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表面活性剂强化超声波提取龙牙楤木齐墩果酸的研究

2021-04-20张馨心宫福帅欧小女秦佳梅

人参研究 2021年2期
关键词:硫酸钠烷基果酸

张馨心,宫福帅,欧小女,秦佳梅

(通化师范学院·吉林通化·134002)

龙牙楤木Aralia elata (Miq.) seem.是多年生的落叶小乔木,又称辽东楤木,春季萌发的嫩芽称刺老鸦,被称为山菜之王。整株均有药效,具有抗癌、活血化瘀、补气安神、 利尿消肿等功效, 可用来治疗风湿性关节炎、肝炎、糖尿病、慢性胃炎及心肌缺血等疾病[1],其活性成分主要为皂苷类化合物、多糖等。目前已从龙牙楤木中分离鉴定出100 多种皂苷类化合物[2]。其中齐墩果酸皂苷难合成, 只能从植物中提取。 从龙牙楤木中提取、分离后获得齐墩果酸单一成分,利用成熟的骨架材料羟丙基甲基纤维素(HPMC)制成中药缓释片剂,可减少服用剂量,提高临床用药的安全性[2]。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试材料为2019 年11 月采自吉林省通化市金厂镇龙头村野生的龙牙楤木,在不同的植株上剥根皮、干皮,剪取一年生枝条,60℃烘干[3]。用FZ102 型植物粉碎机粉碎,过40 目筛,装袋、标识,备用。

1.2 试剂

齐墩果酸标准品购自上海金穗生物医药有限公司,纯度≥98%;乙醇、甲醇、香兰素、浓硫酸等化学试剂均为分析纯;吐温20,吐温80,司班80,十二烷基硫酸钠,十二烷基磺酸钠等均为化学纯;纯净水。

1.3 方法

1.3.1 标准曲线的绘制

用BS210S 型电子天平精密称取0.006g 齐墩果酸标准品,置于5mL 容量瓶中,加甲醇定容,摇匀。 分别精密量取 20、40、60、80、10、120μL 的标准品溶液分别置于6 个不同的试管中, 于PC-1000 型数显式电热恒温水浴锅中加热,挥干甲醇。 取出放冷,分别向6 个试管加入8%香草醛—乙醇溶液0.5mL 和72%的浓硫酸5mL,摇匀,放置至管壁无残留液。 将各试管置于60℃恒温水浴上加热10min, 取出立即冷水浴15min。 用721E 型分光光度计于540nm 处侧吸光值[4]。 以齐墩果酸质量浓度(X,mg/L)为横坐标、吸光值(Y)为纵坐标,进行线性回归 (图 1), 得回归方程为:Y=0.027x+0.1179,R2=0.9996,表明齐墩果酸的质量浓度在4.4mg/L~26.1mg/L 范围内线性关系良好。

图1 齐墩果酸标准曲线

1.3.2 供试溶液制备

准确称取1g 供试材料, 按液料比25∶1 加入70%的乙醇,并在其中加入质量浓度为0.6%的表面活性剂(60℃水浴加热,使其溶解)[5]。 按超声时间 30min,超声功率270W,超声温度60℃进行超声提取[6],放凉后,称量,用70%的乙醇补足差量,真空抽滤,取滤液10mL,加水15mL,水浴加热蒸去乙醇,加入适量甲醇使蒸干剩余的残渣溶解,转移至10mL 容量瓶,加入甲醇至刻度线,摇匀,作为供试溶液[7]。 三次重复。

1.3.3 提取样品的测定

将1.3.2 供试样品溶液, 按标准曲线1.3.1 项下方法测吸光值,代入标准方程计算。

1.3.4 齐墩果酸得率的测定与计算

按以下公式计算齐墩果酸提取率:

X=C V n/1000m×100%[8]

式中:C 为测定样品液中齐墩果酸的浓度(μg/mL);V 为溶液的体积 (mL);n 为稀释倍数;m 为龙牙楤木粉的质量(mg)。

1.4 数据处理

本实验得出数据均利用SPSS 25 版及Excel 进行处理分析。

2 结果与分析

2.1 质量浓度为0.6%的不同表面活性剂对龙牙楤木中齐墩果酸提取的影响

图2 0.6%的不同表面活性剂对龙牙楤木齐墩果酸的影响

天然活性成分的提取中, 通常用作增溶剂的表面活性剂其 HLB 值多在13 至18[8],本实验选用了 5 种不同的表面活性剂对龙牙楤木中齐墩果酸提取率的影响见图2。

