正交设计优化艾纳香总皂苷超声提取工艺研究

李云萍，吴星星

(1.黔南民族师范学院 化学化工学院，贵州 黔南 558000；2.贵州省高校民族药用植物资源开发工程研究中心，贵州 黔南 558000)

正交设计优化艾纳香总皂苷超声提取工艺研究

李云萍1,2*，吴星星1

(1.黔南民族师范学院 化学化工学院，贵州 黔南 558000；2.贵州省高校民族药用植物资源开发工程研究中心，贵州 黔南 558000)

以水饱和正丁醇为溶剂，人参皂苷Rg1为对照，采用香草醛显色-分光光度法对艾纳香中总皂苷提取影响因素进行研究，并采用L9(34)正交试验优选艾纳香总皂苷提取工艺。结果表明，在影响艾纳香皂苷得率的四个因素中，提取温度(D)>料液比(C)>提取时间(A)>提取次数(B)，其中提取次数对总皂苷提取率影响不显著。最佳提取工艺参数为：提取3次，每次加30倍量溶剂，在60℃下超声30min。以此工艺提取，艾纳香总皂苷的提取率可达到11.14%。

艾纳香；总皂苷；提取工艺；正交设计

艾纳香别名大风艾、大叶艾等，为菊科植物艾纳香Blumea balsamifera(L.)DC.的新鲜或干燥地上部分[1]。艾纳香在我国主要分布于贵州、海南、云南、广西等地，是黎族、苗族、壮族等少数民族的常用药[2]。艾纳香以嫩枝叶入药，性温、味辛、微苦，具有祛风散瘀、活血解毒、促进皮肤再生等功效，可被用于治疗湿疹皮炎、跌打损伤、风湿性关节炎等[3]。此外，艾纳香还具有抗氧化、抗癌和抗病毒等生物活性[4]。

根据现有的文献报道，艾纳香中的化学成分主要有挥发油、黄酮类、皂苷类、多糖类等[5]。目前对艾纳香化学成分的研究主要集中在挥发油[6-7]、黄酮类[8-9]化合物的提取工艺、成分鉴定和活性测定等方面，对于艾纳香中总皂苷的提取工艺研究及含量分析尚未有相关报道。皂苷是一类具有抗菌抗炎、抗肿瘤、活血化瘀等活性的天然产物，超声提取可缩短提取时间，避免提取温度过高破坏有效成分，而以水饱和正丁醇作为提取溶剂可减少溶出杂质[10]。因此，本研究拟采用超声提取技术，通过正交设计优化艾纳香中总皂苷的提取工艺，为艾纳香资源进一步的合理利用提供科学依据。

1 仪器与试剂

1.1 材料

艾纳香干燥的叶，采自贵州罗甸，经鉴定为菊科植物艾纳香叶。烘干，粉碎并过40目筛备用。

1.2 仪器

CL-2型恒温加热磁力搅拌器(巩义市予华仪器有限责任公司)，JK-UVS-755B紫外分光光度计(上海精学科学仪器有限公司)，JK-LIC-480DE超声波清洗机(上海精学科学仪器有限公司)，SHZ-DⅢ循环水真空泵(郑州英峪予华仪器有限公司)，JY5002电子天平(上海方瑞仪器有限公司)，FA2204电子分析天平(上海舜宇光学科技有限公司)，移液枪(上海托莫斯科学仪器有限公司)，101电热鼓风干燥箱(北京科伟永兴仪器有限公司)。

1.3 试剂

香草醛，冰醋酸，高氯酸，正丁醇均为分析纯。人参皂苷Rg1对照品购自中国药品生物制品检定所(批号110023-200819)

2 方法与结果

2.1 人参皂苷Rg1对照品溶液的制备

准确称取人参皂苷Rg1对照品5.80 g，用2.0 mL甲醇溶解，得到2.9 mg/mL的Rg1对照品溶液。

2.2 人参皂苷Rg1标准曲线的绘制

分别量取上述溶液0.0、0.05、0.10、0.15、0.20、0.25 mL于10 mL试管中，低温烘干溶剂，待冷却后加入5%香草醛-冰醋酸溶液0.3 mL，再加入高氯酸0.7mL。混匀，在60℃下水浴20min，取出并迅速冷却。加入冰醋酸5.00 mL，混匀后再暗处放置30min，在535 nm波长处检测吸光度[11]，并绘制标准曲线(图1)。

图1 人参皂苷Rg1标准曲线

2.3 艾纳香总皂苷含量测定与计算

称取一定质量干燥至恒重的艾纳香粉末，经设定的实验条件提取后过滤、旋干并用甲醇定容。取0.1 mL定容后的溶液按“2.2”显色后，测量吸光度，按下列方程计算艾纳香总皂苷的百分含量。

2.4 艾纳香中总皂苷提取率单因素实验

2.4.1 提取温度对艾纳香中总皂苷提取率的影响

准确称取9份艾纳香样品各1.0 g，置于10 mL具塞试管中，加入水饱和的正丁醇20 mL，分别在30、35、40、45、50、55、60、65、70℃条件下超声提取40min。滤过提取液，旋干，用5.00 mL甲醇定容。取0.10 mL定容后的溶液低温下挥干，按照“2.2”所述方法进行显色、测定吸光度，并计算出总皂苷含量。实验结果见图2。

