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正交试验优选蛇莓总酚酸提取工艺

2021-08-26赵鸿宾刘晓梦韩忠耀李雪营魏学军张林甦余跃生

亚太传统医药 2021年8期
关键词:酚酸光度乙醇

赵鸿宾,刘晓梦,韩忠耀,李雪营,魏学军,张林甦*,余跃生

(1.黔南民族医学高等专科学校,贵州 都匀 558013;2.贵州医科大学第三附属医院,贵州 都匀 558000)

蛇莓为蔷薇科蛇莓属植物蛇莓(Duchesneaindica(Andr) Focke )的全草,别名“三匹风”“地莓”“一点红”“蛇含草”[1],为民间常用草药。蛇莓性寒,味甘、苦,有小毒,入肺、肝、大肠经,具有清热解毒、消肿散瘀、收敛止血、凉血之功效,用于治疗热病惊痫、咽喉肿痛、咳嗽吐血、疔疮痈肿、蛇虫咬伤、湿疹、痢疾及烫火伤等[2-3]。近年来研究发现蛇莓不仅具有抑菌活性和抗氧化作用,而且具有较强的抗肿瘤和抗诱变活性,还能增强机体免疫功能[4-10]。在临床上,蛇莓常与其他中药配伍用来治疗妇科炎症和肿瘤[11],包括乳腺癌、肺癌、肝癌、结肠癌和子宫肌瘤等。

现代药理实验研究表明,蛇莓水提取物抗肿瘤活性显著,且水提物中酚酸类成分活性较强[12-16]。然而近年对于蛇莓总酚酸提取工艺未见报道,因此本研究以酚酸类成分的提取率为评价指标,利用正交试验设计对蛇莓中酚酸类成分的提取工艺进行优化,以期促进民间常用草药的研究与开发,同时也为蛇莓产业化生产提供参考。

1 实验材料

1.1 药材与试剂

蛇莓:采自黔南民族医学高等专科学校沙木湖校区附近山坡和荒地,经魏学军教授鉴定为蔷薇科蛇莓属植物Duchesneaindica(Andr) Focke的干燥全草。

试剂:没食子酸标准品(中国食品药品检定研究院,批号:110831-201605);十二烷基磺酸钠(国药集团化学试剂有限公司,批号:20180919);铁氰化钾(成都金山化学试剂有限公司);三氯化铁(天津市大茂化学试剂厂);甲醇、乙醇均为分析纯,蒸馏水为实验室自制双重蒸馏水。

1.2 仪器设备

Agilent Cary 100型双光束紫外可见分光光度计(北京安捷伦公司),奥豪斯DV215CD型分析天平(奥豪斯仪器有限公司),电热恒温干燥箱、电热恒温水浴锅(天津市泰斯特仪器有限公司)。

2 方法与结果

2.1 供试品溶液制备

精密称取蛇莓药材粉末1.0 g,置于锥形瓶中,精密加入一定体积的不同浓度的乙醇溶液,精密称定其总质量,在一定温度的水浴中加热回流提取1~2.5 h。待提取液冷却后称重并补足减失的重量,过滤,即得。

2.2 对照品储备液制备

精密称定没食子酸对照品10.0 mg,置于100 mL容量瓶中,加蒸馏水溶解至刻度,得到浓度为0.10 mg/mL的没食子酸对照品储备液。

2.3 总酚酸含量测定

2.3.1 没食子酸标准曲线制作 精密量取0.10 mg/mL的没食子酸储备液1.0 mL置于10 mL容量瓶中,加水稀释至刻度,分别精密量取0.10 mL、0.20 mL、0.40 mL、0.60 mL、0.80 mL、1.00 mL、1.20 mL至25 mL容量瓶中,各加甲醇5.0 mL,0.3%的十二烷基磺酸钠溶液2.0 mL,0.06%的铁氰化钾-0.9%的三氯化铁溶液(1∶1)混合溶液1.0 mL,摇匀,暗处放置5 min。加0.1 mol/L的盐酸溶液至刻度,摇匀,在暗处放置20 min。用紫外-可见分光光度计对某一浓度供试液进行全波长(400~900 nm)扫描。以波长为横坐标,吸光度为纵坐标作图,得到吸收曲线,确定745 nm为最大吸收波长。然后在745 nm波长下测定剩余供试液的吸光度,以吸光度为纵坐标,没食子酸浓度(μg/mL)横坐标,得回归方程:Y=0.552 2X+0.315 6,R2=0.998 6。数据表明没食子酸浓度在0.04~0.48 μg/mL范围内线性关系良好。

2.3.2 精密度试验 精密量取0.10 mg/mL没食子酸对照品溶液6份,每份1.00 mL,分别按“2.3.1”项下方法进行显色处理,在745 nm波长下测定其吸光度。计算相对标准偏差RSD为1.2%,说明仪器精密度良好。

2.3.3 重复性试验 精密称取蛇莓干燥粉末6份,每份1.0 g,分别置于锥形瓶中,加入70%乙醇20 mL,80 ℃水浴回流提取2 h。待提取液冷却后称重,补足减失的重量,过滤。取续滤液按“2.3.1”项下方法进行显色,测定其吸光度。RSD=1.6%,说明该测定方法重复性良好。

