毛脉蓼蒽醌类有效成分乙醇提取工艺筛选及优化

2019-04-30胡玲玲

贵州农业科学 2019年4期

胡玲玲

(安康学院化学化工学院，陕西安康 725000)

毛脉蓼为蓼科植物，其茎高大，块根粗糙，质地坚硬，主要生长于山川沟壑之中，多地有分布。毛脉蓼的干燥块根味苦具药效，被人们称做朱砂七或朱砂莲，属于“太白七药”之一，为陕西地道的名贵药材[1-5]。毛脉蓼在秦岭山脉的储量十分丰富，为人们的常用药材。中医常用其治疗劳累过度引起的劳伤、损伤，块茎能治疗黄疸性肝炎，中暑所致的腹痛腹泻、烫伤、蚊虫引起的肿毒、菌痢和风湿腰疼等症。研究发现，朱砂七中的蒽醌类化合物可以保护人体中的正常细胞免受病毒细胞侵害，也可以抑制流感病毒；此外，其粗多糖还具有抗氧化、抗肿瘤的作用[6-11]。另有研究[12-17]证明，毛脉蓼还具有抗菌、镇痛及抗炎作用。陈吉炎等[12]采用红外光谱和紫外光谱核磁共振的方法确认，朱砂七中蒽醌类化合物主要是大黄素和大黄素甲醚。韩公羽等[14-15]从朱砂七中分离出朱砂莲甲素和朱砂莲乙素。张秀琴等[18]用极谱法测得朱砂七中有效成分主要为游离蒽醌和结合蒽醌，分别为3.15%和10.20%；其可进一步细分为0.05%的大黄素、0.40%的葡萄糖甙、3.10%大黄素甲醚和9.80%葡萄糖甙等。目前，提取毛脉蓼蒽醌类有效成分的方法很多，包括微波法提取、超声波提取、醇提法和水提法等。考玉萍等[19]研究证明，乙醇法提取朱砂七中蒽醌的提取率高于水提法。王晓梅等[20]研究证实，采用超声波辅助法提取朱砂七中蒽醌化合物有很多优点，但成本较大，提取的蒽醌类成分纯度不高。鉴于此，采用单因素试验、正交试验与紫外分光光度计扫描相结合的方法对乙醇法提取毛脉蓼蒽醌类有效成分的提取工艺进行优化，旨在为提高名贵药材毛脉蓼的利用率提供参考。

1材料与方法

1.1供试材料

1.1.1毛脉蓼毛脉蓼块根，采自陕西安康。

1.1.2试剂大黄素标准品，优级纯，购自于中国药品生物鉴定所；甲醇，乙醇及其他试剂等均为分析纯，市购。

1.1.3仪器FW177中草药粉碎机(天津市泰斯特仪器有限公司)，101-1AB电热鼓风干燥箱(天津市泰斯特仪器有限公司)，HJF-300电子天平(深圳市恒之达仪器有限公司)，RE52-86A旋转蒸发器(上海亚荣生化仪器厂)，KH-2500DE超声波清洗仪(昆山禾创超声仪器有限公司)，L-5S紫外-可见分光光度计(上海精密仪器仪表有限公司)。

1.2试验方法

1.2.1标准曲线的绘制精确称量大黄素标准品0.005 0 g，用2 mL甲醇将其溶解并转移至50 mL容量瓶中，再用蒸馏水定容，摇匀得浓度0.0001 g/mL的贮备液备用。从大黄素标准贮备液中分别移取0.5 mL、1.5 mL、3.5 mL、5.5 mL和7.5 mL的贮备液至5支10 mL的容量瓶中并标记为1～5号，分别加入甲醇溶液摇匀并对其定容。用紫外分光光度计分别扫描1～5号瓶，通过观察峰值确定最大吸收波长为253 nm。在最大吸收波长253 nm处测定溶液的吸光度，以测得吸光度为纵坐标，大黄标准品浓度为横坐标绘制标准曲线。

1.2.2试验设计

1) 乙醇浓度对提取率的影响。设5个处理，考察20%、40%、60%、80%及100%乙醇浓度对毛脉蓼块根总蒽醌类物质的提取率的影响。其他提取条件依次为温度60℃，料液比1∶15，提取时间2.5 h。

2) 提取时间对提取率的影响。设定提取温度60℃，料液比1∶15，乙醇浓度60%，在此条件下探讨不同提取时间(0.5 h、1.0 h、1.5 h、2 h和2.5 h)对蒽醌类化合物提取率的影响。

3) 提取温度对提取率的影响。设定料液比1∶15，乙醇浓度60%，提取时间1.5 h，在此条件下探讨不同提取温度(50℃、60℃、70℃、80℃和90℃)对蒽醌类化合物提取率的影响。

4) 料液比对提取率的影响。设定提取时间1.5 h，提取温度60℃，乙醇浓度60%，在此条件下探讨料液比(g∶mL)分别为1∶5、1∶10、1∶15、1∶20及1∶25对毛脉蓼蔥醌类化合物提取率的影响。

