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黄芪中毛蕊异黄酮葡萄糖苷的萃取工艺优选

2015-07-22缪菊连王成军刘海周大理学院药学与化学学院云南大理67000云南中医学院云南昆明65000

食品研究与开发 2015年24期
关键词:黄芪

缪菊连,王成军,刘海周(.大理学院药学与化学学院,云南大理67000;.云南中医学院,云南昆明65000)

黄芪中毛蕊异黄酮葡萄糖苷的萃取工艺优选

缪菊连1,王成军1,刘海周2
(1.大理学院药学与化学学院,云南大理671000;2.云南中医学院,云南昆明650200)

摘要:以超临界CO2进行萃取,采用HPLC法测定毛蕊异黄酮葡萄糖苷的含量,优选的萃取条件为压力30 MPa,温度45℃,CO2流量20 L/h,夹带剂为95%乙醇,加入量为药材重的5%,萃取时间2 h,粉碎粒度60目,萃取率为0.558 mg/g,结果显示超临界CO2萃取黄芪中毛蕊异黄酮葡萄糖苷有效可行。

关键词:黄芪;超临界CO2;毛蕊异黄酮葡萄糖苷

黄芪为豆科植物蒙古黄芪 Astragalus membranaceus(Fisch.)Bge.var.mongholicus(Bge.)Hsiao或膜荚黄芪A.membranaceus(Fisch.)Bge.的干燥根,具有补气固表、利水退肿、托毒排脓、生肌等功效[1],黄芪的化学成分复杂,主要有皂苷类、黄酮类及其苷类、多糖类、氨基酸类等[2],毛蕊异黄酮葡萄糖苷是黄酮类中活性教高的一种,有抗病毒、抗菌、降血脂、抗氧自由基、抗缺血和改善血象等作用[3-4]。报道中主要是黄芪甲苷的提取方法[5-7],而2010年版药典中“黄芪”项下增加了毛蕊异黄酮葡萄糖苷的含量控制,毛蕊异黄酮葡萄糖苷含量低,提取工艺报道较少,寻求一种高效优质的提取工艺历来是中医药专家们研究点的热点,超临界流体特别是超临界CO2具有无毒、不燃烧、对环境友好、产品质量高、提取时间短,无溶剂残留等优点,在分析、化工、材料、色谱等方面显示出广阔的前景[8-10]。目前,利用超临界CO2萃取黄芪中毛蕊异黄酮葡萄糖少见报道,为提高毛蕊异黄酮葡萄糖苷的提取率,现研究利用超临界CO2提取毛蕊异黄酮葡萄糖苷工艺的可行性及最佳工艺的优选,为寻找更好更有效率的毛蕊异黄酮葡萄糖苷提取工艺提供参考。

1 材料与方法

1.1材料

HA221-50-06超临界萃取装置:江苏华安科技有限公司;1100型高效液相色谱仪:美国Agilent;XS125A型电子天平:上海光学仪器一厂;RE-52型旋转蒸发仪:上海博通;SHZ-D循环水式真空泵:河南巩义市英峪豫华仪器厂;毛蕊异黄酮葡萄糖苷(批号:20633-67-4):中国食品药品检定研究院提供;甲醇为色谱纯,乙腈为分析纯,提取试剂均为工业纯。黄芪药材经云南中医学院杨树德教授鉴定为豆科植物蒙古黄芪Astragalusmembranaceus(Fisch.)Bge.var.mongholicus (Bge.)Hsiao的干燥根。

1.2方法

1.2.1毛蕊异黄酮葡萄糖苷的含量测定[1]

按2010年版《中国药典》一部“黄芪”药材的毛蕊异黄酮葡萄糖苷含量测定方法进行测定。

1.2.2样品的处理

精密吸取黄芪萃取液5 mL回收溶剂至干,残渣加甲醇溶解,转移至5 mL容量瓶中,加甲醇至刻度,摇匀,进样前用0.45 μm的微孔滤膜过滤,即得可测定毛蕊异黄酮葡萄糖苷的供试品溶液。

1.2.3超临界CO2萃取黄芪中毛蕊异黄酮葡萄糖苷工艺参数优化

用CO2作为萃取剂,从可能影响毛蕊异黄酮葡萄糖苷萃取的萃取压力、粉碎粒度、萃取温度、萃取时间、CO2流量及夹带剂和夹带剂的量等进行单因素及正交试验优选。萃取方法:称取一定粉碎度的黄芪药材适量,装入萃取釜中,对萃取釜、解离釜进行加热,当达到所选定的温度时,开启CO2瓶,通过高压泵对系统加压,当萃取釜、解离釜压力分别达到所设定的压力时,以一定的速度加入夹带剂,调节CO2的流量到一定值,保持恒温恒压进行萃取,当达到所选定的萃取时间后,从解离釜出料口出料,收集保存,按“1.2.2样品处理”后进行含量测定。

