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星点设计- 响应面法优化樟树根总黄酮提取工艺

2020-09-24周兴卓沈丽霞王莉娜

科技视界 2020年26期
关键词:星点面法液料

周兴卓 沈丽霞 王莉娜

樟树在中国资源较为丰富,是中国亚热带阔叶林的主要树种之一[1]。樟树根系樟科植物樟的干燥根,具有活血化瘀、祛风除湿、通利关节等多种作用,临床上主要用于关节酸痛、跌打损伤等疾病的治疗[2]。研究表明,樟树根中具有黄酮类、挥发油类等成分,是樟树根中主要活性成分[3]。目前,樟树根中总黄酮的提取工艺主要通过正交试验优化[4],而未见通过响应面法优化的研究报道。相比于正交试验,响应面法具有试验次数少、周期短等优点,已广泛用于中药有效成分提取工艺优化。因此,本试验利用响应面法对樟树根总黄酮的提取工艺进行优化,为进一步开发利用樟树根提供依据。

1 材料与方法

1.1 药材

樟树根收集于康恩贝中药有限公司,经江西医学高等专科学校药学系黄平药师鉴定为樟树根。

1.2 试剂

芦丁(纯度99.1%,批号100080- 201810),购至成都埃法生物有限公司,所用试剂均为分析纯,水为去离子水。

1.3 仪器

UV- 2100 紫外分光光度计(日本岛津有限公司);KQ- 600KDE 型超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司);SB- 2000 旋转蒸发器(上海亚龙仪器有限公司)。

2 方法与结果

2.1 总黄酮的提取

精确称取粉碎后的樟树根样品1.0g,置于50mL 锥形瓶中,加入一定体积分数的乙醇,在一定超声波功率、超声温度下,提取一段时间,对所得提取液进行减压抽滤,旋转蒸发、浓缩,得樟树根总黄酮样品。

2.2 标准曲线的制作

准确称取经芦丁10.0 mg,置于50 mL 量瓶中,加入70%乙醇溶液溶解定容,得对照品溶液。准确移取1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0 mL 于25 m L 量瓶中,各加1mL5%亚硝酸钠溶液,摇匀,静置6min 后分别加入1mL10%硝酸铝溶液,摇匀,静置6min 后分别加入10mL 4% 氢氧化钠溶液,摇匀,最后用70%乙醇定容至刻度,摇匀,放置15min。在波长510nm 处测其吸光值。以芦丁浓度X (mg/mL) 对吸光度Y 进行线性回归,得回归方程为:Y=6.373X+0.0046(r=0.9993)。根据回归方程计算总黄酮得率。

2.3 响应面优化

2.3.1 单因素实验

通过单因素法,对不同乙醇浓度(40%、50%、60%、70%、80%),不同提取时间(15、30、45、60、90 min),不同液料比(10:1、15:1、20:1、25:1、30:1)进行考察,结果显示在乙醇浓度为70%,提取时间为30min,液料比为25:1 时,提取效率最高。

2.3.2 响应面优化实验结果与分析

(1)响应面优化实验结果

根据单因素试验结果,采用星点设计法以不同乙醇浓度(A)、提取时间(B)和液料比(c)3 个因素为自变量,每个因素取3 个水平,见表1。

表1 因素水平表

(2)实验数据分析

使用统计软件得到总黄酮得率对编码自变量A、B 和C 的回归方程:Y=12.77+0.22A+0.32B+0.04C- 0.31AB- 0.18AC-0.27BC- 0.41A2- 0.45B2- 0.73C2,该模型回归显著(P<0.00 01),模型的复相关系数r=0.9931,说明该回归方程回归效果较好,试验误差小。模型校正决定系数R2adj=0.9947,说明该模型可信度高,失拟项的P>0. 05,表明该模型失拟不显著,综上,星点设计- 效应面法优化樟树根的总黄酮提取工艺是可行的。

(3)响应面分析

通过多元回归方程作响应面图,可以较直观地反映各因素间的交互作用。响应面图见图1、图2 和图3。

(4)最佳提取条件的确定

通过软件Design- Expert 分析得出樟树根总黄酮最佳提取工艺为:乙醇浓71.65%,提取时间34.66min,和液料比24.75。为便于操作,将测定条件修正为:乙醇浓72%,提取时间35min,和液料比25。此条件下得樟树根总黄酮得率为12.81%,与理论预测值12.84% 非常接近。说明本实验所建立的樟树根总黄酮提取工艺参数真实可靠,具有实用价值。

图1 总黄酮提取率受乙醇浓度和提取时间的交互影响

图2 总黄酮提取率受乙醇浓度和液料比的交互影响

图3 总黄酮提取率受提取时间和液料比的交互影响

3 小结

本实验在单因素试验的基础上,采用星点设计- 效应面试验设计法,首次对樟树根总黄酮的超声提取工艺进行了优化,并建立了回归模型。最终得樟树根总黄酮最佳提取工艺条件是:乙醇浓72%,提取时间35 min,和液料比25。经过验证,试验精确度较高,操作简单,经济可行,可用于樟树根总黄酮的提取。

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