瑞香狼毒根中总黄酮类化合物提取工艺的研究_刘蓉.pdf

工艺管控150|2023年04月0 引言瑞香狼毒(Stellera chamejasme L)又叫热甲巴(藏名)、馒头花、阿交如交(藏名)、断肠草，是多年生草本植物，有毒，属瑞香科狼毒属1-2。瑞香狼毒最早出现在 神农本草经 中，具有清热解毒、消肿、泻炎症、止溃疡、祛腐生肌等作用1。瑞香狼毒根中的化合物主要包括黄酮类、木脂素类、香豆素类、二萜类、挥发油类3-5。研究表明，瑞香狼毒根中总黄酮类化合物在抗病毒6、抗氧化7、抗菌8、抗肿瘤9和治疗心血管疾病10等方面有一定的效果，对人类的衰老、癌症以及高血压的预防和治疗方面具有重要意义。本文通过优化瑞香狼毒根中总黄酮类化合物的提取方法，并对其含量进行测定，为后续大规模提取并将其运用于农业、医药等方面提供参考依据。1 材料与方法1.1 材料瑞香狼毒根采于阿坝藏族羌族自治州红原县。1.2 试剂甲醇、95%乙醇、无水乙醇、乙酸乙酯、丙酮、亚硝酸钠、九水合硝酸铝、氢氧化钠、芦丁标准品。1.3 仪器紫外分光光度计(UV-1800PC)、数显恒温水浴锅(HH-2)、高速多功能粉碎机(1000Y)、电热鼓风干燥箱(DHG-2150B)、旋转蒸发仪(RE-2000E)、超声波清洗机(PS-100A)、循环水式真空泵(KH-)、真空干燥箱(DZ-3BC )、电热恒温培养箱(DHP-9082)。1.4 实验方法1.4.1 原料的预处理将采集的瑞香狼毒根去皮后置于 60 鼓风干燥箱中干燥，粉碎，备用。1.4.2 芦丁标准曲线的绘制标准储备溶液配制：精确称取 10 mg 芦丁标准品，加入 60%乙醇将其溶解，然后移入 50 mL 容量瓶中定容，即可得到浓度为 0.2 mg/mL 芦丁标准储备溶液。标准曲线的绘制11：准确吸取芦丁标准储备溶液 0.0 mL、1.0 mL、2.0 mL、3.0 mL、4.0 mL、5.0 mL、瑞香狼毒根中总黄酮类化合物提取工艺的研究刘蓉*，胡莉明(阿坝师范学院，四川 汶川 623002)摘要：以瑞香狼毒根中总黄酮类化合物为研究对象，对加热回流提取，超声辅助提取和索氏提取三种方法进行了比较，筛选出最佳提取方法为索氏提取。研究了提取温度，料液比，乙醇浓度和提取时间对提取率的影响。通过正交试验确定了最佳提取条件为料液比 130，乙醇浓度 95%，提取时间 4 h，提取温度 80。在该条件下，瑞香狼毒根中总黄酮类化合物的提取率为 1.64%。关键词：瑞香狼毒；总黄酮类化合物；提取中图分类号：R284.2 文献标志码：A 文章编号：1008-4800(2023)12-0150-04DOI:10.19900/ki.ISSN1008-4800.2023.12.040Study on Extraction Technology of Total Flavonoids from Stellera Chamaejasme L RootLIU Rong*,HU Li-ming(Aba Teachers University,Wenchuan 623002,China)Abstract:The total flavonoid compounds in the root of Stellera chamaejasme L as the research object,three methods of heating reflux extraction,ultrasonic-assisted extraction and Soxhlet extraction were compared,and the best extraction method was selected as Soxhlet extraction.The effects of extraction temperature,ratio of material to liquid,ethanol concentration and extraction time on the extraction rate were studied.The optimum extraction conditions were obtained by orthogonal test as follows:the ratio of material to liquid was 130,the concentration of ethanol was 95%,the extraction time was 4h and the extraction temperature was 80.Under these conditions,the extraction rate of total flavonoids from the root of Stellera chamaejasme L was 1.64%.Keywords:stellera chamaejasme L;flavonoids;extract 2023年04月|1516.0 mL、7.0 mL 分别置于 25 mL 的容量瓶中，依次加入 0.3 mL 质量分数为 5%的 NaNO2溶液，摇匀，并静置 6 min，再加入 0.3 mL 质量分数为 10%的Al(NO3)3溶液，摇匀，静置 6 min，最后加入 4.0 mL 浓度为 1 mol/mL 的 NaOH 溶液，并用 30%的乙醇定容，摇匀，静置 15 min。在 505 nm 处逐个测定各个浓度下的芦丁标准溶液的吸光度，得回归方程 y=0.080 29x+0.000 94，相关系数 R2=0.999 2。1.4.3 瑞香狼毒根中总黄酮类化合物含量的测定向瑞香狼毒根中加入溶剂浸提 3 d，将提取液过滤，浓缩，定容后静置除去糖类，得到待测样品溶液。准确吸取适量待测样品，按照 1.4.2 中标准溶液的测定方法，在 505 nm 处测定吸光度，计算瑞香狼毒根中总黄酮类化合物的含量 C(mg/mL)，并换算总黄酮类化合物的提取率(%)。