2 结果与分析

2.1对照品与样品图谱

对照品与样品图谱见图1、图2。

图1 对照品色谱图Fig.1 HPLC chromatograms of reference substance

图2 样品色谱图Fig.2 HPLC chromatograms of reference sample

2.2夹带剂的种类优选

根据预试验,不加入夹带剂时几乎提取不出毛蕊异黄酮葡萄糖苷,只能起到除杂作用,除杂的工艺条件优选为萃取压力为15 MPa,萃取温度为45℃,萃取0.5 h,CO2流量为10 L/h。据毛蕊异黄酮葡萄糖苷的理化性质及参考文献,精密称取黄芪药材适量除杂后,选择95%的乙醇、40%乙醇及丙酮为夹带剂,加入量为药材量的10%的体积数(下同),萃取压力为30MPa,萃取温度为45℃,萃取2 h,CO2流量为15 L/h进行萃取,得到的产品按样品处理方法进行处理,测定含量,结果毛蕊异黄酮葡萄糖苷提取率分别为0.33、0.17、0.21 mg/g,故选择95%的乙醇为夹带剂。

2.3.2夹带剂量的选择

精密称取黄芪药材适量除杂后,按药材量的5%、25%、45%分别加入95%乙醇,按萃取压力为30 MPa,萃取温度为45℃,萃取2 h,CO2流量为15 L/h进行萃取,得到的产品按样品处理方法进行处理,测定含量,结果毛蕊异黄酮葡萄糖苷提取率分别为0.35、0.36、0.35 mg/g,夹带剂的用量影响很小,故选择夹带剂的量为药材量的5%。

2.2粉碎粒度[11]

精密称取分别过10、20、40、60、80目的黄芪粉末适量除杂后,加入药材量5%的95%乙醇,按萃取压力为30 MPa,萃取温度为45℃,萃取2 h,CO2流量为15 L/h进行萃取,得到的产品按样品处理方法进行处理,测定含量,结果毛蕊异黄酮葡萄糖苷提取率分别为0.15、0.21、0.25、0.36、0.31 mg/g故选择过60目筛。

2.3提取时间

精密称取过60目筛的黄芪适量除杂后,加入药材量5%的95%乙醇,按萃取压力为30 MPa,萃取温度为45℃,CO2流量为15 L/h分别提取0.5、1、1.5、2、2.5 h,按上述方法进行测定,结果毛蕊异黄酮葡萄糖苷提取率分别为0.08、0.17、0.28、0.40、0.40 mg/g,故选择提取时间2.0 h。

2.4毛蕊异黄酮葡萄糖苷提取工艺的优选

通过查阅文献、单因素试验及毛蕊异黄酮葡萄糖苷的性质,设计L9(34)优选压力、温度及流量对超临界CO2萃取黄芪中毛蕊异黄酮葡萄糖苷的影响。药材过60目筛,夹带剂为95%乙醇,加入量为药材重的5%,提取2h,以毛蕊异黄酮葡萄糖苷的提取率为考察指标。因素水平见表1,正交试验结果见表2,方差分析见表3。

表1 因素水平Table 1 Factors and levels

表2 正交试验结果Table 2 Result of orthogoncd test

表3 方差分析Table 3 Analysis of variance

由极差R可知,各因素对黄芪中毛蕊异黄酮葡萄糖苷的萃取率的影响次序为A>C>B,较好的萃取方案为A3B2C3,即较佳的萃取工艺为:萃取压力30 MPa,温度45℃,二氧化碳流量20 L/h。

2.5工艺验证

取5份黄芪药材,按上述较佳工艺条件进行验证试验结果见表4。

表4 工艺验证试验Table 4 Results of confirmatory experimeint

由表4可知,平均提取率0.558 mg/g,RSD%=1.50%<5%,平均纯度57.4%RSD%=1.99%<5%说明工艺稳定。

3 结论与讨论

单因素及正交试验优选得出超临界CO2萃取黄芪中毛蕊异黄酮葡萄糖苷的最佳条件为压力30 MPa,温度45℃,CO2流量20 L/h,夹带剂为95%乙醇,加入量为药材重的5%,萃取时间2 h,粉碎粒度60目,萃取率为0.558 mg/g。

