花生壳药用成分的提取工艺研究※

2010-02-16 17:24:39郑柏勤朱惠洪盛贻林浙江省金华职业技术学院制药与材料工程学院321007
中国中医药现代远程教育 2010年9期
关键词:谷甾醇花生壳浸出物

郑柏勤 朱惠洪 盛贻林 浙江省金华职业技术学院制药与材料工程学院(321007)

花生壳药用成分的提取工艺研究※

郑柏勤 朱惠洪 盛贻林 浙江省金华职业技术学院制药与材料工程学院(321007)

目的 研究花生壳中药成分的提取工艺。方法 通过单因素试验、正交设计试验和提取验证,获得最佳提取工艺条件。结果 优化的工艺条件是以95%乙醇6倍量(W/W)加热回流提取2h,再以70%乙醇4倍量(W/W)回流提取2h,提取液过滤、合并、浓缩,加2%淀粉60℃以下减压干燥。结论 此工艺兼顾总黄酮及β-谷甾醇,浸膏粉含量高,制剂质量稳定、可控,并可明显降低生产成本。

花生壳;有效成分;提取工艺

花生壳为豆科植物Arachis hypogaeal 的果壳,含有药用成分如黄酮、β-谷甾醇等,具有降血脂作用[1-3]。制剂脉舒胶囊收入《卫生部药品标准•中药成方制剂》(第十二册),原标准中仅有“浸出物”测定项目[4]。浙江康恩贝制药股份有限公司获批的标准中增设了总黄酮含量测定项目,产品质量有了较大提高。根据产品质量控制研究成果,本研究通过单因素试验、正交设计实验,确定花生壳中药用成分的最佳提取工艺条件,以更好地控制和保证产品质量,并降低生产成本。

1 仪器与材料

FS-100型粉碎机、回流提取装置、HHS-21-6型数显电热恒温水浴锅、sartorius BS110S 电子分析天平、UV-1900 紫外-可见分光光度计等。

无水乙醇、亚硝酸钠、硝酸铝、氢氧化钠等均为分析纯;水为蒸馏水;对照品芦丁为中国药品生物制品检定所供应,供含量测定用;淀粉为药用级。

花生壳:产地山东,经我院植物学教研室杨卫韵副教授鉴定为豆科植物Arachis hypogaeal 的果壳。

2 提取工艺研究

2.1 单因素试验 在用乙醇为溶剂加热回流提取,提取液过滤、合并、浓缩、减压干燥这一基本提取工艺确定后,分别对醇浓度、提取次数、料液比及提取时间对提取率的影响进行单因素试验,以逐步寻优。

2.1.1 乙醇浓度对提取效率的影响 同一批花生壳样品经过粗粉碎,混匀,取样品约20g,精密称定共6份,分别加入20%、40%、60%、70%、80%和95%的乙醇溶液6倍量,加热回流提取3次,每次2h,提取液过滤、合并、浓缩、减压干燥后以芦丁为对照品、硝酸铝显色后510nm测定吸收度的比色法测定总黄酮含量[5],并根据提取物得率折算成花生壳中总黄酮的提取量。结果见图1。

结果表明,以不同浓度的乙醇溶液为溶剂提取时,虽然提取物得率相差不大,但提取物总黄酮含量有明显差异,乙醇浓度60%以上总黄酮提取率较高,70%的乙醇最高。

2.1.2 提取次数对提取效率的影响 同一批花生壳样品经过粗粉碎,混匀,取样品约30g,精密称定共3份,分别用70%的乙醇溶液6倍量加热回流提取1次、2、3次,每次2h,提取液过滤、合并、浓缩、减压干燥后用前述方法测定总黄酮,并根据提取物得率折算成花生壳中总黄酮的提取量。结果见图2。

直观分析表明,以总黄酮提取量为考察指标,提取3次的提取量最大。但是提取2次与提取3次,总黄酮提取量相差不是很大。如果考虑到溶剂和能源的消耗,花生壳总黄酮以提取2次较为经济。

2.1.3 料液比对提取效率的影响 同一批花生壳样品经过粗粉碎,混匀,取样品约20g,精密称定共3份,分别按重量计加70%的乙醇溶液4倍量、6倍量、8倍量和10倍量,加热回流提取3次,提取液过滤、合并、浓缩、干燥后用前述方法测定总黄酮,并根据提取物得率折算成花生壳中总黄酮的提取量。结果见图3。

