麦芽生物碱物质提取工艺优化及不同产地含量比较

李丽姣,陈永刚,张柯达,陈敏,何晶

(1.湖北中医药大学 药学院,湖北 武汉 430065； 2.武汉市第三医院 药学部,湖北 武汉 430060)



麦芽生物碱物质提取工艺优化及不同产地含量比较

李丽姣1,陈永刚2,张柯达2,陈敏2,何晶1

(1.湖北中医药大学 药学院,湖北 武汉 430065； 2.武汉市第三医院 药学部,湖北 武汉 430060)

目的 优选麦芽中总生物碱提取工艺,建立大麦芽碱质量分数测定方法,为其生物碱部位进一步研究奠定基础。方法 采用超声法提取麦芽总生物碱,用高效液相色谱法测定大麦芽碱质量分数；并以麦芽总生物碱和大麦芽碱质量分数为指标进行正交试验,优选出麦芽生物碱物质的最佳提取工艺。结果 总生物碱的最佳提取方法为:用5倍量的体积分数80%甲醇,超声提取3次,每次45 min。不同产地的麦芽中生物碱质量分数差异很大,其中安徽亳州产的生麦芽中生物碱质量分数相对较高。结论 建立的质量分数测定方法准确稳定、重复性好,优选的提取工艺合理。不同产地麦芽生物碱质量分数差异较大,需要制定规范的质量控制标准。

生麦芽； 总生物碱； 大麦芽碱； 不同产地

麦芽为禾本科植物大麦(HordeumvulgareL.)的成熟果实经发芽干燥的炮制加工品[1]。麦芽有生麦芽、炒麦芽、焦麦芽之分。由于服用剂量大小的差异,麦芽具有回乳和催乳的双向作用[2]。据文献[3-4]报道,麦芽提取物具有治疗高泌乳素血症的作用,推测麦芽中可能含有与溴隐亭结构相似的生物碱类物质,但并无试验证据[5-6]。为此,本课题组在前期试验围绕麦芽回乳作用与生物碱物质进行了研究,初步明确了生麦芽生物碱粗提物就是其回乳作用的有效部位[7],并建立了麦芽中总生物碱的质量分数测定方法[8]。

本文主要针对麦芽生物碱物质的提取工艺进行考察,建立生麦芽中大麦芽碱的质量分数测定方法,并且比较不同产地麦芽中生物碱质量分数差异,为完善麦芽药材质量标准及后期的生物碱纯化提供依据。

1 仪器与试药

1.1 仪器

Dionex UltiMate 3000型系列高效液相色谱仪(美国Dionex公司)；pHS-3C(上海今迈仪器仪表有限公司)； Master-SUF超纯水机(上海和泰仪器有限公司)；BT25S型十万分之一分析天平(Sartorius中国公司)；KQ-300E型超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司)。

1.2 试药

生大麦、生麦芽及炒麦芽样品(见表1)经武汉市第三医院药学部陈永刚副主任中药师鉴定,均为禾本科植物HordeumvulgareL．的成熟果实经发芽干燥的炮制加工品。大麦芽碱对照品(批号：30845,质量分数≥99%,阿拉丁)；甲醇为色谱纯,其余试剂均为分析纯,水为超纯水。

表1 不同产地麦芽的信息Table 1 The information of different regions of malt

2 方法与结果

2.1 不同溶剂提取麦芽总生物碱[9-10]

精密称取麦芽粗粉(批号：20151201)10 g,置于具塞锥形瓶中,加入不同浓度的不同溶剂100 mL,超声提取1 h,滤过,滤液置水浴锅上挥干,残渣用pH=2～3的HCl溶液溶解并定容至10 mL,采用酸性染料比色法[8]测定总生物碱质量分数,结果见表2。

表2 不同溶剂提取麦芽生物碱的结果Table 2 The results of different solvents extraction

根据提取结果综合考虑麦芽中总生物碱和大麦芽碱的提取效果,最终选择甲醇作为麦芽生物碱的提取溶剂,以优选麦芽生物碱的最佳提取工艺。

2.2 大麦芽碱质量分数的测定[11-12]

2.2.1 色谱条件 色谱柱为Phenomenex luna C8柱(4.6 mm×250 mm,5μm),流动相为甲醇-0.05 moL/L KH2PO4(三乙胺调pH=7.10)溶液(体积比5∶95)等度洗脱,流速：1 mL/min,柱温：25 ℃,检测波长：226 nm,进样量：20 μL。色谱图见图1。