超临界CO2在较低温度下进行,对生理活性物质破坏较小;而且具有操作简单,过程短,萃取效率高,无有机溶剂残留,不污染环境等优点。因此,超临界CO2技术更符合现代化工业生产要求。本试验中除杂与提取一体化进行,除杂后CO2降压循环使用,提高溶剂的利用率,夹带剂加入量较少(药材量的5%),常规提取溶剂加入量至少是药材的10倍左右,超临界CO2很少的溶剂加入量即可达到很好的提取效果,温度低(45℃)不影响毛蕊异黄酮葡萄糖苷的活性。传统的黄芪除杂是利用石油醚加热回流除去[12],加热时间长,可能会影响毛蕊异黄酮葡萄糖苷的含量,试验中采用传统除杂与超临界除杂进行对比,传统除杂后超临界CO2萃取物得率为0.483 mg/g,纯度为46%,而用超临界CO2除杂及萃取后萃取物得率为0.558%,纯度为57.4%。超临界CO2更适合黄芪中毛蕊异黄酮葡萄糖苷的提取及除杂。

参考文献:

[1]国家药典委员会.中华人民共和国药典2010版一部[S].北京:化学工业出版社,2010:283

[2]邱勇波,刘锦,武飞.黄芪化学成分及药理作用研究进展[J].中国疗养医学,2011,20(5):435

[3]温艳梅.黄芪的化学成分研究进展[J].中成药,2006,28(6):879

[4]罗春霞,林平川,谷丽华,等.高效液相色谱法测定黄芪中毛蕊异黄酮7-O-B-D吡喃葡萄糖苷的含量[J].中国中药杂志,2003,28 (7):6031

[5]张华,陈新梅.纤维素酶提取黄芪有效成分工艺研究[J].中华中医药学刊,2011,29(8):1832-1833

[6] 陈涛,李进,禇治德,等.黄芪药材微波提取工艺研究[J].时珍国医国药,2009,20(2):349-350

[7]陈宇红.超细粉碎对黄芪有效成分溶出的影响[J].宁夏医学杂志, 2007,29(3):215-217

[8]Casal E,RamAArez P,IbaAAez E,et al.Effect of supercritical carbon dioxide treatman on the maillard reaction in model food systems[J]. Food Chemistry,2006,97(2):272-276

[9]Liu J C,Raveendran P,Shervani Z,et al.Synthesis of Ag and AgI quantum dots in AOT-stabilized water-in-CO microemulsions[J]. Chemistry-A European Journal,2005,11(6):1854-1860

[10]缪菊连,黄照昌.超临界CO2萃取云南香樟叶中右旋龙脑的工艺优选[J].中国实验方剂学杂志,2011,17(19):8-10

[11]蒙英,赵旭壮,李明.超临界CO2萃取黄芪皂苷的工艺研究[J].食品与发酵科技,2011,47(4):42-44

[12]宋成英,封加福.HPLC法同时测定黄芪药材中毛蕊异黄酮葡萄糖苷和黄芪甲苷[J].中国实验方剂学杂志,2013,19(11):115-117

DOI:10.3969/j.issn.1005-6521.2015.24.015

收稿日期:2013-12-09

基金项目:大理学院应用开发基金项目(KYYY201204)

作者简介:缪菊连(1977—),女(汉),副教授,硕士研究生,从事药物制剂及分析教学与科研工作。

Optimal Technology of Extraction Calycosin Glucoside from Astragali Radix

MIAO Ju-lian1,WANG Cheng-jun1,LIU Hai-zhou2
(1.Department of Pharmacy and Chemistry,Dali University,Dali 671000,Yunnan,China;2.Yunnan University of Traditional Chinese Medicine,Kunming 650200,Yunnan,China)

Abstract:To investigate the technology condition of calycosin glucoside from astragali radix by supercritical CO2fluid extraction,the content of calycosin glucoside determined by HPLC.The optimum extraction technology was as following:extraction pressure was 30 MPa,extraction temparature was 45℃,CO2flow rate was 20 L/h,useing 95%ethanol as cosolvent,cosolvent was 5%,extraction time was 2 h,the size was 60 mesh,extracting rate of calycosin glucoside was up to 0.558 mg/g,the results showsed that supercritical CO2fluid extraction of calycosin glucoside from astragali radix to be effective.

Key words:astragali radix;superctical CO2fluid extraction;calycosin glucoside

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