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槐米中芦丁的提取中试工艺探究

2018-09-14余科义缑卫军

南方农业·下旬 2018年5期
关键词:芦丁

余科义 缑卫军

摘 要 以去离子水为萃取剂,以紫外分光光度法测定芦丁含量,探索从槐米中提取芦丁的中试工艺最优条件。分别以加入硼砂、亚硫酸钠的质量、pH值、萃取时间和温度五个单因素考察了对芦丁产率的影响。试验结果表明,在20 L中试反应釜中,用去离子水为萃取剂,槐米中芦丁的最佳提取工艺为:槐米、硼砂、亚硫酸钠质量比为100∶1.5∶2.5,萃取液温度维持90 ℃,pH值控制8~9,萃取时间为30 min。获得的萃取液中芦丁含量为0.46%,芦丁的产率为17.5%,这一研究结果为大规模工业提取槐米中芦丁提供了科学依据。

关键词 槐米;芦丁;中试工艺

中图分类号:TQ914 文献标志码:B DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.15.084

槐米(Flos Sophorae)属于豆科植物槐(Sophora japonica L.)的干燥花蕾及花,是我国的传统中药[1]。槐米主要含甾醇、皂苷、黄酮等成分等多种化学成分[2]。黄酮化合物含有芦丁、山奈酚-3-芸香糖苷、槐花米甲素、槲皮素等[3],其中芦丁是其活性突出、含量较高(达20%左右)的成分[4]。芦丁为维生素P类药物,临床中可用于防治老年高血压和脑溢血等症状[5]。芦丁因能水解为苷元槲皮素而具有抗炎、抗过敏、抗菌抗病毒、抗肿瘤和抗氧化等药理活性。芦丁还用于化妆品中天然防晒剂和在食品工业的抗氧化剂和色素,所以市场需求量大。

有关从槐米中萃取芦丁的研究报道很多,主要有水萃取、碱提酸沉、有机溶剂萃取、微波萃取、超声萃取、超临界二氧化萃取等方法,然而,在这些提取方法中,存在提取效率低、产率低、设备昂贵等不同缺点,大多数还处于微型实验的初级阶段。而中试规模的槐米中萃取芦丁的研究未见报道。基于此,利用廉价、环保的水作为萃取剂,通过单因素实验,探索从槐米中萃取芦丁的中试规模的最佳工艺条件,以为槐米中芦丁的大规模生产提供科学依据。

1 材料与仪器

槐米,购于亳州市豪门中药饮片有限公司,使用前用粉碎机粉碎,备用;芦丁标准品(上海麦克林生化科技有限公司);硼砂、乙醇、氢氧化钠、亚硫酸钠、盐酸、氧化钙、α-萘酚等均为化学纯。

LK-1000A型摇摆式高速中药粉碎机(浙江温岭市创力药材器械厂);ESUN-0293E型玻璃双层反应釜(成都赛可隆机械设备有限公司);SHB-3循环水式多用真空泵(郑州长城科工贸有限公司);UV-1800 PC紫外分光光度仪(上海美谱达仪器有限公司);RE-5299旋转蒸发仪(巩义市予华仪器有限责任公司);DZ-1A型真空干燥箱(天津市泰斯特仪器有限公司)。

2 方法

2.1 芦丁含量的测定

芦丁标准工作曲线的绘制:根据文献报道,利用UV分光光度仪,用芦丁标准品绘制标准工作曲线,如图1所示,得到回归方程为Y=0.046x-0.000,R2=0.999,线性关系良好。

图1 芦丁对照品标准曲线

待测样品中芦丁含量测定:用公式

计算待测样品种芦丁含量。公式中c为从标准工作曲线查得的样品浓度(ug/mL),v为样品体积(mL),m为样品质量(g)。

2.2 芦丁的萃取

向20 L中试反应釜中注入18 L去离子水并不断搅拌,升温至80℃。准确称取1 000 g槐米粉末,在搅拌下缓缓加入反应釜中。继续搅拌5 min,依次加入0.75 g硼砂,再加入12.5 g亚硫酸钠,用饱和石灰水澄清液调节溶液的pH至8。搅拌萃取30 min,趁热抽滤;滤渣按上述条件再重复萃取一次,合并两次滤液,获得淡黄色萃取液36 L。利用紫外分光法测得萃取液中芦丁含量约为0.44%,通过计算芦丁的产率(芦丁质量占槐米质量的百分数)为17.1%,进一步处理提取液获得芦丁产品,纯度为92.4%。