2.2.2 对照品溶液的配制 精密称取大麦芽碱3.75 mg,用pH=2～3的HCl溶液溶解并定容至25 mL,配制成质量浓度为150 μg/mL的对照品溶液。2.2.3 样品溶液的配制 精密称取麦芽粗粉(批号：20151201)10 g,置于具塞锥形瓶中,加入体积分数80%甲醇溶液50 mL,超声提取1 h,滤过,滤液置水浴锅上挥干,残渣用pH=2～3的HCl溶液溶解后定容至10 mL。

图1 大麦芽碱对照品(A)、生麦芽样品(B)和炒麦芽样品(C)的高效液相色谱图

Figure 1 HPLC chromatograms of hordenine control (A),raw malt (B),and fried malt (C)

2.2.4 标准曲线的制备 精密量取“2.2.2”项下配制的大麦芽碱对照品溶液0.5、1、2、4、5、10 mL置于10 mL容量瓶中,用pH=2～3的HCl溶液稀释定容至刻度。按照“2.2.1”项下色谱条件测定大麦芽碱质量分数,以大麦芽碱质量浓度(X)为横坐标和相应峰面积(Y)为纵坐标进行线性回归,得回归方程Y=0.401 1X-1.063 5(r=0.999 7),表明大麦芽碱质量浓度在7.5～150 μg/mL范围内线性关系良好。

2.2.5 精密度试验 精密吸取“2.2.2”项下配制的大麦芽碱对照品溶液适量,连续进样6次,按照“2.2.1”项下色谱条件测定大麦芽碱质量分数,记录峰面积,RSD为0.31%,表明仪器精密度较好。

2.2.6 稳定性试验 精密吸取“2.2.3”项下样品溶液,分别于0、6、12、18、24 h进样,记录大麦芽碱峰面积,结果峰面积的RSD为3.56%,表明样品溶液在24 h内稳定。

2.2.7 重复性试验 精密称取麦芽粗粉10 g(批号：20151201),平行6份,按照“2.2.3”项下样品溶液配制方法进行制备,进样检测记录峰面积,RSD为1.19%(n=6),表明方法具有较好的重复性。

2.2.8 加样回收率试验 精密称取已知质量分数同一批次的麦芽粗粉(批号：20151201)9份置于具塞锥形瓶中,加入“2.2.2”项下配制的大麦芽碱对照品0.15、0.20、0.22 mg,按照“2.2.3”项下样品溶液配制方法进行制备,进样检测记录峰面积,平均加样回收率为98.66%,RSD为2.18%(n=9)。

2.3 优选麦芽生物碱最佳提取工艺

2.3.1 正交试验 根据以上试验结果,以甲醇体积分数、提取时间、甲醇用量、提取次数为考察因素,以总生物碱和大麦芽碱提取量的综合评分[13](综合评分=总生物碱质量分数/总生物碱质量分数最大值×60+大麦芽碱质量分数/大麦芽碱质量分数最大值×40)为评价指标,称取生麦芽粗粉9份,每份10 g,按L9(34)正交表进行试验设计,因素水平安排及结果见表3～表5。

表3 正交试验因素和水平表Table 3 Factors and levels of orthogonal test

由直观分析可知,影响生物碱提取率的因素大小顺序为A>D>C>B,即甲醇体积分数>提取次数>甲醇用量>提取时间。方差分析结果表明因素A对生物碱提取量的影响具有统计学意义(P<0.05),其他因素的影响则无统计学意义(P>0.05)。确定麦芽生物碱的最佳提取工艺条件为A2B2C1D3,即80%甲醇5倍量,超声提取3次,每次45 min。

2.3.2 验证试验 称取麦芽粗粉(批号：20151201)3份,每份10 g,按优选的提取工艺条件进行提取。结果显示总生物碱平均质量分数为224.2 μg/g,大麦芽碱平均质量分数为71.83 μg/g,比正交试验中每组试验结果都要好,且RSD分别为1.20%和2.22%,表明优选的最佳提取工艺准确可靠。