5) 最佳提取工艺筛选。根据单因素试验结果选取料液比、提取时间、提取温度及乙醇浓度4个因素，每个因素设置3个水平，利用L9(34)正交试验设计筛选乙醇法提取毛脉蓼中蒽醌类物质的最优工艺。

1.2.3毛脉蓼中蒽醌类化合物的提取与含量测定将毛脉蓼块根用清水清洗干净，切成片，然后将所得药片放入白瓷盘中置于50℃的电热鼓风干燥箱恒温干燥24 h，冷却，用粉碎机粉碎，过60目筛，除去大颗粒。准确称取2 g的毛脉蓼块根粉末，用乙醇溶液进行提取，提取液用真空泵进行抽滤，将所得的滤液用旋转蒸发仪进行减压浓缩，浓缩到较粘稠时再转移到25 mL带有刻度的比色管中，用甲醇溶解并定容，并用紫外-可见分光光度法测定提取液的吸光度，根据大黄素标准曲线计算得出提取液中蒽醌类物质的质量浓度，再按下面的公式计算得到蒽醌类物质的提取率。

提取率=C×V/M×100%

式中，C为由样品液的吸光度计算所得样品液的质量浓度(mg)，V为样品体积(mL)，M为毛脉蓼块根粉的质量(g)。

2结果与分析

2.1标准曲线

从图1可见，大黄标准品的浓度与其在253 nm处的吸光度(OD值)之间存在线性关系，其线性回归方程为y=0.500 2x+0.100 3，R2=0.998 8，说明，二者间线性关系良好。

图1大黄标准曲线

2.2不同因素对毛脉蓼块根总蒽醌类物质提取率的影响

由图2可知，不同因素对毛脉蓼块根总蒽醌类物质提取率的影响存在差异。

2.2.1乙醇浓度随着乙醇浓度增高蒽醌类化合物的提取率呈先升后降趋势。其中，乙醇浓度增至80%时，毛脉蓼块根中总蔥醌类提取率达最高，为0.079 1%；之后随着乙醇浓度继续增大，提取率开始下降。原因在于随着乙醇浓度的增加，溶剂极性存在较大的差别，能溶于乙醇的物质相互竞争消融，使蒽醌类化合物不能充分消融，从而使提取率呈下降趋势。因此，提取毛脉蓼中蒽醌类有效成分的最佳乙醇浓度为80%。

2.2.2提取时间随着提取时间增加蒽醌类化合物的提取率呈先升后降趋势。其中，提取时间为1.5 h时，蒽醌类化合物提取率达最大，为0.081 3%；之后蒽醌类化合物的提取率呈逐渐下降趋势。因此，毛脉蓼中蒽醌类有效成分的最佳提取时间为1.5 h。

2.2.3提取温度随着温度的不断增加蒽醌类化合物的提取率呈先升后降趋势。其中，温度低于70℃时，随温度增加蒽醌类化合物的提取率不断增加，70℃时蒽醌类化合物的提取率达最大，为0.080 2%；之后随着温度升高，蒽醌类化合物的提取率呈下降趋势。原因为蒽醌类化合物具有热不稳定性，随着温度的升高蒽醌类化合物发生消融或氧化，致使提取率呈下降趋势。因此，提取毛脉蓼中蒽醌类有效成分的最佳提取温度为70℃。

图2不同因素处理毛脉蓼块根总蒽醌类物质的提取率

2.2.4料液比随着料液比的增加蒽醌类化合物的提取率呈先升后降趋势。其中，料液比为1∶15时提取率达最大，为0.081 1%；之后随着料液比的增加蒽醌类化合物的提取率呈下降趋势。因此，提取毛脉蓼中蒽醌类有效成分的最佳料液比为1∶15。

2.3毛脉蓼中蔥醌类化合物最佳提取工艺的筛选

在单因素试验基础上选取料液比、提取时间、提取温度和乙醇浓度进行L9(34)正交试验设计(表1)。从表2和表3可知，方案2和方案6的提取率较高，分别为0.083 1%和0.082 2%，其次是方案4和方案1，提取率分别为0.075 6%和0.072 5%。各因素对毛脉蓼中蔥醌类化合物的提取率影响大小依次为料液比>乙醇浓度>提取时间>提取温度。通过对各因素k值的比较，确定最佳工艺条件为料液比1∶15，提取时间1.5 h，提取温度60℃，乙醇浓度60%。由于选出的最佳条件不在试验设计方案中，因此对其进行验证试验。3次重复试验的结果表明，在此条件下毛脉蓼中蒽醌类化合物的提取率为0.083 3%～0.083 8%，平均为0.083 5%。与试验方案2和方案6的提取率接近，说明，最佳工艺条件为料液比1∶15，提取时间1.5 h，提取温度60℃，乙醇浓度60%。