槐米中芦丁的提取工艺研究

张　恒　张　洪



槐米中芦丁的提取工艺研究

张恒张洪

(武汉大学人民医院药学部,武汉,430060)

目的:研究槐米中芦丁的超声乙醇提取和β-环糊精辅助超声水提工艺。方法:通过正交试验,采取超声乙醇提取和β-环糊精辅助超声水提取方法,以芦丁的含量为测定指标,采取高效液相色谱法测定不同提取工艺中的芦丁含量,计算出提取率,从而优选槐米中芦丁的提取工艺。结果:超声乙醇提取法:超声时间30min,乙醇浓度70%,乙醇体积50 mL为最佳工艺,最高提取率为19.25%;β-环糊精辅助超声水提法:超声时间30min,β-环糊精重量3.0 g,水体积50 mL为最佳工艺,最高提取率为18.32%。结论:该方法简便快捷、提取率高,值得推广应用。

槐米;芦丁;β-环糊精

槐米,为豆科植物槐的花蕾,该药性微寒、味苦,具有凉血止血、清肝泻火的功效,用于便血、痔血、血痢、崩漏、吐血、肝热目赤、头痛眩晕等[1]。槐米的主要成分是芦丁(Rutin),又称芸香苷,具有抗炎、维生素P样作用和抑制醛糖还原酶作用,它在人体内的毒性很低,在临床上用于治疗腋窝淋巴结切除后的淋巴水肿[2]等疾病,其难溶于冷水(1∶8 000),略溶于沸水(1∶200)[3],由于芦丁分子中含有多个酚羟基,呈弱碱性,易溶于碱水,在热水、热醇中均由较大的溶解度,常用的提取溶剂有水、醇、冷碱、热碱,提取方法有水煎煮法、连续回流法、热碱提取法、超声提取法等[4]。水煎煮法简单易行,成本低,但是芦丁的提取率低,并且受温度影响很大[5]。连续回流法需大量有机溶剂,生产成本高[6],热碱提取法常用的是石灰水法,但该方法存在所需条件较高且产品纯度不够等缺点[7],所以需要探索一种高效、方便的芦丁提取方法。

超声波提取技术是近年来在中药材提取方面一种较为成熟的方法,主要是利用机械振动波破坏中药材的细胞,使溶媒渗透到中药材细胞中,从而加速有效成份溶解,提高浸出率,是高效、节能的提取方法。本实验采用正交试验对超声乙醇提取、β-环糊精辅助超声水提取两种方法进行实验,优选出槐米中芦丁的提取方法。

环糊精是D-吡喃葡萄糖单元通过α-1,4-糖苷键首尾相连形成的具有截锥状结构的大环化合物,椎体外壁具有亲水性,椎体内壁具有疏水性[8]。常见的有α,β和γ-环糊精,其中以β-环糊精在药剂学中应用最广泛。β-环糊精成筒状结构,小分子的药物与其制成环糊精包合物后,通过范德华力、氢键和疏水作用,形成主客体化合物[6]。目前已有许多学者采用β-环糊精辅助提取中药中的黄酮,取得了一定成效[9-12]。

1　仪器与材料

1.1仪器 高效液相色谱仪(Agilent 1100,美国安捷伦),电热鼓风干燥箱(WD-43,天津泰斯特仪器有限公司),电子天平(CPA124S,德国赛多利斯),超声波清洗机(KQ-100DE,昆山市超声仪器有限公司)。1.2 受试药物 槐米(亳州市长生中药饮片有限公司,批号:20140218),β-环糊精(aladdin,Lot#d1315035),芦丁对照品(中国食品药品检定研究所,批号:100080-200707),纯净水(宜昌娃哈哈饮料有限公司),乙腈、甲醇为色谱纯,磷酸、乙醇为分析纯。

2　方法

2.1色谱条件 色谱柱:Venusil MP C18(250 mm× 46 mm,5 μm);流动相:乙腈∶0.1%磷酸=20%∶80%;柱温:30℃;检测波长:258 nm;进样量10 μL;流速:1 mL/min。

2.2标准品溶液的制备 精密称取芦丁标准品25 mg,用甲醇定容于25 mL容量瓶中,得1 000 μg/mL标准品溶液,分别取0.1 mL、0.5 mL、1.0 mL、1.5 mL、2.0 mL、3.0 mL,用甲醇定容于10 mL容量瓶中,得到10、50、100、150、200、300 μg/mL的标准品溶液,按上述色谱条件,分别进样检测,以标准品进样浓度X(μg/mL)为横坐标,峰面积Y为纵坐标进行线性回归,得回归方程:Y=18.767X-26.675,R2 =0.999 5。结果表明,芦丁标准品进样量在10～300 μg/mL围内具有良好的线性关系。

2.3正交试验考察提取工艺

2.3.1超声乙醇提取法 槐米粉碎过200目筛,干燥箱中干燥8h,精密称取0.50 g槐米粉末,按正交试验设计,乙醇浸泡1h,超声,趁热过滤,取1 mL滤液于10 mL容量瓶中,甲醇定容至刻度,得供试品溶液。参考相关文献,选择3个因素(超声时间(A)、乙醇浓度(B)、乙醇体积(C)),3个水平(如表2)进行正交试验,通过考察芦丁提取率来选择最佳提取方法。

表1　正交试验因素水平

比较表2中的A、B、C 3个因素的Rj的大小,可以看出A因素为最重要因素,B和C因素为次要因素,3个要素之间的主次关系为:A＞B＞C。Ra＞Rb＞Rc＞Re(Re=0.0800),表明A、B、C 3个因素存在水平效应差异。

