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枇杷叶总黄酮的减压内部沸腾提取工艺研究*

2020-12-02翁艳英张贞发

广州化工 2020年22期
关键词:芸香枇杷叶黄酮

翁艳英,张贞发

(广西民族师范学院化学与生物工程学院,广西 崇左 532200)

枇杷叶,别名巴叶、芦桔叶,分布广泛,作为传统中药,具有清肺、止咳、抗炎等功效[1]。研究表明枇杷叶提取物具有抗感染、抗病毒、降血糖等药理作用[2],而其含有的丰富黄酮类化合物[3]具有明显的抗氧化作用[4-5],并对小鼠急性肝损伤具有保护作用[6]。

目前,对枇杷叶总黄酮的提取工艺研究已有报道,如回流提取[7-8],提取时间较长;超声提取[9],提取30 min,枇杷叶总黄酮得率为7.23%;纤维素酶辅助提取[10],提取80 min,正交实验中枇杷叶总黄酮含量最高值为11.32 mg/g。近年来,减压内部沸腾法已成功应用到多种天然产物总黄酮[11-12]的提取中,该法既能保证活性成分提取率,又具有提取时间短,提取温度低,易操作的显著特点。由此,本实验以枇杷叶为原料,通过减压内部沸腾法提取总黄酮,考察提取剂浓度、提取剂用量、提取温度及提取时间等因素的影响,并在单因素实验基础上正交优化提取工艺,为枇杷资源的综合开发提供参考。

1 材料与试剂

1.1 材 料

枇杷叶,购于崇左市药材市场,烘干、粉碎备用。

1.2 试 剂

芸香叶苷对照品(AR);无水乙醇(AR);硝酸铝(AR);亚硝酸钠(AR);氢氧化钠(AR)。

1.3 仪 器

722型可见分光光度计,上海舜宇恒平科学仪器有限公司;电热恒温鼓风干燥箱,上海跃进医疗器械有限公司;循环水式多用真空泵,河南省予华仪器有限公司;超级恒温水浴锅,南京大学应用物理研究所;电子天平,奥豪斯仪器上海有限公司。

1.4 方 法

1.4.1 减压内部沸腾提取枇杷叶总黄酮

准确称取0.50 g枇杷叶粉末,采用60%乙醇解吸20 min,然后按照图1进行总黄酮的减压内部沸腾提取两次,合并滤液,获得总黄酮提取液,备用。

图1 枇杷叶总黄酮的提取流程图

1.4.2 枇杷叶总黄酮的含量测定

(1)总黄酮的含量测定

参照文献[13]对枇杷叶的总黄酮进行含量测定。取1.20 mL枇杷叶总黄酮提取液于25.00 mL比色管,加入30%的乙醇溶液至12.50 mL,摇匀,加入0.70 mL质量分数为5%的亚硝酸钠溶液,摇匀后静置5 min,然后加入0.70 mL质量分数为10%的硝酸铝溶液,摇匀后静置6 min,接着加入5.00 mL质量分数为4%的氢氧化钠溶液,摇匀,30%的乙醇溶液定容。采用试剂空白做参比,在510 nm的波长处测定吸光度A,再根据标准方程计算总黄酮的含量。

(2)标准曲线的制作

精确称取芸香叶苷0.0225 g,30%乙醇溶解,定容至100 mL。分别量取0.00 mL,1.20 mL,2.40 mL,4.80 mL,7.20 mL,9.60 mL质量浓度为0.255 g/L的芸香叶苷标准溶液于25.00 mL比色管,按照总黄酮含量测定步骤进行显色分析,于510 nm波长下测定吸光度。以吸光度和芸香叶苷浓度绘制标准曲线,芸香叶苷浓度为横坐标,吸光度为纵坐标,得到线性回归方程为A=8.7627C+0.00516,其中A为吸光度,C为芸香叶苷浓度(g/L),相关系数R2=0.9998,见图2。

图2 标准曲线

(3)总黄酮提取率计算公式

根据标准曲线及提取率公式计算枇杷叶总黄酮的提取率,公式见式(1)。

(1)

1.4.3 单因素实验

称取0.50 g枇杷叶粉末,60%乙醇进行解吸20 min,以乙醇溶液作为提取剂,0.055 MPa压力下进行单因素实验。

固定15 mL提取剂,提取温度 60 ℃,提取时间4 min的条件,改变提取剂乙醇浓度(50%、60%、70%、80%、90%),考察提取剂乙醇浓度对枇杷叶总黄酮提取率的影响。