3 结果与分析

3.1 硼砂用量对芦丁产率的影响

实验条件同2.2部分,研究含1 000 g槐米的提取液中加入不同量的硼砂对芦丁萃取效果的影响,结果如表1所示。

从表1的实验结果可以看出,当硼砂用量逐渐增加时,芦丁产率随之提高;用量为15.0 g时,产率最高,为18.2%;再增加硼砂的量,产率呈平稳状态。故含1 000 g槐米的提取液中加入15.0 g硼砂较好,即槐米与硼砂质量比约为100∶1.5。硼砂能够保护芦丁结构,减少芦丁损失。

3.2 亚硫酸钠用量对芦丁产率的影响

实验条件同2.2部分,研究含1 000 g槐米的提取液中加入不同量的亚硫酸钠对芦丁萃取效果的影响,结果如表2所示。

从表2的实验结果看出,当其他条件不变时,逐渐增加亚硫酸钠用量,芦丁产率基本呈正态增加。当加入16.5 g

以下时,产率较低;当增至25.0 g左右时,产率较高;后再增加亚硫酸钠的用量,芦丁产率已无影响。故含

1 000 g槐米的提取液中加入为25.0 g左右的亚硫酸钠为宜,即槐米与亚硫酸钠二者质量比约为100∶2.5。

3.3 pH值对芦丁产率的影响

实验条件同2.2部分,研究萃取液处于不同的pH值时对芦丁萃取效果的影响,结果如表3所示。

实验结果表明,保持其他条件不变,当溶液接近中性时,芦丁产率缓增;处弱碱性时,产率呈递增状态;碱性再增强时,产率递减。故pH值应保持8~9较为合适。提取时,应保持溶液弱碱性提取,可使原料中含有的果胶、黏液质等水溶性杂质生成钙盐沉淀而不被溶出,有利于提高芦丁收率,也有利于后续的纯化处理。

3.4 萃取时间对芦丁产率的影响

实验条件同2.2部分,研究不同的萃取时间对芦丁产率的影响,结果如表4所示。

从表4中可知,在芦丁溶出平衡之前,随着萃取时间延长溶出率增加,但达到平衡后,增加萃取时间得率反而减少,萃取时间为30 min时芦丁收率最高。通过反复实验发现,提取时间应保持在30 min较好。

3.5 萃取液温度对芦丁产率的影响

实验条件同2.2部分,研究不同萃取温度对蘆丁萃取率的影响,结果表5所示。

实验结果显示,当萃取温度低时,产率较低;温度升高时,芦丁产率增高,但温度过高会破坏芦丁结构,使产率下降。综合考虑,萃取液温度维持90℃为宜。

4 结论

综上所述,在20 L中试反应釜中,用去离子水为萃取剂,从槐米的粉末中芦丁的最佳萃取工艺为:槐米、硼砂、亚硫酸钠质量比为100∶1.5∶2.5,萃取液温度维持90 ℃,pH值控制8~9,萃取时间30 min。在此条件下,萃取液中芦丁含量为0.46%,芦丁的产率17.5%,进一步处理提取液,获得芦丁产品的纯度为92.4%。

槐米中芦丁的含量很高,芦丁具有吸收紫外线、抗氧化、抗菌消炎等作用而被广泛用于食品、保健化妆品和医药中,开发价值很高。基于此,研究了槐米中芦丁提取的中试工艺,以水为萃取剂,环保、经济,且芦丁提取率效果良好,获得的产品易于后续纯化处理,为大规模工业生产提供了科学依据。

参考文献:

[1] 《中华人民共和国药典》委员会.中华人民共和国药典(一部)[S].北京:中国医药科技出版社,2010.

[2] EI Dnditys E, Khalifa TL, Annarha, et al. Chemical and Biological Study of Sophora Japonica L. Growing in Egypt[J].Al Azhar J Pharm Sci,1999,(24):230.

[3] 许植方,韩公羽.国产槐花米成分研究(Ⅱ)[J].药学学报,1957,5(3):205.

[4] 李炳奇,廉宜君.天然产物化学实验技术[M].北京:化学工业出版社,2012,(3):175-179.

[5] 周新妹,姚慧,夏满莉,等.槲皮素与芦丁对离体大鼠主动脉环的舒张作用及机制[J].浙江大学学报(医学版),2006,35(1):29-33.

(责任编辑:刘昀)

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