2.3.4 稳定性试验 精密称取1.0 g蛇莓干燥粉末,按照“2.3.3”项下方法进行提取,取续滤液分别于0 h、2 h、4 h、6 h、8 h、10 h、12 h时按“2.3.1”项下方法进行显色,测定其吸光度。测定结果的相对标准偏差RSD为1.2%,结果表明蛇莓提取液在12 h内稳定,对测定结果无明显影响。

2.4 总酚酸提取工艺优化

2.4.1 液固比 精密称取蛇莓干燥粉末15份,每份1.0 g,分成5组,每组平行3份,各组分别按照液固比10∶1、20∶1、30∶1、40∶1、50∶1加入70%乙醇,于80 ℃水浴加热回流提取2 h。待提取液冷却后称重,补足减失的重量,过滤。取续滤液按“2.3.1”项下方法进行显色,测定其吸光度,计算总酚酸提取率。所得数据满足方差齐性要求,均值依次为1.98%、2.67%、2.95%、3.12%、3.15%,单因素方差分析结果表明组间差异显著。总酚酸提取率随着液固比变化如图1(a)所示:液固比在30∶1以上,总酚酸提取率较高。

2.4.2 乙醇浓度 按“2.4.1”项下实验分组方法,各组均按照液固比20∶1分别加入50%、60%、70%、80%、90%乙醇水溶液,于80 ℃水浴加热回流提取2 h。按“2.4.1”项下方法进行后续处理,测定其吸光度,计算总酚酸提取率。总酚酸的提取率均值分别为2.45%、3.01%、2.85%、2.38%、1.87%,各测定结果均符合方差分析要求,且组间差异显著。总酚酸提取率随着乙醇浓度的变化如图1(b)所示:乙醇浓度为60%时,总酚酸提取率较高。

2.4.3 提取温度 按“2.4.1”项下分组方法,各组均按照液固比20∶1加入60%乙醇,分别于60 ℃、70 ℃、80 ℃、90 ℃、100 ℃水浴加热回流提取2 h。按“2.4.1”项下方法进行后续处理,测定其吸光度,计算总酚酸提取率均值分别为2.76%、2.98%、3.16%、2.93%、2.71%,结果如图1(c)所示:在80 ℃水浴条件下,总酚酸的提取率达到2.08%。数据经单因素方差分析,组间差异显著。

2.4.4 提取时间 按“2.4.1”项下分组方法,各组均按照液固比20∶1加入60%乙醇,于80 ℃水浴加热回流提取,各组提取时间按照30 min、60 min、90 min、120 min、150 min进行,按“2.4.1”项下方法进行后续处理,测定其吸光度,计算总酚酸提取率均值分别2.11%、2.58%、2.93%、3.04%、2.65%,数据经单因素方差分析显示,组间差异显著。结果如图1(d)所示:提取时间为120 min时总酚酸提取率最佳。

图1 液固比、乙醇浓度、加热温度、提取时间对总酚酸提取率的影响

2.4.5 提取次数 按“2.4.1”项下实验方法,精密称取蛇莓干燥粉末3份,每份1.0 g,按照液固比20∶1加入60%乙醇,于80 ℃水浴加热回流提取120 min,待提取液冷却后称重,补足减失的重量,过滤。将过滤后的滤渣同法提取第2、3次,分别按“2.4.1”项下方法进行后续处理,测定其吸光度,分别计算总酚酸提取率。第1、2、3次的提取率分别为2.1%、0.84%、0.51%,第2、3次提取率明显降低,从节约资源和缩短生产周期的角度考虑,选择提取1次为宜。

2.4.6 正交试验设计 依据单因素方差分析可知,液固比、乙醇浓度、提取温度、提取时间均对总酚酸提取率有显著影响,且组间差异显著,由此确定正交试验的因素和水平。L9(34)正交试验因素水平见表1。

表1 正交试验因素水平

2.4.7 正交试验结果及方差分析 按照L9(34)正交试验表依次进行,每个实验平行3次。试验方案及结果见表2。由表3方差分析可知,固液比(A)对总酚酸提取率影响极其显著(P<0.01),乙醇浓度(B)对总酚酸提取率影响显著(P<0.05),而提取温度(C)和提取时间(D)影响不显著(P>0.05),各因素影响程度依次为:A>B>C>D。优化工艺参数为A3B2C2D2。

表2 正交试验结果

表3 方差分析结果

2.4.8 验证试验 在正交试验设计优化的最佳条件下,对蛇莓总酚酸进行5次平行提取试验,平均提取率为3.75%,RSD=1.41%。

3 讨论

本实验在单因素试验的基础上,通过设计4因素3水平9次正交试验得到优选的总酚酸工艺参数为液固比40∶1,乙醇浓度(V/V)60%,提取时间120 min,提取1次。按照优选的工艺参数平行提取5次,平均提取率为3.75%,RSD=1.41%,说明此工艺合理可行。

蛇莓作为贵州少数民族地区常用药材,临床应用广泛,其活性成分种类较多,尤其是黄酮类和酚酸类活性较强。但考虑到中草药的习惯用法是水煎法,其活性成分并不能有效提取,造成资源浪费。各类活性成分的药理作用也不尽相同,分别提取单一成分对提高临床用药的有效性、安全性有重要作用。本研究对提取的蛇莓总酚酸进行纯化,得到高纯度的蛇莓总酚酸,可为进一步药效学实验研究提供物质基础,促进蛇莓药用价值的发掘与利用。

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