虎杖中大黄素的超声波提取工艺优化

高明波等

摘要：虎杖（Polygonum cuspidatum Sieb.et Zucc.）含有多种生物活性成分，具有独特的药理功效。其中的大黄素具有抗菌、止咳、抗肿瘤、降压等作用，且含量较高，故常利用虎杖根提取大黄素。研究通过单因素和正交试验优化了虎杖大黄素的超声波提取工艺，最佳提取工艺为80%（乙醇+丙酮）、1∶20（g∶mL）料液比、超声提取30 min、提取温度为70 ℃，测定虎杖药材中大黄素的得率为1.40%。

关键词：虎杖（Polygonum cuspidatum Sieb.et Zucc.）；大黄素；超声波提取；正交试验

中图分类号：S567.1+9；R284.2 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2015）12-2991-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.12.048

Optimaztion on Ultrasound Extraction of Emodin from Polygonum cuspidatum

GAO Ming-bo， MA Jin-long， DU Chong-xu， LI Xing-tai

（College of Life Sciences， Dalian Nationalities University， Dalian 116600，Liaoning，China）

Abstract： Polygonum cuspidatum contains a variety of biologically active substances with unique pharmacological effects. Especially， emodin， which is relatively rich in Polygonum cuspidatum can be used for cardiovascular protection and have anti-cancer， anti-tumor effects. Roots of Polygonum cuspidatum can be used to extract emodin. Emodin extraction conditions were optimized using the single factor and orthogonal method. According to the orthogonal experiment， the optimum extraction conditions of emodin were as follows： 80% ethanol and acetone （1∶1，v/v）， solid to liquid ratio of 1∶20（g∶mL）， extraction for 30 minutes at 70°C. The content of emodin in Polygonum cuspidatum was 1.40%.

Key words： Polygonum cuspidatum； emodin；ultrasound extraction； orthogonal design

虎杖（Polygonum cuspidatum Sieb.et Zucc.）为蓼科蓼属多年生灌木状的草本植物。中药虎杖是指蓼科植物虎杖干燥的根茎，是一种常见的中药，用于咳嗽痰多、水火烫伤、跌扑损伤、痈肿疮毒等症。虎杖根和茎含游离蒽醌，主要成分为大黄素甲醚、大黄素、大黄酚等[1-3]。研究表明，大黄素具有抗大鼠胰腺纤维化的作用，能促进人骨髓间充质干细胞向成骨细胞方向分化，对粮食作物、经济作物、蔬菜作物的白粉病、霜霉病、稻瘟病、纹枯病、菌核病、枯萎病、黄萎病、立枯病、炭疽病、赤星病、灰霉病、细菌性青枯病、病毒性烟草花叶病（TMV）都具有较高的生物活性，并且具有作为农用杀菌剂开发的前景；大黄素还具有抗乳腺癌、抗黑色素瘤、抗肺癌等抗癌活性[4-7]。

虎杖中大黄素的提取方法主要有索氏提取、溶剂提取、酶提取等方法[8，9]。超声波法利用超声波在液体中产生空化作用，从而破坏细胞壁的结构，使其中的物质释放出来。与常规方法比，超声波提取法的时间短而且效率高。实验室常用超声波清洗仪进行超声波提取，难点是无法控制超声波提取温度。本试验使用可控温度的中药成分超声波萃取仪，对虎杖根中大黄素进行单因素试验和正交试验，使用紫外分光光度法测定大黄素的含量，确定超声波提取虎杖中大黄素的最佳工艺。

1 材料与方法

1.1 试验材料

虎杖药材购自大连开发区东特大药房。大黄素标准品为阿拉丁试剂。

1.2 试验方法

1.2.1 标准曲线的绘制 精密称取干燥至恒重的大黄素标准品2.5 mg，用乙醇溶解，定容于25 mL棕色容量瓶中，摇匀，即可得到0.1 mg/mL的标准品溶液。吸取标准品溶液0、0.2、0.4、0.6、1.5、2.0 mL用乙醇溶解，各定容于25 mL容量瓶中，摇匀，即得浓度分别为0、0.000 8、0.001 6、0.002 4、0.006 0、0.008 0 mg/mL的标准品溶液。以乙醇做参比，分别测定波长为446 nm处的吸光度，每个样品平行测3次。以吸光度A对浓度C（mg/mL）进行线性回归。

