苎麻根中绿原酸的提取工艺研究

胡佑帆，曾 彪，朱 敏，2，陈玉保，彭国平

（1.湖南农业大学生物科学技术学院，湖南长沙 410128；2.湖南生物机电职业技术学院，湖南长沙 410127）

苎麻根中绿原酸的提取工艺研究

胡佑帆1，曾 彪1，朱 敏1，2，陈玉保1，彭国平1

（1.湖南农业大学生物科学技术学院，湖南长沙 410128；2.湖南生物机电职业技术学院，湖南长沙 410127）

对苎麻根中绿原酸的提取工艺进行了研究。以绿原酸提取率为考察指标，通过单因素实验和正交实验对提取条件进行了优化。确定了苎麻根中绿原酸的最佳提取条件为：乙醇体积分数50%、料液比1∶13（g∶mL）、提取温度90℃、提取溶液pH值5、提取时间100min，在此条件下，绿原酸的提取率为0.2759%。

苎麻根；绿原酸；提取工艺

苎麻为荨麻科苎麻属植物，原产于中国，种质资源十分丰富。现代科学研究表明，苎麻除作为重要的纤维作物外，还具有极其重要的药用及保健价值。苎麻叶中含有绿原酸，绿原酸是选择性羟基自由基和过氧自由基的清除剂，对抗肿瘤、抗衰老以及心、肝、肺、皮肤、血液等方面疑难疾病具有重大的意义［1－2］。

针对苎麻根中活性成分提取工艺的研究报道较少，作者在此研究了苎麻根中的药理活性成分绿原酸的提取条件，拟为苎麻根中绿原酸提取的工业化提供指导。

1 实验

1.1 材料、试剂与仪器

苎麻根，采自湖南农业大学耘园苎麻基地。

95%乙醇、乙酸乙酯、盐酸、甲醇，均为分析纯；绿原酸标准品，中国药品生物制品检定所；蒸馏水。

FW177型中草药粉碎机；AL204型电子天平，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；电热恒温水浴锅；SHZ-D（Ⅲ）型循环水式真空泵；R-1001N型旋转蒸发仪；WB-2000型水浴锅；Agilent-8453E型紫外可见分光光度计，德国。

1.2 方法

1.2.1 样品处理

将苎麻根洗净，切片，摊开放入烘箱45℃烘2～3d，于中草药粉碎机中粉碎成粉末，收集、封存、备用。

1.2.2 提取工艺研究

1.2.2.1 提取溶剂的选择

称取5.0g苎麻根粉末2份，按料液比1∶10（g∶mL，下同）、自然pH值分别加入蒸馏水和70%乙醇溶液，在80℃下加热回流提取2h，提取2次，用布氏抽滤器减压过滤浸提液，浸提液定容到100mL，测定OD值，选定提取溶剂［3－4］。

1.2.2.2 单因素实验

以绿原酸提取率为考察指标，以4.0g苎麻根粉末为原料，分别改变乙醇体积分数（30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%）、料液比（1∶7、1∶10、1∶13、1∶16、1∶19）、提取温度（60℃、70℃、80℃、90℃、100℃）、提取溶液pH值（1、3、5、7、9、11）、提取时间（20min、40min、60min、80min、100min）进行单因素实验［5］。

1.2.2.3 正交实验

以单因素实验为基础，设计5因素4水平正交实验［6］，确定苎麻根中绿原酸的最佳提取条件。正交实验的因素与水平见表1。

1.2.2.4 验证实验

称取100g苎麻根粉末，按正交实验得出的最佳提取条件进行验证实验。

1.2.3 标准曲线的绘制

精密称取绿原酸标准品2.000mg溶于15.836g甲醇中，配制0.1mg·mL－1绿原酸标准溶液。

表1 正交实验的因素与水平Tab.1 Factors and levels of orthogonal experiment

分别取标准溶液0.2mL、0.3mL、0.4mL、0.5 mL、0.6mL、0.8mL置于6支干净试管中，补加甲醇至5mL，配制成浓度分别为4.000μg·mL－1、6.000 μg·mL－1、8.000μg·mL－1、10.000μg·mL－1、12.000μg·mL－1、16.000μg·mL－1的绿原酸溶液，以甲醇为对照，在327nm处测定吸光度［7］，以吸光度（OD）对进样浓度（c）进行线性回归分析，得绿原酸线性回归方程。

2 结果与讨论

2.1 标准曲线

表2 各个浓度的绿原酸标准品的OD值Tab.2 The ODvalues of various concentrations of chlorogenic acid standard

以吸光度（OD）对进样浓度（c）进行线性回归分析，得绿原酸线性回归方程为：c＝13.15OD＋0.2968，R2＝0.999。

式中：n为稀释倍数；V为定容体积，mL；m为苎麻根质量，g。

2.2 提取溶剂的确定

由于苎麻根粉末含有大量非水溶性糖类和胶体，在水提过程中，溶液变得极其黏稠，无法分离；而乙醇溶液可以很好地溶解苎麻根粉末中的物质，提取物能正常检测，因此选用乙醇溶液作为提取溶剂。

2.3 单因素实验结果

2.3.1 乙醇体积分数对绿原酸提取率的影响（图1）

图1 乙醇体积分数对绿原酸提取率的影响Fig.1 Effect of ethanol volume fraction on extraction rate of chlorogenic acid

由图1可知，当乙醇体积分数过低时，苎麻根粉末难以溶解，提取率较低；但当乙醇体积分数达到40%时，苎麻根粉末溶解性明显增大，提取率升高；随后随着乙醇体积分数的增大提取率又逐渐降低。故确定最佳乙醇体积分数为40%。

