甘草总黄酮提取工艺优化

常 婧，周娅静，石海燕，胡志勇

(中北大学 化工与环境学院，山西 太原 030051)



甘草总黄酮提取工艺优化

常 婧，周娅静，石海燕，胡志勇

(中北大学 化工与环境学院，山西 太原 030051)

目的：采用正交设计法优化甘草总黄酮提取工艺。方法：以总黄酮含量为指标，采用回流提取法，考察提取温度、提取时间、乙醇浓度和料液比对总黄酮得率的影响。结果：最终确定在提取温度为80℃，乙醇-水比例为7∶3，料液比为1∶15的条件下回流提取1h是甘草总黄酮的最佳提取工艺。结论：该工艺简单可行，操作简便，条件可控，是提取甘草总黄酮的有效途径。

甘草；总黄酮；提取工艺

甘草为多年生草本豆科植物，新疆是我国野生甘草种类最多、蕴藏量最丰富的地区之一[1]。近年来，很多学者对甘草的化学成分做了大量研究，已从甘草属植物地上部分分离得到了59种黄酮类化合物和7种酚类成分，以异黄酮和二氢黄酮类最多[2]。甘草总黄酮可促进小肠上皮细胞增殖[3]，发挥抗氧化、抗衰老、抗肿瘤作用[4]，对自由基有很好的清除作用，目前已作为抗氧化剂被广泛应用于食品和医学领域。因此，提取分离具有较高生物活性的黄酮类化合物对医药工业有着十分重要的意义。本文利用回流法和三因素三水平的正交试验确定甘草中总黄酮的最佳提取工艺条件，为更好地利用甘草中的活性有效成分提供实验依据。

1 仪器与材料

1.1 仪器

岛津UV1800紫外可见分光光度计(日本岛津公司)；RV10型旋转蒸发仪(德国IKA基团)；CPA224S型电子分析天平(德国Sartorius公司)；DFT-100手提式高速中药粉碎机(温岭大德中药机械有限公司)。

1.2 材料

甘草药材于2012年10月购自山西中医学院，经相关专家鉴定为甘草，在真空干燥器中干燥至恒重，备用。芦丁(中国食品药品检定研究院)，编号：100080-200707；无水乙醇、氢氧化钠、亚硝酸钠和硝酸铝均为分析纯。

2 方法与结果

2.1 甘草总黄酮含量测定

2.1.1 芦丁标准溶液配制 本实验采用芦丁作为标准品，因为芦丁与甘草总黄酮的结构类似。用电子天平精密称取在120℃下干燥至恒重的芦丁标准品5mg，置于25mL容量瓶中，用乙醇∶水=6∶4的溶剂溶解并定容至25mL，得到浓度为0.2mg/mL的芦丁标准溶液。

2.1.2 标准曲线绘制 精密量取配置好的芦丁标准溶液0、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0mL，置于7个25mL容量瓶中，再分别加入60%乙醇溶液10、9.5、9、8、7、6、5mL，摇匀。

然后加入1mL 5%亚硝酸钠溶液摇匀，搁置6min再加1mL 10%硝酸铝溶液，摇匀。反应6min后加入1mL 4%氢氧化钠溶液，再加60%乙醇定容，摇匀。15min后用紫外可见检测器检测其在510nm处的吸光度值。以吸光度A为纵坐标，芦丁浓度(mg/mL)为横坐标，绘制标准曲线。回归方程Y=16.412 5X-0.010 5，R2=0.999 8。

2.1.3 样品溶液制备 准确称取干燥粉碎后的甘草10g，在设定的提取条件下采用索氏提取器回流提取，将得到的提取液旋蒸成膏状后，放在60℃真空干燥箱中干燥至恒重，精密称取干燥粉末20mg于10mL容量瓶中，用60%乙醇溶解并定容。

2.1.4 总黄酮含量测定 按照“2.1.2”所示方法测定所得提取液的吸光度，利用所得的回归方程计算总黄酮浓度，进而可以得到总黄酮的得率，总黄酮的得率(%)=(总黄酮浓度×提取液体积)/对应的原料重量×100%。以提取温度、回流时间、乙醇浓度和料液比为考察因素，以总黄酮得率作为考察指标，先进行单因素试验，然后选出影响较大的因素，再进行正交试验。