由图2 可知,与空白样相比,用不同表面活性剂的水溶液作为提取剂均能提高龙牙楤木根皮中齐墩果酸的提取率, 说明这些表面活性剂与超声波在提取齐墩果酸时均具有协同效应。 这是因为表面活性剂的加入降低了溶剂与供试材料之间的界面张力, 使得溶剂分子更容易渗透到颗粒中,从而加快了内扩散过程,同时表面活性剂能增加难溶化合物在溶剂中的溶解度[8]。其中又以十二烷基硫酸钠提取效果最好,Tween 80 次之,十二烷基磺酸钠与对照比则不明显。 认为十二烷基硫酸钠更适宜用作实验试剂。 十二烷基磺酸钠虽可用作阴离子表面活性剂, 但由于十二烷基磺酸钠制备较难,价格较高,且难以提纯,储存稍久易发黄,故很少用作实验试剂[9]。

图3 不同SDS 浓度下齐墩果酸的提取率

2.2 不同质量浓度的十二烷基硫酸钠对提取效果的影响

在固定超声条件的情况下, 用不同浓度的十二烷基硫酸钠-乙醇溶液进行齐墩果酸的提取结果见图3,随着十二烷基硫酸钠用量的增大, 齐墩果酸的浓度也随之提高, 当十二烷基硫酸钠在质量浓度大于0.4%后得率显著提高, 浓度为0.8%时提取效率达最大,达0.96%。 这是由于随着表面活性剂用量的增大,形成的胶束增多,对齐墩果酸的增溶作用增强。当表面活性剂用量大于0.8%时,提取率呈下降趋势,这说明十二烷基硫酸钠不仅对齐墩果酸有增溶作用, 也对其他杂质有增溶作用,导致提取率下降了[10-11]。 经统计分析(邓肯)见表1,浓度为0.6%和0.8%都与其他浓度具有显著差异,而二者之间则差异不显著,鉴于0.8%的高于0.6%的,选取质量浓度为0.8%的十二烷基硫酸钠作为优化条件之一。

表1 齐墩果酸含量(mg/g)

2.3 龙牙楤木根皮,枝条,干皮中齐墩果酸的含量测定

表2 龙牙楤木枝条,根皮,干皮中齐墩果酸的含量

依据1.3.2 方法不加表面活性剂提取,干皮中齐墩果酸含量最大, 为7.7428%; 枝条中提取率次之,为6.0427%;根皮中最低,为5.5530%。 加入质量浓度为0.8%的十二烷基硫酸钠作为辅助提取后,均有明显的提高。 以枝条的效果最显著。 据资料[12-13]报导常用根及根皮进行提取齐墩果酸,对资源破坏严重。本实验的结果表明,可充分利用枝条,有效提高资源利用率。

3 讨论

3.1 超声提取法是目前广泛用于中药成分提取的方法之一, 利用超声波的高频机械振荡作用使溶剂快速进入植物细胞中, 同时通过空化效应瞬间将植物组织和细胞分解、破裂,使细胞的内容物释放与溶出,且超声波具有热效应, 可增大细胞内溶质的溶解度或扩散速率,3 种作用机制相互配合发挥作用, 可大大提高中药成分的提取率[14],近年来,资源的紧缺及人类环保意识的增强,将进一步推进绿色表面活性剂的发展。 表面活性剂辅助提取具有缩短提取时间、提高提取效率、绿色节能等特点。两种方法结合却少有人尝试,通过本次实验证明,两者协同必将成为今后中药开发的重要手段,也将成为中药提取的另一个热点研究方向。

3.2 本实验从常用的非离子型和阴离子型表面活性剂中, 选择了5 种HLB 值不同的表面活性剂, 通过对比, 十二烷基硫酸钠为表面活性剂辅助超声提取获得满意结果。 同时考察了加入不同浓度的十二烷基硫酸钠,以0.8%的为龙牙楤木中齐墩果酸提取得率显著提高。 认为表面活性剂通过降低界面表面张力形成界面膜,促使微乳形成。十二烷基硫酸钠具有较好的乳化作用,HBL 值较高,属于亲水性基表面活性剂,溶于水后定向吸附在溶液中。

3.3 本实验的辅助只是应用了单一的表面活性剂,但表面活性剂复配一直都是研究的热点, 使用两种或多种表面活性剂的混合物, 因分子相互作用或成为络合物或静电吸引或排斥、 或其他的物理或化学的相互作用,因而产生协同和对抗作用[15]。 因此,将表面活性剂的复配应用还有待研究。

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