2.3.2 料液比对绿原酸提取率的影响（图2）

图2 料液比对绿原酸提取率的影响Fig.2 Effect of solid-liquid ratio on extraction rate of chlorogenic acid

由图2可知，当料液比较小（即溶剂量较多）时提取率较高，可能是料液比过小时大量的杂质影响了检测结果。当料液比减小（即溶剂量增加），提取率呈先下降后上升的趋势，在料液比为1∶10时，提取率最低。结合成本考虑，确定最佳料液比为1∶19。

2.3.3 提取温度对绿原酸提取率的影响（图3）

图3 提取温度对绿原酸提取率的影响Fig.3 Effect of extraction temperature on extraction rate of chlorogenic acid

由图3可知，当提取温度过低时，提取率偏低；随着提取温度的升高，提取率相应上升，在70℃达到峰值后又开始下降；在提取温度超过80℃后，提取率又有所提高。综合能耗考虑，确定最佳提取温度为70℃。

2.3.4 提取溶液pH值对绿原酸提取率的影响（图4）

图4 提取溶液pH值对绿原酸提取率的影响Fig.4 Effect of pH value of extraction solution on extraction rate of chlorogenic acid

由图4可知，当提取溶液pH值为1时，绿原酸提取率达到最大，随着pH值的升高，绿原酸提取率下降，并且在pH值为7左右时达到拐点，随后提取率趋于稳定。故确定最佳提取溶液pH值为1。

2.3.5 提取时间对绿原酸提取率的影响（图5）

图5 提取时间对绿原酸提取率的影响Fig.5 Effect of extraction time on extraction rate of chlorogenic acid

由图5可知，在提取时间为20min时，由于提取不完全，绿原酸提取率不高，提取时间为40min时，提取率达到峰值；随着提取时间的延长，由于杂质变多、绿原酸分解，导致提取率下降。故确定最佳提取时间为40min。

2.4 正交实验结果与分析（表3）

由表3可知，绿原酸最佳提取条件为：乙醇体积分数50%、料液比1∶13、提取温度90℃、提取溶液pH值5、提取时间100min，绿原酸提取率为0.2759%。各因素中，影响绿原酸提取率的主次顺序依次为：乙醇体积分数＞提取温度＞提取溶液pH值＞料液比＞提取时间。方差分析见表4。

表3 正交实验结果与分析Tab.3 Results and analysis of orthogonal experiment

表4 方差分析Tab.4 Analysis of between-subjects effects

由表4可知，提取时间、乙醇体积分数、料液比、提取溶液pH值的F值分别为：2.588、1.191、1.526、1.390，相应的P值为0.228、0.445、0.368、0.397，均大于0.05，不具有统计学意义，表明各个因素之间没有显著差别。

2.5 验证实验结果（表5）

表5 验证实验结果Tab.5 Results of checking test

由表5可知，验证实验绿原酸提取率为0.1202%，与正交实验结果相比提取率有所下降。这可能是因为，在放大实验过程中出现了提取不够充分，过程损失量变大。

3 结论

对苎麻根中绿原酸的提取工艺进行了研究，通过单因素实验和正交实验得到最优提取条件为：乙醇体积分数50%、料液比1∶13、提取温度90℃、提取溶液pH值5、提取时间100min，在此条件下，绿原酸提取率为0.2759%；放大验证实验绿原酸提取率为0.1202%，较正交实验结果有所下降。本实验得出了实验室苎麻根中绿原酸提取的最佳条件，可为苎麻根中绿原酸提取的工业化提供指导。

［1］熊维新，李开泉.苎麻的药用开发价值［J］.江西中医学院报，2006，18（3）：51-52.

［2］陈国庆，刘艳丽，谢茜，等.苎麻根化学成分研究［J］.中草药，2009，40（5）：683-686.

［3］赵琰玲，尹莲.金银花化学成分与有效成分提取研究进展［J］.医药导报，2007，26（5）：521-523.

［4］施树云，钟世安，任秀莲，等.苎麻叶中绿原酸的提取［J］.中南大学学报，2005，36（1）：73-77.

［5］杨丽芬.牛劳叶绿原酸提取工艺、分离纯化及对病原真菌的活性研究［D］.济南：山东大学，2007.

［6］李春喜.生物统计学［M］.北京：科学出版社，2008.

［7］景晓明，杨学军，赵莉，等.金银花中绿原酸的分离与测定方法［J］.西南民族大学学报，2006，32（6）：1181-1184.

HU You-fan1，ZENG Biao1，ZHU Min1，2，CHEN Yu-bao1，PENG Guo-ping1

（1.College of Bioscience and Biotechnology，Hunan Agricultural University，Changsha410128，China；2.Hunan Biological and Electromechanical Polytechnic，Changsha410127，China）

Study on Extraction Process of Chlorogenic Acid from Ramie Root

The extraction process of chlorogenic acid from ramie root was studied.Using extraction rate of chlorogenic acid as evaluation index，the extraction conditions were optimized by single factor experiment and orthogonal experiment.Results showed that，the optimum extraction conditions of chlorogenic acid from ramie root were as follows：ethanol volume fraction was 50%，solid-liquid ratio was 1∶13（g∶mL），extraction temperature was 90℃，pH value of extraction solution was 5，extraction time was 100min.Under above conditions，extraction rate of chlorogenic acid was 0.2759%.

ramie root；chlorogenic acid；extraction process

TQ 461 R 284.2

A

1672-5425（2015）03-0045-04

10.3969/j.issn.1672－5425.2015.03.011

2014-10-23

胡佑帆（1987－），男，湖南常德人，硕士研究生，研究方向：中草药资源应用生物技术，E-mail：thedayisours＠163.com；通讯作者：彭国平，博士，副教授，E-mail：pgphh＠163.com。