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何首乌中二苯乙烯苷类物质的超声波提取工艺优化

2015-04-01邓祥黄小梅吴狄

应用化工 2015年3期
关键词:类物质何首乌苯乙烯

邓祥,黄小梅,吴狄

(1.四川文理学院 化学化工学院,四川 达州 635000;2.“特色植物开发研究”四川省高校重点实验室,四川 达州 635000)

何首乌为蓼科缠绕藤本植物何首乌(Polygonum multiflorum Thunb)干燥后的块根,外表红褐色至暗褐色[1-2]。具有益精血、补肝肾、强筋骨、润肠道、悦容颜、乌须发、祛风之功效,能解毒、消痈、截虐、润肠通便。用于疮痈、瘰疬、风疹瘙痒、久虐体虚、肠燥便秘等疾病[3-5]。生首乌具有解毒、通便和润肠等功效,制首乌具有益精血、补肝肾、强筋骨和乌须发等功效[6-8]。

何首乌中主要含有二苯乙烯类、蒽醌类、糖类和磷脂类等化学成分,其中二苯乙烯苷类化合物具有抗老年痴呆、抗衰老、提高免疫功能、降低胆固醇、防治动脉硬化及保肝等作用[9-10]。二苯乙烯苷含量往往作为何首乌质量的评价指标,其含量不得低药典规定的1.0%限量[11]。

本实验采用超声波辅助溶剂提取法,提取何首乌中二苯乙烯苷类化合物,通过紫外分光光度法,快速测定了何首乌中二苯乙烯苷类化合物含量,同时通过单因素实验和正交实验,旨在寻找何首乌中二苯乙烯苷类物质的最佳提取工艺条件,为实际生产提供理论依据。

1 实验部分

1.1 材料与仪器

何首乌;二苯乙烯苷标准试剂(中国标准物质中心);无水乙醇、95%乙醇均为分析纯;超纯水。

HN-650CT 多用途恒温超声波提取仪;UV-2550型紫外-可见分光光度计;GT16-3A 型高速台式离心机;HK-20B 螺纹摇摆式小型粉碎机;FA1024N 型电子分析天平。

1.2 标准曲线的绘制[12]

准确称取经干燥至恒重的二苯乙烯苷标准品5.0 mg,用95%乙醇溶解在25 mL 容量瓶中并定容,摇匀,得二苯乙烯苷浓度为200 μg/mL 的对照品溶液。分别取对照品溶液0.0,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0 mL 于25 mL 容量瓶中,用95%乙醇定容,在322 nm 波长处测定其吸光度。以二苯乙烯苷浓度为横坐标,吸光度为纵坐标绘制标准曲线,得线性回归方程:Y = 0.057 7X + 0.006 3,相关系数r=0.999 6,可见,其线性关系良好。

1.3 二苯乙烯苷的提取[13]

称取60 目何首乌粉末0.5 g,以乙醇作溶剂,采用超声波提取。提取液离心,取上层清液于25 mL容量瓶中,用乙醇进行定容,测定吸光度,计算二苯乙烯苷的提取率。

式中 C——容量瓶中二苯乙烯苷的浓度,g/mL;

M——何首乌质量,g。

2 结果与讨论

2.1 单因素实验

2.1.1 乙醇浓度 选取10 mL 溶剂,在55 ℃和功率1 000 W 条件下提取2.0 h,乙醇浓度对二苯乙烯苷类物质提取率的影响见图1。

图1 乙醇浓度对提取率的影响Fig.1 The effect of ethanol concentration on the extraction rate

由图1 可知,随着乙醇浓度的增加,二苯乙烯苷类物质的提取率增大,当乙醇浓度60%时,提取率达到最大值,之后,提取率随着乙醇浓度的增加反而减小。其原因可能是乙醇浓度会影响二苯乙烯苷类物质与溶剂之间的亲和力,乙醇浓度过大,溶剂的极性差异性增加,限制了某些二苯乙烯苷类物质的溶出,提取率反而降低。因此,选取60%的乙醇浓度。2.1.2 料液比 在55 ℃和功率为1 000 W 条件下,以浓度为60%乙醇作溶剂,提取2.0 h,料液比对二苯乙烯苷类物质提取率的影响见图2。

