響應(yīng)面優(yōu)化蝙蝠葛根生物堿的提取工藝

摘要為確定從蝙蝠葛根中提取生物堿的最佳工藝，以蝙蝠葛根為材料、乙醇溶液為提取劑，利用超聲波輔助提取蝙蝠葛根生物堿。在超聲功率175w的條件下，通過單因素試驗考察乙醇濃度、超聲溫度、超聲時間、料液比對超聲提取蝙蝠葛生物堿提取量的影響。應(yīng)用Box-Benhnken中心組合方法進行4因素3水平設(shè)計，以蝙蝠葛根生物堿提取量為響應(yīng)值，采用響應(yīng)面法優(yōu)化蝙蝠葛根生物堿的提取工藝。結(jié)果表明超聲波輔助提取蝙蝠葛根中生物堿的最佳工藝為料液比1:40、乙醇濃度70%、超聲溫度40℃、超聲時間2h，在此工藝條件下，蝙蝠葛根生物堿的提取量為9.067mg/g。說明該工藝條件切實可行，可用于控制和預(yù)測蝙蝠葛根中生物堿的提取。引言蝙蝠葛（MenispermumdauricumDC）為防己科蝙蝠葛屬植物，在我國主要分布于北部地區(qū)，以及中國東部的東北部地區(qū)。蝙蝠葛被作為中藥材的入藥部位主要是蝙蝠葛的根，具有清熱解毒，祛痘止痛的功效，可用于治療喉嚨痛，內(nèi)熱，腹瀉，風濕和酸痛等。隨著人們對蝙蝠葛的開發(fā)利用及研究，發(fā)現(xiàn)蝙蝠葛的根內(nèi)含有多種化學成分，其中生物堿是主要的藥用成分。蝙蝠葛生物堿具有豐富的藥理作用，包括抑菌、抗心律失常、抗腫瘤及治療心肌缺血等功效。所以，提取蝙蝠葛生物堿是人們利用蝙蝠葛的重要環(huán)節(jié)之一。目前國內(nèi)主要采用回流法、滲漉法、酶浸提取法和酸水溫浸法提取蝙蝠葛總生物堿，不過以往使用的方法提取率較低、耗費能源及時間且操作復雜。超聲波聯(lián)合提取工藝具備節(jié)能、穩(wěn)定及高效的優(yōu)勢，相較于以往使用的提取手段，具有較高的提取效率，較短的提取時間，收到了人們的廣泛歡迎。響應(yīng)面法是一種綜合試驗設(shè)計和數(shù)學建模的優(yōu)化方法，通過對具有代表性的局部各點進行試驗，回歸擬合全局范圍內(nèi)因素與結(jié)果間的函數(shù)關(guān)系，并且取得各因素最優(yōu)水平值。同時，響應(yīng)面法具有試驗次數(shù)少、試驗周期短、精密度高、求得回歸方程精度高、預(yù)測性能好，能研究幾種因素間交互作用等優(yōu)點。此次實驗通過聯(lián)合超聲波技術(shù)處理蝙蝠葛根，對超聲時長、溫度、乙醇濃度及料液比對超聲提取蝙蝠葛根生物堿提取量的影響進行考察，通過響應(yīng)面法將提取工藝進一步優(yōu)化，為加快對蝙蝠葛生物堿的進一步研究和開發(fā)利用提供參考依據(jù)。

正文部分1

實驗部分1.1

主要儀器與試劑1.2

材料1.3

單因素試驗設(shè)計1.3.1

乙醇濃度對蝙蝠葛根生物堿提取的影響1.3.2

料液比對蝙蝠葛根生物堿提取量的影響1.3.3

超聲波溫度對蝙蝠葛根生物堿提取量的影響1.3.4

超聲波時間對蝙蝠葛根生物堿提取的影響1.4

響應(yīng)面試驗設(shè)計依照單因素試驗所得的結(jié)果，通過Design-Expert8.0軟件，根據(jù)

Box-Benhnken

的中心組合試驗的相關(guān)工藝原理，設(shè)定超聲波功率為175W，以乙醇的體積占比(A)、料液比(B)、超聲時長(C)及溫度(D)這四種因素設(shè)計響應(yīng)面，具體因素水平及過程設(shè)計見下表1所示。1.5

標準曲線的制作1.6

生物堿含量的測定2

結(jié)果與討論2.1

單因素試驗結(jié)果與分析2.1.1

乙醇濃度對蝙蝠葛根生物堿提取量的影響由圖2可知，乙醇的體積百分比在30%～60%之間時，在乙醇濃度上升的情況下，蝙蝠葛生物堿的含量升高；在乙醇體積比為60%時，其提取量達到最大值，即7.89

mg/g；當乙醇濃度超過60%后，生物堿提取量呈下降趨勢。出于節(jié)約藥品試劑的實際考量，故認為提取劑乙醇溶液的濃度選用50％、60％和70％為考察水平比較合適。2.1.2

料液比對蝙蝠葛根生物堿提取量的影響由圖3可知，在料料液比為1:20～1:40水平中，隨著料液比的增加，蝙蝠葛根生物堿提取量呈上升趨勢，即從3.87mg/g上升到8.41mg/g；而在料液比由1:40到1:45時，蝙蝠葛生物堿提取量呈現(xiàn)下降趨勢，即從8.41mg/g下降到8.176mg/g，說明當料液比是1:40時為最佳。因此，綜合考慮，選擇料液比為1:35、1:40和1:45為考察水平比較合適。2.1.3

超聲波溫度對蝙蝠葛根生物堿提取量的影響由圖4可知，在超聲波工作溫度范圍在30℃～60℃之間時，蝙蝠葛根生物堿提取量呈現(xiàn)出上升的趨勢，即從

4.58～7.13mg/g，其中由40℃到50℃時，蝙蝠葛根生物堿提取量增加非常明顯，即從4.59～7.05mg/g。2.1.4

超聲波時間對蝙蝠葛根生物堿提取量的影響2.2

響應(yīng)面法試驗結(jié)果與分析2.2.1

模型建立及顯著性檢2.2.2

雙因素交互作用的響應(yīng)面分析2.2.3

提取工藝優(yōu)化及驗證3

結(jié)論結(jié)論本研究通過響應(yīng)面分析的手段，對超聲聯(lián)合對蝙蝠葛根生物堿的提取工藝進行優(yōu)化，在超聲波功率為175W的條件下，優(yōu)化得到最佳提取工藝為：料液比為1:40，乙醇濃度為70%，提取溫度為40