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正交试验法优选槐花米中芸香苷水提取工艺

2013-06-07张勇

中国民族民间医药 2013年22期
关键词:水溶液槐花结晶

张勇

楚雄医药高等专科学校药学系,云南楚雄675000

正交试验法优选槐花米中芸香苷水提取工艺

张勇

楚雄医药高等专科学校药学系,云南楚雄675000

目的:对以水为溶剂碱提酸沉法提取槐花米中芸香苷的影响因素进行优选,为提取工艺优化提供参考依据。方法:以水为溶液,槐花米为原料,采用L18(37)正交试验对影响芸香苷提取收得率的诸因素进行优选,寻找芸香苷提取的最佳工艺条件。结果:经过实验,药材粉碎度、提取次数、提取水溶液的pH、酸沉时的pH值对产品收得率影响显著,影响提取收得率指标的因素为A>D>B>F>G>E>C。结论:提取最佳工艺条件为A3→D3→B2→F2→G1→E2→C3,即:药材为细粉、提取3次、提取水溶液的pH9、酸沉pH值4、结晶时间12小时、提取时间30分钟、水溶液的用量1:30倍。

槐花米;芸香苷;碱提酸沉法;正交试验

槐花米是一种常用中药,为豆科植物槐SophorɑjɑponicɑL.的干燥花及花蕾,主要有效成分是芸香苷又名芦丁(Rutin),其化学结构为5,7,3′,4′-四羟基-3-芸香糖黄酮,含量高达12%~20%[1]。以槐花米为原料提取芸香苷,有多种提取工艺,如水提法、碱提酸沉法、醇提法等,其中碱提酸沉法有操作简单,经济、安全的特点,故以水为溶剂采用碱提酸沉法从槐米中提取芸香苷的工艺最常用。但提取率受诸多因素(药材的粉碎度、水溶液的pH、水溶液的用量、提取次数、提取时间、酸沉pH值、结晶时间)的影响。经资料查阅[2-7],只对其中二三个因素进行过研究或优选,同时对芸香苷提取收得率的7个因素进行优选尚未见报道。本实验以水为溶媒,槐花米为原料,以药材的粉碎度、水溶液的pH、水溶液的用量、提取次数、提取时间、酸沉pH值、结晶时间七个因素,采用L18(37)正交试验对影响芸香苷提取收得率的诸因素进行优选,以便寻找芸香苷提取的最佳工艺条件。

1 材料与方法

1.1 材料槐花米药材由云南省楚雄州药材公司提供(经粉碎后过筛,压碎的槐花米过10目筛;细粉过20目筛);薄层层析硅胶G(青岛美方化工有限公司);芦丁对照品(中国药品生物制品检定所,批号100080-200306);所用试剂均为分析纯。

1.2 仪器TN-100B千分之一托盘扭力天平(上海精密科学仪器有限公司),SH2-D3型循环水式真空泵(巩义市予华仪器有限公司),101A-3型电热鼓风恒温干燥箱(上海市崇明实验仪器厂),PHS-3C数字酸度计(上海鹏顺科学仪器有限公司),SUV-1箱式紫外分光分析仪(上海科学器材公司)。

1.3 正交设计以槐花米中所含成分芸香苷的提取收得率为评价指标,采用L18(37)正交试验对影响槐米的水煎煮提取效果诸因素(A药材的粉碎度、B水溶液的pH、C水溶液的用量、D提取次数、E提取时间、F酸沉pH值、G结晶的时间)进行优选。对因素A、B、C、D、E、F、G在试验范围内分别选取三个水平如下:

A药材的粉碎度:A1=未粉碎、A2=压碎、A3=细粉;B水溶液的pH:B1=pH8、B2=pH9、B3=pH10;C水溶液的用量:C1=1:10倍、C1=1:20倍、C1=1:30倍;D提取次数:D1=1次、D2=2次、D3=3次;E提取时间:E1=15分钟、E2=30分钟、E3=45分钟;F酸沉pH值:F1=pH2、F2=pH4、F3=pH6;G结晶时间:G1=12小时、G2=24小时、G3=36小时。

采用正交试验方案需进行18次实验,正交试验具有典型性、代表性、大大减少试验次数,正交表中所选出的试验满足“均匀分散和整齐可比,易于使用数理统计方法处理实验结果”[8]。