图2 料液比对提取率的影响Fig.2 The effect of material-solvent ratio on extraction rate

由图2 可知,二苯乙烯苷类物质的提取率随着料液比的增大而增加,料液比1∶20 g/mL 时,二苯乙烯苷类物质的提取率达到最大值,之后,提取率随着料液比的增大而减小。这是因为料液比过大,其它组分大量溶出形成相互竞争,反而不利于二苯乙烯苷类物质的提取,提取率降低。所以,最佳料液比为1∶20 g/mL。

2.1.3 提取温度 以浓度为60%乙醇作溶剂,在料液比1 ∶20 g/mL 和功率1 000 W 条件下,提取2.0 h,提取温度对二苯乙烯苷类物质提取率的影响见图3。

图3 提取温度对提取率的影响Fig.3 The effect of extracting temperature on extraction rate

由图3 可知,二苯乙烯苷类物质的提取率随着温度的升高而增加,65 ℃时二苯乙烯苷类物质的提取率达到最大值;超过65 ℃后,二苯乙烯苷类物质的提取率反而呈现下降趋势。这是因为二苯乙烯苷类物质具有一定的热不稳定性,随着温度的升高,二苯乙烯苷类物质部分分解,导致提取率降低。故选取65 ℃为最佳温度。

2.1.4 提取时间 料液比1∶20 g/mL,在65 ℃和功率1 000 W 条件下,以浓度60%乙醇作溶剂,提取时间对二苯乙烯苷类物质提取率的影响见图4。

图4 提取时间对提取率的影响Fig.4 The effect of extracting time on extracting time

由图4 可知,随着时间的增加,二苯乙烯苷类物质的提取率增大,2.0 h 时提取率趋于稳定,基本达到最大值。其原因主要在于,随着时间的延续,超声所产生的搅拌作用和空化效应对细胞膜的破坏加剧,增加了细胞内物质的穿透能力,更有利于二苯乙烯苷类物质的释放与溶出。因此,最佳提取时间选取2.0 h。

2.1.5 提取功率 以浓度60%乙醇作溶剂,料液比1∶20 g/mL,在65 ℃提取2.0 h,提取功率对二苯乙烯苷类物质提取率的影响见图5。

图5 提取功率对提取率的影响Fig.5 The effect of extracting power on extraction rate

由图5 可知,随着提取功率的增加,二苯乙烯苷类物质的提取率增大,800 W 时提取率趋于稳定,基本达到最大值;之后再增加功率,对二苯乙烯苷类物质的提取率影响不大。因此,选取800 W 作为最佳提取功率。

2.2 正交实验优化

提取功率800 W,对乙醇浓度、料液比、提取温度和提取时间进行L9(34)正交实验,因素与水平见表1,结果见表2。

表1 因素与水平表Table 1 Factors and levels chart

表2 正交实验结果Table 2 Orthogonal experimental results

由表2 可知,4 个因素对提取率影响大小顺序为C >A >B >D,最佳提取工艺组合为A2B3C2D1,即乙醇浓度60%,料液比1∶25 g/mL,提取温度65 ℃,提取时间1.5 h。

2.3 验证实验

在正交实验的最佳提取工艺条件下进行3 次平行实验,结果见表3。

表3 验证实验结果Table 3 The results of verification experiment

由表3 可知,何首乌中二苯乙烯苷类物质的平均提取率为7.19%。

3 结论

以乙醇溶液作溶剂,采用超声波辅助提取二苯乙烯苷类物质,最佳提取工艺条件为:乙醇浓度60%,料液比1∶25 g/mL,提取温度65 ℃,提取时间1.5 h,提取功率800 W。在此条件下,二苯乙烯苷类物质的提取率达7.19%。

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