2.4 不同产地不同批次样品中生物碱质量分数的测定

取不同产地不同批次的生麦芽和生大麦样品,按“2.3”项优选出的生物碱提取工艺制备样品溶液,分别测定样品中生物碱物质的质量分数,结果见表6。

表4 麦芽生物碱提取工艺正交试验结果Table 4 Orthogonal test results of extraction technology

表5 正交试验结果方差分析Table 5 Orthogonal test results and variance analysis

表6 不同产地不同批次麦芽样品中生物碱的质量分数

Table 6 The alkaloid content of different batch samples from different regions (n=3)

批号w(大麦芽碱)/(μg·g-1)w(总生物碱)/(μg·g-1)2013091182.26188.0020131026125.77199.9320131225135.04206.802015120184.87220.122012080139.65115.092013072957.8096.75201308250127.01201309060154.07201503250237.982012071545.1681.622013101174.6198.122013111065.6992.172014022270.1599.50

可见,不同产地生麦芽中生物碱成分质量分数相差较大,安徽亳州产的生麦芽中生物碱质量分数最高。同一产地同一炮制规格的药材中生物碱成分质量分数也有较大差别；生大麦在发芽后,总生物碱质量分数变化不大，经过炒制后,总生物碱与大麦芽碱质量分数均有所降低。

3 讨论

麦芽中的生物碱类物质主要有大麦芽碱、大麦芽新碱A和大麦芽新碱B等,它们的结构特点是氮原子不在环状结构内,属于有机胺类生物碱,易溶于有机溶剂[8]。不同溶剂提取试验结果显示,含醇溶剂生物碱提取量比酸水高,可能与其生物碱的这一理化性质有关。

不同产地麦芽样品生物碱物质质量分数差异较大,可能跟地域环境有关。不同规格麦芽样品生物碱质量分数测定结果表明,生大麦中不含大麦芽碱,说明大麦芽碱是麦芽在发芽过程中产生的次生代谢物。生麦芽比炒麦芽中总生物碱质量分数高,可能是由于麦芽在炒制过程中温度等因素破坏了生物碱成分,降低了总生物碱的质量分数。针对这一点,对提取过程中水浴挥干溶剂的温度进行了考察,发现温度确实对生物碱质量分数有影响,所以在试验过程中需要注意控制温度。因此,若以炒麦芽入药回乳则需加大剂量。

本文研究表明,优化工艺可保证生物碱物质被充分提取出来。不同产地、不同规格麦芽的生物碱质量分数差异较大,亟需制定以药效物质质量分数为指标的麦芽药材质量标准加以规范。

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(责任编辑：陈翔)

Optimization of extraction process of alkaloids from malt and comparison of different regions

LI Lijiao1,CHEN Yonggang2,ZHANG Keda2,CHEN Min2,HE Jing1

(1.SchoolofPharmacy,HubeiUniversityofChineseMedcine,Wuhan430065,China; 2.DepartmentofPharmacy,theThirdHospitalofWuhan,Wuhan430060,China)

Objective To optimize the extraction technology of the total alkaloids and determine the hordenine in malt to lay the foundation for further study of total alkaloids. Method The ultrasonic extraction was used to extract total alkaloids and the high performance liquid chromatography was used to determine hordenine. The extraction of total alkaloids and hordenine as indicators,the orthogonal test was used to optimize the best extraction method of alkaloids in malt. Results The best extraction method of total alkaloids was as follows: five times the amount of 80% methanol,ultrasonic extract 3 times with 45 minutes each time. The content of total alkaloids in the malt of different regions was different,and it was especially high in the raw malt of Bozhou in Anhui. Conclusion The content determination method is accurate,stable,good repeatability and the optimization of extraction technology is reasonable. The content of alkaloids in the different regions is different,so the malt needs to be set the quality control standard.

raw malt; total alkaloid; hordenine; different regions

2016-06-17

湖北省自然科学基金项目(2014CFC1044,2014CFC1045)；武汉市卫生计生委项目(WZ12B05,WX15A02)

李丽姣(1991—),女,2014级硕士研究生,Email:1427735720@qq.com；通信作者：陈永刚(1975—),男,博士,副主任中药师,从事中药资源开发利用与新药研究,Email:cyg508@163.com。

时间：2016-09-28 16:02

http://www.cnki.net/kcms/detail/44.1413.R.20160928.1602.002.html

R284.2

A

1006-8783(2016)05-0572-05

10.16809/j.cnki.1006-8783.2016061707