正交法優(yōu)法牛蒡莖總黃酮提取工藝的研究

1、正交法優(yōu)法牛蒡莖總黃酮提取工藝的研究 【摘 要】利用正交試驗(yàn)方法對(duì)牛蒡莖總黃酮的提取工藝進(jìn)行研究。在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上選取乙醇體積分?jǐn)?shù)、液料比、提取時(shí)間、提取溫度4個(gè)因素3個(gè)水平進(jìn)行正交試驗(yàn)，以總黃酮的得率為考察指標(biāo)，探討這4個(gè)因素對(duì)黃酮提取率的影響。結(jié)果表明：較優(yōu)的工藝提取參數(shù)為：乙醇濃度60%，液料比1：15，提取時(shí)間120min，提取溫度60。 【關(guān)鍵詞】牛蒡；總黃酮；單因素試驗(yàn)；正交試驗(yàn) 牛蒡（arctium lappal）又名白肌人參，為中國(guó)古老的藥食兩用食物蔬菜1。牛蒡可每日食用而無(wú)任何副作用，對(duì)體內(nèi)各系統(tǒng)的平衡具有復(fù)原功能，且含有黃酮類化合物（flaonoids），黃酮類化合物有抗

2、菌、抗衰老、降低血糖等作用。目前對(duì)牛蒡的研究大多集中于牛蒡子和牛蒡葉的化學(xué)成分和藥理活性上，關(guān)于牛蒡莖化學(xué)成分的研究較少報(bào)道2。就目前牛蒡的開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀來(lái)看，其開(kāi)發(fā)也主要集中在食用價(jià)值方面，而對(duì)其活性成分和藥理性質(zhì)的研究不夠，資源浪費(fèi)嚴(yán)重。牛蒡是我國(guó)傳統(tǒng)中藥，其主要的藥用部分是牛蒡子（牛蒡的瘦果），具有祛風(fēng)熱、消腫痛的作用3。本研究采用索氏提取法，對(duì)牛蒡莖總黃酮提取工藝條件進(jìn)行優(yōu)化，確定其最佳提取工藝，旨在為牛蒡的綜合開(kāi)發(fā)和解決資源浪費(fèi)問(wèn)題提供技術(shù)支撐，以實(shí)現(xiàn)資源的最大化利用。 1.試驗(yàn)材料、試劑和儀器 1.1材料與試劑 洗凈的牛蒡莖，烘干粉碎備用。 試劑：蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液，無(wú)水乙醇，氫氧化鈉，硝酸鋁

3、，亞硝酸鈉（以上均為分析純），實(shí)驗(yàn)所用水均為蒸餾水，實(shí)驗(yàn)中所需溶液均現(xiàn)配。 儀器：電熱恒溫水浴鍋，電子天平，紫外分光光度計(jì)，索氏提取器，量筒（50ml、10ml），移液管，10ml小試管，圓底燒瓶，比色管，容量瓶。 1.2 試驗(yàn)方法 1.2.1原料的預(yù)處理 牛蒡莖除雜水洗烘干粉碎 1.2.2總黃酮的含量測(cè)定 利用黃酮類化合物中的3-羥基、4-羥基、5-羥基、4-羰基或鄰二位酚羥基，與鋁離子進(jìn)行絡(luò)合反應(yīng).在堿性條件下生成紅色絡(luò)合物的原理測(cè)定其含量。 1.2.3 蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 精確吸取蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液0.00、0.20、0.40、0.80、1.20、1.60 ml于6支10.00ml的小試管中，

4、用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%的乙醇稀釋到4.00ml處，加人5%的亞硝酸鈉溶液0.30ml，混勻，放置10min，加入10%硝酸鋁溶液0.30ml ， 混勻，放置10min，再加入4%的氫氧化鈉溶液4.00ml， 混勻，放置10min，加入60%的乙醇溶液至刻度，搖勻，10min后于波長(zhǎng)500nm處測(cè)定吸光度，（以第一瓶為空白溶液）以吸光度y為縱坐標(biāo)，蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液的質(zhì)量濃度x（mg/ml）為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到蘆丁濃度（c）與吸光度（a）關(guān)系式：y=7.0553x+0.0017，r2=0.9984 1.2.4 單因素試驗(yàn) 分別以乙醇濃度（50%、55%、60% 65%、70%）、提取時(shí)間（1 h、1