固定15 mL提取剂,提取温度 60 ℃,提取剂浓度70%的条件,改变提取时间(2 min、4 min、6 min、8 min、10 min),考察提取时间对枇杷叶总黄酮提取率的影响。

固定15 mL提取剂,提取时间6 min,提取剂浓度70%的条件,改变提取温度(50 ℃、60 ℃、70 ℃、80 ℃、90 ℃),考察提取温度对枇杷叶总黄酮提取率的影响。

固定提取剂浓度70%,提取时间6 min,提取温度70 ℃的条件,改变提取剂乙醇用量(20 mL、25 mL、30 mL、35 mL、40 mL),考察提取剂乙醇用量对枇杷叶总黄酮提取率的影响。

1.4.4 正交实验

在单因素实验基础上进行四因素三水平的正交实验,研究提取剂乙醇浓度、提取时间、提取温度及提取剂用量四个因素对枇杷叶总黄酮提取率的影响。正交实验因素水平见表1。

表1 正交实验因子水平

2 结果与讨论

2.1 单因素实验结果分析

2.1.1 提取时间对总黄酮提取率的影响

提取时间对枇杷叶总黄酮提取率的影响如图3所示。由图3可知,随着提取时间的延长,枇杷叶中总黄酮提取率也增大,当提取时间为6 min时提取率最大,随后枇杷叶总黄酮的提取率反而下降。因此选择4 min、6 min、8 min三水平进行正交实验。

图3 提取时间对总黄酮提取率的影响

2.1.2 提取剂浓度对总黄酮提取率的影响

提取剂浓度对枇杷叶总黄酮提取率的影响如图4所示。从图4可以看出,提取剂浓度小于70%时,枇杷叶中总黄酮的提取率快速增长,继续提高提取剂浓度,总黄酮提取率呈下降趋势。因此选择60%、70%、80%三水平进行正交实验。

图4 提取剂浓度对总黄酮提取率的影响

2.1.3 提取温度对总黄酮提取率的影响

提取温度对枇杷叶总黄酮提取率的影响如图5所示。由图5可知,低温不利于枇杷叶物料内部沸腾,提取率不高;随着温度的升高,溶剂分子运动激烈,70 ℃时提取率最高,主要是55 kPa的提取压力条件下,70%乙醇沸点为70 ℃左右[14],此时枇杷叶物料内部得到充分沸腾,强化了传质过程,使提取效果达到最佳。再持续升温,可能造成杂质溶出率增大及黄酮结构被破坏[15],使枇杷叶总黄酮提取率减小。因此选择60 ℃、70 ℃、80 ℃三水平进行正交实验。

图5 提取温度对总黄酮提取率的影响

2.1.4 提取剂用量对总黄酮提取率的影响

提取剂用量对枇杷叶总黄酮提取率的影响如图6所示。从图6可知,对0.50 g物料,随着提取剂用量的增加,枇杷叶总黄酮提取率也增大,当提取剂乙醇用量在30 mL时总黄酮的提取率最高。继续增加提取剂用量大于30 mL时,提取率下降并趋于平稳,这与提取剂用量大使其扩散速率大,增加了杂质的溶出率有关。因此选择25 mL、30 mL和35 mL三水平进行正交实验。

图6 提取剂用量对总黄酮提取率的影响

2.2 正交实验结果分析

按表1的正交因子水平设计的正交实验结果见表2。表2的实验结果反映了减压内部沸腾提取枇杷叶总黄酮的最佳组合为A2B2C2D2,即70%乙醇作为提取剂且提取剂乙醇用量为30 mL,在70 ℃条件下减压提取6 min。对正交实验最佳组合进行三组验证实验,分别称取0.50 g的枇杷叶粉末3份,60%乙醇解吸20 min,加入30 mL 70%乙醇,在70 ℃、0.055 MPa条件下提取6 min,提取两次。结果显示,枇杷叶总黄酮提取率平均值达到9.48%。实验结果充分验证了正交实验优化得到的最佳提取工艺的合理性。

表2 正交实验结果

3 结 论

通过减压内部沸腾法提取枇杷叶总黄酮,在单因素实验基础上进行正交实验优化提取工艺。实验结果表明,提取枇杷叶总黄酮的最佳工艺参数为:0.50 g的枇杷叶粉末,60%乙醇解吸20 min,提取剂浓度为70%,提取剂用量为30 mL,在70 ℃和0.055 MPa条件下提取2次,每次6 min,此条件下总黄酮提取率为9.48%。减压内部沸腾提取工艺具有提取时间短,提取温度低,提取装置简单、成本低,易操作等特点,这将为枇杷叶总黄酮的活性研究提供理论数据,并为枇杷资源的开发提供科学依据。

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