超声波萃取野芭蕉总生物碱含量及其优化筛选

凌福正　李近都　梁烨　邹才华　李天资　何思陆　陆高翔

[摘要]目的探討超声波萃取野芭蕉总生物碱含量及其优化筛选。方法用正交试验方法，选取野生生长野芭蕉茎打粉过筛得到20、40、60、80目的野芭蕉粉末，分别在超声时间为20、30、40和50min，取样量为50、100、150和200mg。浸提剂量与取样量的比值为60、80、100和120倍。共16次实验，每次实验重复3次，取3次结果的平均值为野芭蕉总生物碱含量（%）。比较四种因素四水平提取取得碱含量的差异性。结果用超声波提取野芭蕉总生物碱，超声时间在20、30、40和50min时，其碱含量水平分别为（O.021±0.003）%、（0032±0.038）%、（0.047±0.006）%和（0.035±0.003）%，超声时间为40min时，碱含量最高，其差异有统计学意义（P<0.01）；野芭蕉取样量在50、100、150mg和200mg时，其总碱含量分别为（0.031±0.018）%、（0048±0.029）%、（0.030±0.014）%和（0.027±0.014）%，取样量为lOOmg时，碱含量最高，但差异无统计学意义（P>0.05）；野芭蕉粉末直径在20、40、60、80目时、其碱含量分别为（0.021±0.003）%、（0032±0.038）%）、（0.047±0.006）%和（0.035±0.003）%。粉末直径为60目时，碱含量最高，其差异有统计学意义（P<0.01）；浸提剂量与取样量的比值在60、80、100和120倍时，其碱含量水平分别为（0021±0.003）%、（0.032±0.038）%、（0.047±0.006）%和（0.035±0.003）%，取样量与浸提剂量比值为100倍时，碱含量最高，其差异有统计学意义（P<0.01）。结论超声波萃取野芭蕉总生物碱实用有效，在超声时间为40min、并且在粉末直径为60目、浸提剂量与取样量的比值100倍等情况下提取，取得野芭蕉生物总碱含量水平最高。

[关键词]野芭蕉；生物碱；超声萃取

生物碱（Alkaloid）是指存在于生物体内的含氮的具有碱样性质的有机化合物，其种类繁多，用途广泛。因其大多来自植物，所以又称为植物碱（Vegetable base）。生物碱在双子叶植物广泛分布，在单子叶和低等植物中也有分布，其大多具有较强的生理活性，是中草药主要的疗效成分，有些药用价值很高，享誉盛名，如用于镇痛的吗啡碱是从大麻中提取，用于抑制癌细胞的三尖杉碱是从三尖杉中提取的；用于缓解哮喘发作的麻黄碱是从麻黄中提取，用于人工诱变产生多倍体的秋水仙碱是从秋水仙中提取。生物碱的化学结构复杂，活性成分多样，临床用途广泛，成为人们关注的热点。野芭蕉（Musa Acuminata Colla）为常绿大型多年生草本二倍体植物，其茎高，叶子长宽约，生长于亚热带地区，耐寒力较差，其成熟果子有种子，无可食用的果肉，祖国医药认为野芭蕉有清热、解毒、解痉、化瘀等功效，近来研究表明，野芭蕉处方或野芭蕉粗提取液可以有抗炎、抗氧化作用，对高血压患者有降血压作用，并可抑制血管内血栓栓塞形成。但其作用成分及其机制还不太清楚，有关野芭蕉生物碱提取的研究报道也不多见，为了解野芭蕉生物碱的含量及其提取优化方法，我们用超声波萃取法进行本实验研究，结现报道如下。

1.材料与方法

1.1仪器

SWB5200型超声清洗机由上海必能信超声有限公司提供；哈希（HACH）-UV756/756CRT紫外可见分光光度计由上海豪麒节能环保科技有限公司提供；JB-1000粉碎过筛机由江阴市宝利机械制造有限公司提供，功率0.75/1.1KW过筛目数12～200目；FAl604电子分析天平由上海光学仪器厂提供）；天津泰斯特XH-2000-I漩涡混合器南京东迈科技仪器有限公司，Agilent（安捷伦，美国）7890A气相色谱仪由深圳市仁瑞电子科技有限公司提供。

1.2试剂

邻苯二甲酸氢钾由济宁百川化工有限公司提供，氢氧化纳由沧州源盛化工有限公司提供，溴甲酚绿由上海鼓臣生物技术有限公司提供，氢氧化钠和无水乙醇由济南世纪通达化工有限公司提供，氯仿由上海博苑生物科技有限公司提供，以上均为国产分析试剂。

1.3材料

选取野生生长于阴湿沟谷中果形饱满的野芭蕉，生于广西凌云县镇洪镇九洞村九洞屯九燕沟山脚下的黄壤中，经右江民族医学院药学院韦国锋教授和黄锁义教授确认为野生野芭蕉（Musaacuminata Colla AA grup lin yun），将野芭蕉茎放入烘箱内经105℃杀青30min，再用60℃烘干至恒重。然后打粉过筛分别得到20、40、60、80目的野芭蕉粉末。