直观分析表明,以总黄酮提取量为考察指标,较好的提取方案为料液比1∶8,而实验结果表明,6倍量和8倍量提取,所测总黄酮含量、提取物得率都很接近,考虑到节省溶剂和能源,花生壳的提取选用6倍量70%乙醇回流为佳。

2.1.4 提取时间对提取效率的影响 同一批花生壳样品经过粗粉碎,混匀,取样品约30g,精密称定共3份,各用70%的乙醇溶液6倍量加热回流提取3次,每个样品每次分别提取1h、2h和3h,提取液过滤、合并、浓缩、减压干燥后用前述方法测定总黄酮,并根据提取物得率折算成花生壳中总黄酮的提取量。结果图4。

直观分析表明,以总黄酮提取量为考察指标,提取量最大的方案为提取3次,每次2h;如每次提取3h,则总黄酮提取量略有减少,这可能与黄酮类化合物长时间受热后被破坏有关。

2.2 正交设计试验 在单因素试验的基础上,为了考察各种因素的综合影响及其交互作用,利用正交设计实验对提取工艺条件进行优选。实验结果采用正交设计助手II V3.1专业版进行处理。

2.2.1 因素及水平的选择 选择A(乙醇浓度)、B(提取次数)、C(提取时间)和D(料液比)为影响花生壳总黄酮提取效率的四个因素,分别设定低、中、高三种水平,得到因素水平表,见表1。

2.2.2 正交实验安排及结果分析 采用L9(34)正交表安排实验,按照单因素实验中的基本提取方法进行提取、浓缩、干燥,进行总黄酮含量测定,折算成相当于花生壳的总黄酮提取量,并进行极差分析,结果见表2。

根据上述实验结果,进行方差分析,结果与极差R的分析一致,提取次数对总黄酮提取的影响最大,醇浓度次之,影响最小的是提取料液比。

根据正交实验结果,最佳提取工艺条件组合应为A2B3C2D2。但考虑到B2、B3的K值非常接近,同时可以预测提取3次与提取2次相比,溶剂与能源的消耗增加会超过提取收益的增加,因此为了经济、省时,可以选用的最佳方案为A2B2C2D2,即醇浓度为70%,分3次提取,每次提取时间为2h,而料液比为1∶6。

2.2.3 提取验证实验 通过正交实验得到一个提取工艺条件的最佳组合方案(方法2),而原提取工艺(方法1)为加7倍量95%乙醇溶液,加热回流提取3次,每次2小时。两者之间除了提取时间以外均不相同,提取结果有何不同,可以通过验证实验进行比较。

称取花生壳粗粒50g共6份,分为两组,一组按照方法1进行提取,另一组按照方法2进行提取。提取结束所得提取液进行合并、过滤、浓缩、减压干燥,称定提取物重量,计算提取得率,并用前述定量方法进行总黄酮含量测定,折算成按药材计的提取量。

结果表明:方法2的提取得率和药材的总黄酮提取量均稍低于方法1,但提取物的总黄酮含量高于方法1。如以总黄酮为考察指标,从溶剂用量、能源消耗及生产周期等方面来综合考量,实际生产中选择工艺方法2也是可行的。

以上是针对总黄酮含量的最佳提取工艺,所得提取浸膏粉以糊精为填充剂,制成每粒装量为0.25g的胶囊。浸膏粉投料量根据其总黄酮含量和计划生产量进行计算,结果实际产品往往出现醇浸出物指标不合格或临界的情况。考虑到花生壳另一有效成分β-谷甾醇具有较强的脂溶性,而在检查醇浸出物时用的乙醇浓度是95%的。因此根据上述工艺研究结果及质量检测情况,拟定了第三套提取方案:先用95%的乙醇6倍量(W/W)提取2小时,再用70%的乙醇4倍量(W/W)提取2h,所得提取液过滤、合并、浓缩、减压干燥,得到浸膏粉。以此工艺对同批花生壳进行3批次的提取试验,花生壳投料量均为50g。三种方法的提取结果见表3。