1.2.2 单因素试验

1）溶剂。按料液比为1∶15（g∶mL，下同），精密称取5份2 g虎杖样品，分别加入60%乙醇、80%乙醇、60%丙酮、80%丙酮、80%（乙醇+丙酮）（体积比1∶1，下同），50 ℃下超声波提取25 min后离心，将上清液分别稀释100倍后在446 nm处测其吸光度。

2）料液比。按料液比分别为1∶8、1∶10、1∶15、1∶20、1∶30精确称取5份虎杖样品各2 g，在50 ℃、用80%（乙醇+丙酮）在50 ℃下超声波提取25 min，将提取液离心，上清液分别稀释100倍后在446 nm处测其吸光度。

3）提取时间。准确称取虎杖5份，每份2 g，用80%（乙醇+丙酮）在料液比1∶15、50 ℃下超声波提取，提取时间分别为20、25、30、35、40 min，将提取液离心，上清液分别稀释100倍后在446 nm处测其吸光度。

4）提取温度。准确称取虎杖5份，每份2 g，在料液比1∶15下，用80%乙醇加丙酮（体积比1∶1）超声波提取25 min，提取温度分别为30、40、50、60、70 ℃，将提取液离心，上清液分别稀释100倍后在446 nm处测其吸光度。

1.2.3 正交试验 根据上述大黄素的单因素试验结果，进行正交试验，确定最佳提取工艺，因素与水平见表1。

1.2.4 大黄素的提取及测定 准确称取虎杖2 g，在50 ℃下，用80%（乙醇+丙酮）按料液比1∶15于离心管中混匀。在50 ℃超声波提取15 min，停5 min后继续提取10 min，4 000 r/min离心5 min，旋转蒸发。将浓缩液用乙醚萃取，振荡摇晃后静置，倾出乙醚液，同法操作4次，合并乙醚液。将淡黄色的乙醚液旋转蒸发浓缩，得到粗产品。将粗产品溶于80%（乙醇+丙酮），稀释30倍，进行紫外分光光度检测，记录其吸光度。根据大黄素的标准曲线计算大黄素的得率，计算公式如下：

得率=■×100%

2 结果与分析

2.1 大黄素标准曲线

在446 nm处测定溶液的吸光度，以吸光度A对标准溶液的浓度C作图，得标准曲线（图1）。

2.2 单因素试验结果

1）溶剂。用不同溶剂对大黄素进行提取时，用80%（乙醇+丙酮）时得到了较高的吸光度，所以选用80%（乙醇+丙酮）作为提取试剂（图2）。

2）料液比。如图3所示，以1∶15的料液比对大黄素进行提取，得到了较高的吸光度。

3）温度。如图4所示，以50 ℃进行超声波提取，得到了较高的吸光度。

4）提取时间。如图5所示，在不同提取时间下以25 min为最佳，得到了较高的吸光度。

2.3 正交试验结果

正交试验结果见表2。由表2可知，对大黄素吸光度影响最大的是溶剂，其次分别是料液比、提取时间，提取温度。通过正交试验得出最佳提取工艺为A3B3C3D2 组合，即80%（乙醇+丙酮）、料液比1∶20、提取30 min、70 ℃提取温度。

3 结论

根据以提取温度、溶剂浓度、料液比与提取时间为因素建立的正交试验结果，确定了虎杖中大黄素的最佳提取条件为80%（乙醇+丙酮）、料液比1∶20、超声提取30 min、提取温度为70 ℃，提取因素影响排序为溶剂、料液比、提取时间、提取温度，按照此工艺测得虎杖干燥根中大黄素得率为1.40%。

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