1.4野芭蕉碱对照品制作

取生长地相同的成熟野芭蕉的茎、根、叶、花和果重量等份为样品，放入烘箱内经105℃杀青30min，再用60℃烘干至恒重。然后打粉过筛取40目粉2g，加0.5%硫酸的乙醇溶液10mL，于水浴上加热回流10min，过滤，滤液，经碘化铋钾试验、碘化汞钾试验和硅钨酸试验规章为阳性，作为野芭蕉碱对照品。标准曲线的制备：移液枪分别取50、100、150、200、250、300、350uL的对照品野芭蕉碱溶液于进样瓶中，然后加甲醇至500uL，进样测定，以峰面积y为纵坐标，以野芭蕉碱浓度（ug/mL）为横坐标，进行线性回归，其散点图在30～160ug/mL区间有很好的线性关系。直线拟合得回归方程Y=1.2178x-6.3894（R2=0.9999，P<0.01）。

1.5野芭蕉总碱含量测定

用碱性氯仿超声提取法，在容器中加入水、乙醇或其他有机溶剂，将野芭蕉粉末放入提取溶媒中；容器的外壁粘接换能器振子或将振子密封于不锈钢盒中投入容器中；开启超声波发生器。用比色法在波长为620nm测定其总碱的含量。每份样品都分别测量3次，取其平均值为野芭蕉总碱含量值。

1.6試验设计与统计学方法

采用正交试验设计原则，选取四个影响因素，每个因素取4个水平，影响因素与水平选取为：超声时间（min）分别为20、30、40和50。样本粒径（目）分别为20、40、60和80。取样取量（mg）分别为50、100、150和200。浸提剂量与取样量的比值（倍）为60、80、100和120。数据分析用SPSS19.0统计软件，组间比较用方差分析，两两比较用q检验，以P<0.05为差异有统计学意义。

2.结果

2.1碱含量水平与超声时间的关系

超声时间在20、30、40和50min时。其碱含.量水平分别为（0021±0.003）%、（0.032±0.038）%、（0.047±0.1306）%和（0.035±0.003）%，超声时间为40rain时，碱含量最高，差异有统计学意义（P<0.01）。见表1。

2.2碱含量水平与取样量的关系

野芭蕉取样量在50、100、150和200mg时，其总.碱含量分别为（0031±0.018）%、（0.048±0.029）%、（0.030±0.014）%和（0.027±0.014）%，取样量为lOOmg时，碱含量最高，其差异无统计学意义（P>0.05）。见表2。

2.3碱含量水平与粉末直径的关系

野芭蕉粉末直径在20、40、60、80目时、其碱含量分别为（0.021±0.003）%、（0.032±0.038）%、（0.047±0.006）%和（0.035±0.003）%。粉末直径为60目时，碱含量最高，差异有统计学意义（P<0.01）。见表3。

2.4碱含量水平与浸提剂量比值的关系

浸提剂量与取样量的比值在60、80、100和120倍时，其碱含量水平分别为（0.021±0.003）%、（0.032±0.03 8）%、（0.047±0.006）%和（0035±0.003）%，取水平与浸提剂量比值为100倍时，碱含量最高，差异有统计学意义（P<0.01）。见表4。

3.讨论

野芭蕉（Musa acuminata Colla）和野蕉（Musa balb&iana Colla）均为分布在亚洲的芭蕉科芭蕉属双倍体多年生草本植物，其果实均不可食用。野芭蕉和野蕉在自然条件下自交或者杂交，产生三倍体或多倍体蕉类植物香蕉（Musa nana Lour.）、芭蕉（Musa basioo Siebold）等，经热带、亚热带地区人工栽培的蕉类植物家族，成为日常食用的水果。野芭蕉多用于猪饲料，壮族居民用野芭蕉花、果、根、茎等人药，用于治疗消渴，血淋涩痛，心痹痛和肿痛等疾病。近来研究表明，野芭蕉对胰岛素抵抗所引起的一系列功能紊乱有治疗作用，可以纠正血栓前状态，对预防血管内血栓栓塞形成有效果，但其作用的成分与机制尚待进一步研究。生物碱类是天然产物，多见于植物体内，天然生物碱具有含量少，物种来源多样性，化学结构多样性和生物活性多样性等特点，其生物活性对机体有比较强烈的生理作用是药用的有效成分，在镇痛、抗炎、抗菌、抗病毒、抗肿瘤、调节神经精神和心血管疾病中发挥了重要的作用。生物碱由不同的氨基酸或其直接衍生物合成而来，种类过千，广泛存在于植物体的叶、皮、花、茎、种子和果实之中，其在不同植物和相同植物的不同部位中的分布没有规律性，一种植物中可同时含有几种至几十种不同的生物碱，如从铁皮石斛中分离出70多种生物碱。一般认为在同一物种中提取得到的生物碱系列，其有相似的化学结构，在同属物种中可能含有相同结构类型的生物碱。生物碱具有环状结构，呈无色结晶状，少数为液体，难溶于水，与酸可形成盐，有旋光性与吸收光谱。不同生物碱的结构、性质不尽相同，生物碱大都能溶于氯仿、甲醇、乙醇等有机溶剂，生物碱与酸结合成盐后易溶于水和甲醇、乙醇。因此提取分离生物碱一般是在非极性和极性混合溶剂的基础上，采用冷浸、渗漉、超声波、索氏和热回流等方法提取。本项研究表明，超声波萃取可以提取野芭蕉总生物碱，提取野芭蕉总生物碱的含量与超声时间、粉末直径和浸提剂量比值的关联，与取样量无关联，在超声时间为40min、并且在粉末直径为60目、浸提剂量与取样量的比值100倍等情况下提取，取得野芭蕉生物总碱含量水平最高。