1.4 实验方法选用不同粒度的槐花米药材,称取20g,加0.4%的硼砂[9]水溶液按料液比加入,用石灰乳调节提取溶液pH后,按照实验设计方法进行提取,四层纱布过滤,滤液常温下放冷后,加浓HCl调pH,放置结晶,析出淡黄色沉淀,减压抽滤,沉淀物室温凉干后加200倍量蒸馏水加热煮沸溶解,趁热抽滤,滤液放置结晶,析出淡黄色沉淀,减压抽滤,然后用蒸馏50ml水洗3次,抽干,得到的芸香苷,将芸香苷罝于60℃烘箱中干燥8h,移至干燥器中放置1h后称重,计算提取收得率(提取收得率=芸香苷质量/槐米质量)。

1.5 定性分析取提取得到的芸香苷溶解制成1%的乙醇溶液后,与相同方法制成的芸香苷标准品点于同一块硅胶G-CMC-CNa薄层板上,以氯仿-乙醇-冰醋酸(15:5:1)为展开剂,以1%三氯化铝乙醇溶液喷雾显色,显色前后分别于紫外灯(波长为254nm)下检测,与芸香苷标准品对照,计算Rf值,确认提取物中含有芸香苷。另外进行盐酸-镁粉反应,观察颜色进行鉴别并与对照品对照。

2 结果与分析

2.1 提取结果利用正交表的整齐可比性,利用统计学方法,计算并分析各因素对提取率的影响。由表1中可看出,各因素极差为A>D>B>F>G>E>C;故影响提取收得率指标的因素为A>D>B>F>G>E>C,比较各k值,取各因素中较大的值,即提取条件为:A3→D3→B2→F2→G1→E2→C3。

2.2 定性检测盐酸—镁粉反应,样品与对照品进行比较,颜色一致均为紫红色。经薄层色谱展开并显色后均呈淡黄色斑点,在紫外分析仪下观察均为亮黄色斑点;测量Rf结果,Rf样=Rf标=0.56,因此提取物中含有芸香苷。

3 统计分析

从表2芸香苷的方差分析表中可看出,各因索对试验结果的重要次序为:A>D>B>F>G>E>C,由方差分析可知,A药材粉碎度、B提取水溶液的pH、D提取的次数和F酸沉pH值对芸香苷提取收得率有显著影响,而从选定的水平中E提取时间和G结晶时间影响不太显著,而C料液比影响最小。这与表1芸香苷正交试验直观分析总表所得结果是一致的,故影响提取收得率指标的因素为A>D>B>F>G>E>C,即提取条件为:A3→D3→B2→F2→G1→E2→C3。

表2 芸香苷的方差分析表

4 讨论

以槐花米为原料,以所含成分芸香苷的提取收得率为考查指标,由表1和表2可以得出结论,各因素对实验结果影响显著的有A、B、D、F,提取最佳工艺条件为A3→D3→B2→F2→G1→E2→C3,即:A药材为细粉;D提取3次;B提取水溶液的pH9;F酸沉pH值4;G结晶时间12小时;E提取时间30分钟;C水溶液的用量1∶30倍;从效应曲线图中可看出其中对实验结果影响显著的4个因素中,随着药材粉碎度和提取次数的增大收得率提高;而提取水溶液的pH、酸沉pH太高和太低都会降低收得率,提取时间在30分钟,料液比增大会增加收得率但溶媒太多不利于后续操作,且水溶液用量的极差k1与k3相差很小,所以水溶液的用量1:10倍即可,而G(结晶时间)溶液冷却即开始析出,超过12小时基本已沉淀完成。

[1]郭丽冰.芸香苷的提取、分离和鉴定[M].北京:中国医药科技出版社,1998:45.

[2]舒晓宏,冯梅,陈华,等.槐花米中芦丁提取最佳pH值的实验研究[J].大连医科大学学报,2005,27(2):91.

[3]廖卫华,李瑞珍,黄敏仪.槐花米中药用有效成分芦丁提取方法研究[J].现代食品与药品杂志,2006,16(3):73-75.

[4]张雅杰,佟连生,高俊茹,等.两种芦丁提取方法pH值的比较研究[J].黑龙江医药科学,2008,31(3):44.

[5]李金秀,龚盛昭,黄秋瑾.芸香甙提取工艺的改进研究[J].广东化工,2003,30(1):15-17.

[6]廖卫华,邓金梅,宋粉云.正交法优化槐米中芦丁的提取工艺[J].广东药学院学报,2006,22(3):275-276.

[7]叶会呈,谢路凤.正交法优选槐花米中芦丁的提取工艺[J].数理医药学杂志,2008,21(3):354-355.

[8]刘定远.医药数理统计方法(第三版)[M].北京:人民卫生出版社,1999:155.

[9]卢艳花.魏东芝.蒋晓萌.中药有效成分提取分离技术(第二版)[M].北京:化学工业出版社,2004:106.

R284.2

A

1007-8517(2013)22-0010-02

2013.09.28)

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