线 Fig.1 Standard curve of Rutin 2.2 总黄酮提取方法考察结果与分析 以丁香叶总黄酮得率为指标,考察渗漉法、 回流法和超声法3种不同提取方法对总黄酮得率影 响(见图2)。 搴 釜 嗜 渗漉法 回流法 超声法 Percolation Re玎UX method Ultrasonie method 提取方法 Extraction method 图2提取方法对总黄酮得率影响 Fig.2 Effectofthe extractionmethod on t0tal flavonoids yield 由图2可知,渗漉法提取效率较低,回流法和 越 面曙0田 超声法提取效率均较高,说明加热和超声波辅助 0 0 O O O O 0 7 6 5 4 3 2 1 0 方式均能增加丁香叶中黄酮类物质溶出,本文选 择回流法作进一步研究。 2.3单因素试验结果与分析 2.3.1 乙醇浓度对总黄酮得率影响 以丁香叶总黄酮得率为指标,分别以20%、 40%、60%、80%、100%乙醇回流提取,乙醇浓度 对总黄酮得率影响见图3。 {夏 絮 :拍 乙醇浓度(%) Ethanol concentration 图3 乙醇浓度对总黄酮得率影响 Fig.3 Effect of hte ethanol concentration on total flavonoids yield 由图3可知,用浓度40%~80%乙醇提取总黄 酮得率较高,而在乙醇浓度为20%及100%时,总 黄酮得率较低。这可能是由于总黄酮包含黄酮苷 及苷元两部分组成,20%乙醇对苷元溶解度较低, 100%乙醇对黄酮苷溶解度较低,故选择乙醇浓度 为40%~80%作进一步研究。 2.3.2料液比对总黄酮得率影响 以丁香叶总黄酮得率为指标,分别按料液比 1:10、1:15、1:20、1:25、1:30加入60%乙醇溶 液回流提取,料液比对总黄酮得率影响见图4。 由图4可知,料液比1:15~1:25,总黄酮得率 增加幅度最大,而料液比1:30与1:25相比,总黄 酮得率增加幅度不大,均比料液比1:10得率高。 这是由于丁香叶质地蓬松,料液比1:10溶媒较 少,无法浸没药材,未能与乙醇接触完全,导致 有效成分浸出不完全。而1:30溶媒量较大,给后 续回收工艺带来困难,故设定料液比为1:15、1: 20、1:25作进一步研究。 2.3.2提取时间对总黄酮得率影响 以丁香叶总黄酮得率为指标,60%乙醇溶液分 ∞第6期 一l_1Ⅲ.∞ 一瓣 匾枢 —l_1 ∞ 斛 匿枢 一∞ }∞ 一0口0 ∞1} 陈雪英等:正交试验法优选丁香叶中总黄酮提取工艺 一∞一 ∞ 一0 0 面 IB 。-IJ 别回流提取1、1.5、2、2.加 m 5、3 h,提取时间对总黄 ∞ ∞ 加 m=兮∞ ∞ 酮得率影响见图5。 表2正交试验结果 Table 2 Results of orthogonal test 5 10 15 20 25 30 35 液料比 Material—liquid rate 图4料液比对总黄酮得率影响 Fig.4 Effect of the material—liquid rate on total lfavonoids yield 表3方差分析 Table 3 Variance analysis of orthogonal test 提取时间(h) Extraction time 图5提取时间对总黄酮得率影响 Fig.5 Effect of hte extraction time on total lfavonoids yield 由图5可知,随着提取时间延长,总黄酮得率 逐步提高,但3 h后,得率略有降低,是长时间回 注:F0.o,(2,2)=19 Fo.ot(2,2)=99。 流对黄酮类成分产生影响,故选择提取时间1.5 h~ 2.5 h作进一步研究。 3讨论与结论 2.4正交试验结果与分析 天然黄酮类化合物提取方法包括溶剂提取 以总黄酮得率为考查指标,结果见表2,D项 法、微波提取法、超声波提取法、超临界流体萃 为空白项,作方差分析。对表2进行统计学处理并 取法等。在提取方法设计过程中,对各类方法优 方差分析(见表3)。 缺点进行充分考虑。溶剂提取法是目前黄酮类化 从表2中R值可,各因素对试验结果影响顺序 合物常用提取方法,分为冷浸法、渗漉法、回流 为A>C>B。A因素对指标有极显著性影响(P< 法。其中冷浸法效率较低,故本文考查渗漉法、 0.01),c因素对指标有显著性影响(P<O.05),而B 回流法。 因素对指标无显著性影响(P>0.05)。说明乙醇浓度 超声波提取操作简便、无需加热、提出率 是决定提取效果关键因素,提取时间也有一定影 高、速度快,近年来在黄酮类化合物提取过程 响,溶媒量在浸没药材前提下,对提取率影响不 中,显示出明显优势,本文将其列为考查方法之 大,最终优选出最佳提取条件为A:B C。,即20倍 一。微波提取法具有选择性高、操作时间短、溶 60%乙醇提取2.5 h。 剂耗量少、有效成分得率高特点,国内外学者对 ・148・ 东北农业大学学报 第44卷 其在黄酮提取进行大量报道,但仅限于试验研 究,其设备推广及产业化仍需进一步研究。 超临界流体萃取具有传质速度快、溶解能力 强、低温操作、节能等优点,用该技术提取天然 产物有效成分成为研究热点,由于产业化设备一 次性投人昂贵,目前在我国中药制药企业实际应 用较少。因此,本试验最终选择渗漉法、回流 法、超声法进行研究。 在正交设计过程中,考虑到溶媒浓度、用 量、提取时间、提取次数4个因素为影响溶液提取 法主要因素。在文献报道中,可见部分试验采用 IJ9(3 )正交,4个因素全部安排在表中,将提取次 数设为D项,影响较小,可近似替代随机误差项进 行统计分析。将D项设为空白,在无处理因素下产 生随机误差,作为各处理因素比对基准,试验设 计更为严谨。提取次数一般与前3个因素无交互作 用,可根据实际生产中含量、固形物得率等具体 需求而设定。 本试验结果表明,乙醇回流法及超声法同样 具有较高提取效率。因乙醇回流法是中药制剂生 产中最常用提取方法,故本文对其进行进一步优 化研究,超声法虽省时省力,节约能源,但不适 合大生产,建议在实验室研究中采用。在本试验 优化条件下,丁香叶总黄酮最高含量为118 mg・g~, 与文献【2】微波法提取结果有较大差异。原因可能 除提取方法本身差异外,丁香叶产地,采集时间 是影响试验结果主要因素,因此应进一步对不同 产地、不同采集时期丁香叶进行系统品质评价研 究,得出科学结论。 本研究选用乙醇回流法作为丁香叶提取方 法,并采用正交试验法优化试验条件,提高丁香 叶中总黄酮提取效率,含量达100 mg・g 以上(相 当于生药量),为提取丁香叶有效部位提供科学、 可靠方法。此工艺符合制药企业生产实际情况, 可推广、应用并改进,为丁香叶深层次开发利用 提供参考。 【参考文献】 [1]王录娜,李永吉,管庆霞,等.丁香叶研究现状及展望[J】_时珍 国医国药,2009,2O(4):963—964. 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