图2 提取温度对总皂苷提取率的影响

由图2可知，提取率随温度的升高而升高。当温度超过60℃后，提取率反而降低。可能是由于温度过高造成部分皂苷结构被破坏。所以确定提取温度不能超过60℃。

2.4.2 提取次数对艾纳香中总皂苷提取率的影响

准确称取4份艾纳香样品各1.0 g，置于10 mL具塞试管，加入水饱和的正丁醇20 mL，在50℃下超声提取40min。按照提取次数的设定，对于提取两次以上的样品，可将过滤得到的滤渣重新加入正丁醇提取，以满足提取次数的要求，最后合并滤液进行旋干，并用5.00 mL甲醇定容。剩余步骤同“2.4.1”。实验结果见图3。

图3 提取次数对总皂苷提取率的影响

由图3可知，提取次数对总皂苷的提取率有一定的影响，但当超过3次后，提取含量几乎不变。所以确定提取次数的三个水平为1，2，3次。

2.4.3 提取时间对艾纳香中总皂苷提取率的影响

准确称取5份艾纳香样品各1.0 g，置于10 mL具塞试管中，加入水饱和的正丁醇20mL，在50℃条件下分别超声提取20、30、40、50、60、70min。滤过提取液，旋干，用5.00mL甲醇定容。剩余步骤同“2.4.1”。实验结果见图4。

图4 提取时间对总皂苷提取率的影响

由图4可知，提取时间对总皂苷的提取率有较大影响，在50min以前，提取率随时间的延长而升高。提取时间为50min时总皂苷提取率达到最大，超过50min反而减小。推测是因为过长的超声时间会造成部分皂苷结构被破坏。

2.4.4 料液比艾纳香中总皂苷提取率的影响

图5 料液比对总皂苷提取率的影响

准确称取7份艾纳香样品各1.0g，置于10mL具塞试管中，分别加入水饱和的正丁醇10、15、20、25、30、35、40 mL，在50℃条件下分别超声提取40min。滤过提取液，旋干，用5.00 mL甲醇定容。剩余步骤同“2.4.1”。实验结果见图5。

由图5可知，总皂苷的提取率随料液比的升高而增加。这是由于溶剂增多，有效成分的溶出率增高。但当料液比大于1:25后提取率基本不变。从节约溶剂的角度出发，选择1∶10，1∶20，1∶30作为正交试验的3个水平。

2.5 艾纳香中总皂苷提取工艺优化

根据上述单因素试验结果，每个因素选定3个水平，因素水平见表1。按照L9(34)正交设计方案进行试验，试验结果见表2，并进行方差分析，见表3。

表1 正交试验的因素水平

表2 艾纳香总皂苷提取工艺正交试验结果

表3 方差分析

注：F0.05(2,18)=3.55

根据提取工艺的正交试验(见表2)和方差分析(见表3)可知，在4个影响总皂苷得率的因素中，提取次数(B)对总皂苷提取率影响不显著(P>0.05)，其余三个因素对艾纳香总皂苷提取率均有显著影响(P<0.05)。R值表明，提取次数对总皂苷提取率影响最大。从平均得率来看艾纳香总皂苷提取工艺最佳组合为A1B3C3D3。

3 结论

本文以艾纳香中的总皂苷为研究对象，采用香草醛显色-分光光度法测定总皂苷的含量，考察了提取时间(A)、提取次数(B)、料液比(C)、提取温度(D)4个因素对总皂苷提取率的影响，并通过正交试验得出最佳工艺。结果表明，4个因素对艾纳香总皂苷得率的影响大小为D>C>A>B，最佳工艺为提取时间30min、提取温度60℃、料液比30:1，提取次数3次，总皂苷的提取率达到11.14%。与以往研究相比，本文首次探讨了艾纳香中总皂苷的提取工艺，对艾纳香的进一步合理利用提供参考。

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(本文文献格式：李云萍，吴星星.正交设计优化艾纳香总皂苷超声提取工艺研究[J].山东化工,2017,46(15):28-30.)

Optimization of Ultrasonic Extraction Process for Total Saponins fromBlumeaBalsamiferaby Orthogonal Test

LiYunping1,2,WuXingxing1

(1.College of Chemistry and Chemical Engineering, Qiannan Normal University for Nationalities, Qiannan 558000,China;2.Guizhou University National Medicinal Plant Resources Development and Engineering Research Center,Qiannan 558000,China)

Water saturated butanol was used as extracting solvent,the content of total saponins was determined by the method of vanillin-ultravioet spectrophotometry.Taking extraction duration(A),extraction times(B),solid-liquid ration(C),extraction temperature(D) as effect factors,on the basis of single factors,the extraction of total Saponins fromBlumeabalsamiferawas optimized through L9(34) orthogonal test.The result showed that factors effects were as following: D>C>A>B.The optimal extraction were 60℃,1∶30 solid-liquid ratio,30min extracted for 3 times.With the optimal conditions,the Saponins extraction rate of 11.14% could be achieved.

Blumeabalsamifera; total saponins; extraction technology; orthogonal design

2017-05-25

黔南民族师范学院2015年校级项目(qnsy201506)；贵州省高校民族药用植物资源开发工程研究中心开放基金

李云萍(1989—)，女，贵州瓮安人，讲师，硕士，主要从事天然产物研究与开发。

O657.5

A

1008-021X(2017)15-0028-03