由表可见,方法3的总黄酮提取率比方法2略低,而提取物的总黄酮含量略高于方法1。为了比较三种方法提取得到的浸膏粉醇浸出物差异性,取三种方法提取所得浸膏粉适量,分别按其总黄酮含量计算辅料用量,按每粒胶囊含黄酮28mg计算投料,混合后填充制成每粒装量为0.25g的胶囊。所得胶囊分别进行总黄酮和浸出物测定,结果见表4。

可见,用原提取方法得到的浸膏粉制成胶囊后,“总黄酮含量”和“浸出物”都能符合要求;按照正交实验法得出的工艺进行提取、同法制成胶囊后,“总黄酮含量”符合要求,“浸出物”不符合要求;而按照综合法确定的工艺进行提取、同法制成胶囊后,“总黄酮含量”与“浸出物”指标均符合要求,质量是有保证的。

3 讨论

花生壳的主要有效成分为黄酮类和β-谷甾醇,β-谷甾醇虽然含量不高,但由于具有明显的降脂和抗氧化的作用,因此也是重要的有效成分。但近年来对于花生壳的研究,几乎都集中于如何提取花生壳黄酮,而忽视了对β-谷甾醇的考察。如果单从总黄酮着眼,提取以采用极性溶剂为主,如以甲醇、70%的乙醇等,甚至有用碱水溶液作为提取溶剂的。这种提取方法得到的提取物虽然总黄酮含量较高,但由于β-谷甾醇具有很强的脂溶性,在非极性溶剂中的溶解度较大,用极性溶剂提取效果就要差一些。以此种提取物制成的胶囊,薄层色谱检识β-谷甾醇时斑点往往不是很明显,在做浸出物检查时也时常出现临界甚至不合格的情况,这是由于β-谷甾醇提取不完全造成的影响。本研究中优化的提取工艺兼顾总黄酮及β-谷甾醇,浸膏粉含量高,制剂质量稳定、可控,并可明显降低生产成本。

由于β-谷甾醇的薄层色谱检识比较明显,而醇浸出物的测定结果与β-谷甾醇的含量相关,为方便计,在本研究中,以醇浸出物的测定和薄层色谱对提取工艺进行考察,未对β-谷甾醇的含量进行测定,这一点有待今后的研究中加以改进。

[1] 魏均娴,于淑清,寇治通,等.花生壳有效成分的分离鉴定[J].中草药,1980, 11(11):488-489.

[2] 陈茂彬,黄琴,吴谋成,等.植物甾醇酯对饮食性高脂血症治疗作用研究[J].食品研究与开发,2005,26(2):44-48.

[3] 钟建华,徐方正.植物甾醇的理化性质、生理功能及应用[J].江苏食品与发酵,2005,(1):22-24.

[4] 中华人民共和国卫生部.卫生部药品标准•中药成方制剂(第十二册)[S]. 1997:138.

[5] 郑柏勤,朱惠洪,梁文权.不同来源的花生壳总黄酮含量测定研究[J].现代食品与药品杂志,2006,16(6):1-3.

Study on Extraction Technology of Active Ingredients From Peanut Hulls

Zheng Baiqin , Zhu Huihong,Sheng Yilin
(School of Pharmaceutical Sciences & Materiall engineering,Jinhua College of Vocation & Technology,Jinhua 321007)

Objective To investigate the extraction technology of active ingredients from peanut hulls.Method To optimize the extraction technology by single factor method,orthogonal experimental design and validatory experiments. Results The optimized extraction technology conditions were:the peanut hulls were refluxing extracted by 95% acohole 6 times of the hulls weight for 2 hours first,and refluxing extracted by 70% acohole 4 times of the hulls weight for 2 hours successionally,then the concentrate was dried vacuumizedly with the additament of starch 2% of the concentrate weight after the extracts were fitrated,united and concentrated. Conclution The optimized extraction technology conditions considered simultaneously the two indices of total flavonoids and β-sitosterol. The preparation quality was controllable and assurable,and reducing the production cost meanwile.

Peanut hulls; Active ingredients; Extraction technology

10.3969/j.issn.1672-2779.2010.09.064

1672-2779(2010)-09-0090-03

2010-03-27)

浙江省金华市科技研究计划项目(№:2006-2-053)

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