5、.5 h、2h、2.5h、3 h）、提取溫度（40、50 、60 、70、80）以及料液比（1：5、1：10、1：15、1：20、1：25）為單因素進(jìn)行試驗(yàn)，考察各單因素對(duì)浸提液中總黃酮得率的影響。 1.2.5正交試驗(yàn)設(shè)計(jì) 本實(shí)驗(yàn)選取提取溫度、料液比、浸提時(shí)間和乙醇濃度這四個(gè)對(duì)牛蒡黃酮提取率影響顯著的因素，進(jìn)行4因素3水平正交試驗(yàn)。正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)因素的水平如表1所示。 2.結(jié)果與分析 2.1單因素試驗(yàn) 2.1.1乙醇濃度對(duì)牛蒡莖總黃酮提取率的影響 由結(jié)果（見(jiàn)表2）可知，隨乙醇濃度的增加，黃酮提取率增大，當(dāng)濃度達(dá)到60%時(shí)提取率最大；但乙醇濃度繼續(xù)增加，提取率則明顯下降，當(dāng)濃度達(dá)到70%時(shí)提取率最

6、小，故宜選用60%乙醇為提取溶劑。 2.1.2提取時(shí)間對(duì)黃酮提取率的影響 用60%的乙醇，在60，液料比1：20的條件下提取。由表3可知，隨著提取時(shí)間的延長(zhǎng)黃酮提取率逐漸增加，當(dāng)提取時(shí)間為3h時(shí)，黃酮的提取率最高，但繼續(xù)增加提取時(shí)間時(shí)，提取率反而有所下降，長(zhǎng)時(shí)間受熱會(huì)破壞有效成分，雜質(zhì)含量可能也相對(duì)增加。因此，實(shí)驗(yàn)確定最佳提取時(shí)間為3 h。 2.1.3液料比的改變對(duì)牛蒡黃酮提取率的影響 用60%乙醇，分別以液料比1：5、1：10、1：15、1：20、1：25進(jìn)行提取，溫度控制在60，提取3h，可以看出，隨提取液料比的增加，黃酮提取率逐漸增大，在1：20時(shí)提取率最大。如表4所示。過(guò)多的溶劑使得雜

7、質(zhì)含量變大，并且給后序的濃縮帶來(lái)困難。因此，本實(shí)驗(yàn)確定最佳液料比為1：20。 2.1.4提取溫度的改變對(duì)黃酮提取率的影響 用60%乙醇，1：20液料比，分別在40、50 、60 、70、80的條件下提取3h，測(cè)定總黃酮的提取率。結(jié)果（見(jiàn)表5）表明，隨著溫度的升高，總黃酮提取率存在一個(gè)極大值，當(dāng)溫度為60時(shí)，提取率最高。溫度過(guò)高，活性成分易被破壞。因此，較佳的提取溫度定在60。 2.2牛蒡總黃酮提取工藝條件優(yōu)化 2.2.1正交試驗(yàn)法優(yōu)化牛蒡黃酮提取工藝條件結(jié)果 選取料液比、提取時(shí)間、提取溫度、乙醇濃度為考察因素，以提取鐵皮石斛總黃酮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為考察指標(biāo)，進(jìn)行四因素三水平正交實(shí)驗(yàn)，確定最佳工藝條件

8、參數(shù)。 通過(guò)上述試驗(yàn)可以得到：r2r1r3r4，即提取溫度對(duì)牛蒡總黃酮的提取影響最大，乙醇濃度次之，時(shí)間對(duì)牛蒡總黃酮提取影響第三，液料比對(duì)牛蒡總黃酮的提取率影響相對(duì)較小。表中4因素的水平組合情況，在a3b3c1d2組合條件下提取率最高，最佳組合即料液比1：15，提取時(shí)間2h，提取溫度60，乙醇濃度60%。 3.結(jié)論 通過(guò)單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)得出了牛蒡總黃酮最優(yōu)的提取條件：溫度60，料液比1：15，時(shí)間2h，乙醇體積分?jǐn)?shù)60%。牛蒡是一種中度耐鹽的植物，隨著對(duì)其活性作用的研究的不斷深入，生產(chǎn)出高附加值的保健品，具有客觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益4。 參考文獻(xiàn)： 1 魏東，王連翠.牛蒡根的研究進(jìn)展j，安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006，34（15）：3716-3717. 2 馬魯豫，馬振環(huán).牛蒡根化學(xué)成分的提取、分離和鑒定j，山東醫(yī)藥，2011，51（19）：44. 3 孟楣，廖自榮，周建理.牛蒡的生藥學(xué)研究j.基層中藥雜志，2000，14（4）：27-28. 4 謝輝，李霞等.牛蒡有效成分的提取及活性研究進(jìn)展j.中國(guó)現(xiàn)代藥物應(yīng)用2010，4（23）：