按各因素的最好水平选取A2B2C2作为超声乙醇提取法提取芦丁的最优组合,即超声时间30min,乙醇浓度70%,乙醇体积50 mL。在最优条件下进行3次平行试验,所得芦丁平均提取率为19.25%。由表3可以看出超声时间和乙醇浓度对芦丁提取率具有显著影响(P＜0.05)。

表2　超声乙醇提取法正交试验结果

表3　超声乙醇提取法正交试验方差分析

2.3.2β-环糊精辅助超声水提法 按正交试验设计,精密称取β-环糊精若干加入纯净水中充分溶解,再精密称取0.50 g槐米粉末加入其中,浸泡1h,超声,趁热过滤,取1 mL滤液进25 mL容量瓶中,纯净水定容至刻度,得供试品溶液。

参考相关文献,选择3个因素超声时间(A)、β-环糊精重量(B)、水体积(C),3个水平(如表5)进行正交试验,通过考察芦丁提取率(%)筛选最佳提取方法。

表4　正交试验因素水平

比较表5中的A、B、C 3个因素的Rj的大小,可以看出A因素为最重要因素,B和C因素为次要因素,3个要素之间的主次关系为:A＞B＞C。Ra＞Rb＞Rc＞Re(Re=0.1400),表明A、B、C 3个因素存在水平效应差异。

表5　β-环糊精辅助超声水提法正交试验结果

表6　β-环糊精辅助超声水提法正交试验方差分析

按各因素的最好水平选取A2B2C2作为β-环糊精辅助超声水提法提取芦丁的最优组合,即超声时间30min,β-环糊精重量3.0 g,水体积50 mL。根据得出的最优条件进行验证,3次平行试验所得芦丁平均提取率为18.32%。由表6可以看出超声时间对芦丁提取率的影响达到显著水平。

3　讨论

本文在考察超声功率对芦丁提取率的影响时发现,随着功率的增加,提取率不断增加,故单因素试验及正交实验均采用最高功率100 W进行提取。由于随着超声时间的延长,水浴温度可上升至近50 ℃,所以在本实验中均将水浴温度调至50℃,以减少误差,故单因素试验不考虑温度的影响。在用环糊精辅助提取的时候,受温度影响比较大,放置一段时间会有絮状物出现,所以将提取液趁热过滤之后将滤液迅速取1 mL近25 mL容量瓶中,用纯净水定容,制成供试品溶液,检测之前再超声溶解。

超声乙醇提取法主要是利用芦丁在乙醇中的溶解度高的原理,β-环糊精辅助超声水提与单纯超声水提能显著提高槐米中芦丁提取率的主要机制是:在提取过程中,β-环糊精与芦丁形成包合物[13],从而增加了芦丁的溶解度,提高提取率。

超声乙醇提取方法简便快捷,提取率高,是现在中药提取常用的方法,但乙醇易燃,安全性不高,且在后期的提纯过程中耗时较长。β-环糊精辅助超声水提法提取率较超声乙醇提取法略低,但β-环糊精安全无毒,对热稳定,价廉易得[14],与药物包合后能增加药物的稳定性、降低药物的刺激性和毒副作用、调节给药速率,对药物新制剂、新剂型的研究提供了很大帮助,且本方法污染少、成本低、操作简单,也值得推广和大规模生产的方式。

[1]国家药典委员会.中华人民共和国药典[S].北京:人民卫生出版社,2010:333.

[2]Casley-Smith J R,Morgan R G,Pillar N B.Treatment of lymphedema of the arms and legs with 5,6-benzo-[alpha]-pyeone[J].MedChem, 1993,329(16):1158-1163.

[3]付起风,王德娟,孟凡佳.正交法优化槐米中芦丁的超声提取工艺[J].中医药信息,2012,29(6):49-52.

[4]魏彩霞,谢俊峰,高媛媛,等.槐米中芦丁的超声辅助提取工艺研究[J].制剂技术,2010,19(7):36-37.

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(2015-11-17收稿 责任编辑:张文婷)

Study on Extraction Technology of Rutin from Flos Sophorae

Zhangheng,Zhanghong
(Department of Pharmacy,Renminhospital of Wuhan University,Wuhan 430060,China)

Objective:To study the ultrasonic extraction technology of rutin from Flos Sophorae with ethanol solution and β-cyclodextrin ultrasonic-assisted extraction process.Methods:HPLC method was established for thedetermination of rutin by orthogonal testdesign with the two extraction methods to calculate the extraction rate and optimize the extraction process of rutin from Flos Sophorae.Results:The optimal conditions for ultrasonic extraction with ethanol solution weredetermined as extraction for 30minutes with 70%-concentrated and 50ml ethanol.Thehighest extraction rate was 19.25%.The optimal conditions for β-cyclodextrin ultrasonic-assisted extraction were as follows:the extraction time is set at 30min,the weight of β-cyclodextrin is 3.0g,water volume is 50ml and thehighest extraction rate was 18.32%.Conclusion:This method is simple and efficient,extraction rate ishigh,it 's worth using widely.

Flos Sophorae;Rutin;β-cyclodextrin

R284.2

A

10.3969/j.issn.1673-7202.2016.04.041

张洪(1962—),男,硕士,主任药师,研究方向:药剂与中药研究,E-mail:zhzx8888@163.com