总黄酮类化合物提取率(%)=100%C NVm(1)式中：C 为总黄酮类化合物的含量(mg/mL)；N 为稀释倍数；V 为溶液体积(mL)；m 为所称取瑞香狼毒根的质量(mg)。1.4.4 正交实验设计根据单因素实验结果，为了充分探究影响提取率的因素，设计并制定了四因素三水平 L9(34)的正交表，如表 1 所示。表1 正交实验因素与水平水平因素A(料液比)B(乙醇浓度)/%C(提取时间)/hD(提取温度)/1130754802140855853150956902 结果与分析2.1 提取溶剂的筛选在料液比 130，温度 85 的条件下，分别向瑞香狼毒根中加入甲醇、乙醇、乙酸乙酯、丙酮、浸提，提取率分别为 0.36%、0.52%、0.08%、0.07%，其中提取率最高的溶剂是乙醇，且乙醇价格相对较低，无毒性，所以优先选用乙醇作为提取溶剂进行进一步的实验探究。2.2 提取方法的筛选在料液比 130，85 的条件下，分别采用超声辅助提取、索氏提取和加热回流提取三种方法，用95%乙醇溶液提取 6 h，所得提取率分别为 0.54%、0.61%、0.42%。因此采用索氏提取法进一步探究，提取瑞香狼毒根中的总黄酮类化合物。2.3 单因素实验结果与分析2.3.1 乙醇浓度的筛选将料液比调节至 130，温度为 85 的条件下，分别加入浓度为 55%、65%、75%、85%、95%乙醇后对瑞香狼毒根提取 6 h。如图 1 所示，所得结果可知，乙醇浓度越高，瑞香狼毒根中总黄酮类化合物的提取率越高，故选定最佳提取浓度为 95%，并选取乙醇浓度为 75%、85%、95%三个水平进行正交实验的探究。图1 提取浓度对瑞香狼毒根中总黄酮类化合物的影响2.3.2 提取温度的筛选将料液比调节至 130，乙醇浓度为 95%，提取时间为 6 h，分别将温度控制在 80、85、90、95 的条件下进行提取，结果如图 2 所示，随着温度的升高，提取率呈现先增大后减少的趋势，在 85 时为 1.13%。分析造成的原因可能是，随着温度升高，分子间扩散作用增强，同时传质过程变得更为容易，溶质扩散速率增大，有利于瑞香狼毒根中总黄酮类化合物的溶解，使得其提取率增高；但是由于提取温度不断增高，其他杂质的溶解度也不断增大，此外乙醇损失量变大，致使提取率逐渐减小12-13。综上分析，选取的最佳提取温度为 85，并选取 80、85、90 三个温度进行正交探究。工艺管控152|2023年04月图2 提取温度对瑞香狼毒根中总黄酮类化合物的影响2.3.3 提取时间的筛选将料液比调节为 130，使用浓度为 95%的乙醇，在 85 下，分别提取 3 h、4 h、5 h、6 h、7 h。如图 3 所示，所得结果可知，提取时间由 3 h 增加到5 h 时，瑞香狼毒根中总黄酮类化合物的提取率持续上升并达到最高，为 1.40%；当提取时间继续增加至 6 h 时，提取率有所下降。其原因可能是提取时间过长，导致乙醇溶剂挥发过多，提取液中的杂质也随时间增加，使得能溶解的总黄酮类化合物降低。此外随着加热时间的增加还可能造成所提得的总黄酮类化合物被氧化，导致其提取率下降12,14-15。结合上述分析结果，选取最佳的提取时间为 5 h，并选取正交实验的探究时间因素的三个水平为 4 h、5 h、6 h。图3 提取时间对瑞香狼毒根中总黄酮类化合物的影响2.3.4 提取料液比的筛选在 85，95%的 乙 醇 中，分 别 按 照 料 液 比120、130、140、150 提取 5 h，结果如图 4 所示。分析可知，料液比从 120 调节至 150 时，瑞香狼毒根中总黄酮类化合物的提取率呈现先增加后降低的趋势；当料液比为 140 时，总黄酮类化合物提取率为 1.63%。可知，料液比太小，导致溶解不充分，而料液比太大，影响提取率，也会造成不必要的浪费13-15。综上所述，最佳的料液比为 140，并选择料液比为 130、140、150 三个水平进行正交实验的探究。图4 料液比对瑞香狼毒根中总黄酮类化合物的影响2.4 正交实验结果分析表2 L9(34)正交实验结果试验号A(料液比)B(乙醇浓度)/%C(提取时间)/hD(提取温度)/黄酮提取率/%111111.528 5212220.555 2313331.635 5421230.467 7522310.638 0623121.097 8731320.586 9832130.518 7933210.971 3k11.2400.8611.0481.046k20.7350.5710.6650.747k30.6921.2350.9530.874R0.5480.6640.3830.299采用 L9(34)进行正交实验所得结果如表 2 所示，由极差分析可知，各因素对瑞香狼毒根中总黄酮类化合物提取率的影响分别是乙醇浓度(B)料液比(A)提取时间(C)提取温度(D)。采用 SPSS 软件进行主体间效应检验计算，结果如表 3 所示，选取温度(D)作为误差对照，由分析可知料液比(A)、乙醇浓度(B)、提取时间(C)均不显著(sig0.05)，但是统计显著性与实际显著性不同；从效应量来看，其复相关值R|0.7|，可以认为变量之间有很强的关联强度16-17。从生产的经济效益、能源、效率等综合方面的因素确定最佳工艺为 B3A1C1D1，即料液比为 1：30，乙醇浓度为 95%，提取时间 4 h，提取温度为 80。2023年04月|153表3 主体间效应检验源III 类平方和自由度均方F显著性(sig)修正模型1.46260.2443.5990.233截距7.11017.110105.0540.009料液比0.55720.2784.1130.196乙醇浓度0.66520.3334.9150.169提取时间0.24020.1201.7690.361误差0.13520.068总计8.7079修正后总计1.5978注：R2=0.915(调整后 R2=0.661)，因变量：提取。2.5 验