2.2 单因素实验结果与分析

2.2.1 乙醇浓度对总黄酮得率的影响 在乙醇浓度60%～90%范围内，采用不同浓度的乙醇溶液回流提取甘草总黄酮，实验结果表明随着乙醇浓度的增加，黄酮得率先增加后减少，在乙醇浓度为70%时得率最高；超过70%后，随着乙醇浓度的增加，总黄酮得率开始下降。这可能是由于提取溶剂极性降低，使提取液中脂溶性成分增加，造成总黄酮含量相对下降。从总黄酮得率来看，提取溶剂乙醇的浓度应设定为60%～80%。

2.2.2 回流时间对总黄酮得率的影响 在1～3h范围内，设定不同的回流时间提取甘草总黄酮。结果表明回流时间对总黄酮得率的影响很小。当提取时间超过1h时，随着时间的增加，总黄酮得率无明显变化，所以提取时间设定为1h。

2.2.3 提取温度对总黄酮得率的影响 在60～90℃范围内，设定不同的温度提取甘草总黄酮，结果表明总黄酮得率随着温度的升高先增大后减少。当达到80℃时，温度再增加，总黄酮得率开始下降。这是因为在较低浓度范围内，黄酮分子运动速度随着温度的升高而加快，有很强的渗透和扩散性，有利于黄酮类化合物的提取；但当温度增加到80℃后，杂质的溶出量也随之增加，总黄酮相对含量降低，故选择80℃作为提取温度。

2.2.4 料液比对总黄酮得率的影响 利用不同的料液比提取总黄酮，实验结果表明料液比小于1∶20时，得率基本没有变化。因为当料液比相对较低时，在回流过程中溶剂内提取物浓度过高，与原料浓度差小，不利于总黄酮的扩散；但当料液比增大到一定程度时，总黄酮得率会接近饱和状态，从节省溶剂、降低成本的角度考虑，本实验选择的料液比为不高于1∶25。

单因素实验结果初步确定甘草总黄酮的最佳提取工艺为：乙醇浓度为70%，提取温度为80℃，回流时间为1h，料液比为1∶20，总黄酮得率可达到6.60%。

2.3 正交试验结果与分析

单因素实验结果表明，总黄酮得率受多种因素的影响，因此实验选定乙醇浓度、提取温度和料液比进行三因素三水平的正交实验。采用L9(33)正交设计实验确定总黄酮的最佳工艺。因素水平安排见表1。

表1 正交实验因素水平

由正交试验结果可以看出，三个因素中对甘草总黄酮提取率影响最大的为温度，其次为乙醇浓度，最小的为料液比。实验6号为提取甘草总黄酮的最佳工艺，即在80℃下，乙醇浓度为70%，料液比为1∶15的条件下提取回流1h，总黄酮得率可达到6.89%，实验结果见表2。

影响因素B的F>F0.05，即P<0.05，即提取温度对甘草总黄酮得率的影响最为显著，而乙醇浓度、料液比两种因素对总黄酮得率均无显著影响，方差分析结果见表3。

表2 L9(33)正交实验结果

表3 方差分析结果

注：F0.05(2, 2)=19。

3 结论

本研究采用索氏提取器提取甘草总黄酮，结合单因素实验和正交试验结果，确定甘草总黄酮的最佳提取工艺为在80℃、料液比为1∶15、乙醇浓度为70%的条件下回流提取1h。该提取工艺简单可行，条件易于控制，是提取甘草总黄酮的有效途径，为今后更好地利用甘草资源提供了理论参考和实验指导。

[1] 王学农,马彩雯.新疆甘草人工种植前景探讨[J].新疆农机化,2004(6):34-35.

[2] 梁冰,杨爱馥,黄凤兰,等.甘草化学成分及药理作用研究进展[J].东北农业大学学报,2006, 37(1):115-119.

[3] 吕欣,付玉杰,王微,等.紫外分光光度法测定甘草黄酮含量[J].植物研究,2003,23(2): 192-194.

[4] 陈东军,王磊,祖晓冬,等.大黄素的高效提取及其NMR结构探索研究[J].南京中医药大学学报,2010,26(2):126-129.

(责任编辑：尹晨茹)

2014-01-14

常婧(1987-)，女，中北大学硕士研究生，研究方向为化学工程。

R284.2

A

1673-2197(2014)08-0024-02