索氏提取法提取栀子苷的实验研究

罗春林，陈 静，袁 敏，杜泉蓉，王小燕，刘 瑶，龚 洋

(四川文理学院 化学化工学院，四川 达州 635000)

栀子又名山栀子、黄栀子是茜草科植物，种植历史悠久。我国主要产于江西、福建、湖南、四川等地，在国外主要分布于日本、朝鲜及北美。栀子果实、花、叶各个部位均含有多种药理学活性成分[1]。其有效成分主要有栀子苷和栀子黄色素。栀子苷是环烯醚萜苷类化合物，具有抗炎、镇痛、降压等多种药理作用，在医药上可应用于心血管系统和中枢神经系统疾病的治疗[2]。从栀子果中提取出的栀子黄色素作为天然着色剂和抗氧化剂可应用于菜肴烹调、中西糕点、酱菜腌制等食品工业中，具有着色力强、安全性好、营养价值高的优点。同时栀子黄色素具备多种生物活性功能，研究表明具有类胡萝卜素即西红花素和西红花酸的特性，能够保护神经和心脏、抗癌抑菌、抗关节炎、调节血脂等作用[3]。栀子开时气味芬芳，具有较强的观赏性，从中提取出来的精油可用于制作香皂、香水、化妆品等日用产品的添加剂。栀子叶四季常绿具有活血消肿、清热解毒的功效。由于栀子的药用价值和营养价值，以栀子为原料而展开的研究日益增多，主要运用于食品、医药、化工等方面。

在栀子果实中，含量最高、发挥药效最显著的成分是以栀子苷为代表的环烯醚萜苷类，其分子式为C17H24O10，结构式如图1。

图1 栀子苷的结构式

栀子中栀子苷的提取方法有浸渍法、渗漉法、回流提取法以及超声提取法、微波辅助提取法、半仿生提取法[4]。回流提取法可使用水或乙醇为提取剂，反复加热，从栀子中提取有效成分栀子苷。超声提取法利用超声波产生的高速、强烈的空化效应、机械振动等增大物质分子运动频率和速度，加速有效成分进入溶剂，促使提取有效进行。例如游剑等[5-6]采用回流提取法、超声法和微波法等不同提取方法比较栀子苷的提取效果。其次研究料液比、提取温度和提取时间的变化对栀子苷提取率的影响，确定了栀子苷的回流提取工艺条件。蒲艳春等[7]使用水提取栀子苷，采用高效液相色谱法计算栀子苷的提取率，比较提取次数、提取时间和溶剂用量三个因素的影响大小。栀子苷提取浓缩后得到的浸膏可使用乙酸乙酯和正丁醇进行萃取，然后通过硅胶柱层析、大孔吸附树脂层析等分离纯化[8]。其他的分离纯化方法有铅盐沉淀法、活性炭吸附法等。由于索氏提取器进行化合物的提取具有工艺简单，提取条件容易控制、连续自动回流的优点[9]，适用于多种溶剂，可运用在药物合成与分析、食品加工等领域。本次实验中，首先利用索氏提取器提取栀子中的栀子苷，考察栀子苷的提取工艺参数，其次运用紫外分光光度法对栀子苷的含量进行检测。通过实验既巩固了有机化学实验中索氏提取器的提取操作技巧，又熟悉了仪器分析中紫外分光光度计的使用，提高了各学科内容的综合运用能力。

1 实验目的

掌握栀子中栀子苷的提取方法，熟悉紫外分光光度计的基本操作。了解标准曲线的绘制和不同实验条件对栀子苷提取率的影响。

2 实验材料与方法

2.1 实验材料

栀子果，来源于湖南野生栀子。栀子苷标准品(纯度98%)，北京世纪奥科生物技术有限公司。乙醇等试剂均为市售分析纯，成都科隆化学品有限公司。

2.2 主要仪器

FA2204B型电子分析天平，上海菁海仪器有限公司；调温电热套，北京市永光明医疗仪器有限公司；岛津UV2550紫外分光光度计，日本岛津；SHB-Ⅲ型循环水式多用真空泵，郑州市长城科工贸有限公司；分析天平，上海精密仪器有限公司；索氏提取器。

3 实验方法与结果

3.1 测定波长的选择

取栀子苷标准品适量，加95%乙醇溶解配置成0.01 mg/mL的溶液，以95%乙醇作为空白对照，使用紫外分光光度计在215～260 nm范围测栀子苷标准品的吸光度，绘制该波长范围内的吸收曲线。从图2的吸收曲线中可得，栀子苷标准品溶液在波长为238 nm处有最大吸收。

图2 栀子苷的吸收曲线

3.2 标准曲线的绘制

精密称量栀子苷标准品5.0 mg，加入适量95%乙醇溶解至50 mL容量瓶并且定容至刻度线，分别移取0，0.5，1.0，1.5，2.0，2.5 mL于10 mL容量瓶中，用95%乙醇稀释并定容，以95%乙醇溶液为空白对照，并在最大吸收波长238 nm处测定吸光度，由测得的数据绘制标准曲线，计算得到线性回归方程为y=49.6171x-0.0204，相关系数R2=0.9980(如图3)。栀子苷浓度在(mg/mL)0.005～0.025范围内呈线性关系。

图3 栀子苷标准品的浓度-吸收曲线

3.3 数据处理

根据实验数据计算栀子苷的提取率。栀子苷提取率的计算方法为：

栀子苷提取率%=[C×V1×V2×10-3/(V3×W)〗×100%

C：测定样品的浓度(mg/mL)；V1：样品定容体积(mL)；V2：测定时稀释体积(mL)；V3：测定吸光度用样品体积(mL)；W：称取栀子粉末重量(g)。

3.4 栀子苷最佳提取工艺的考察(单因素实验结果)

3.4.1 料液比对栀子苷提取率的影响

称取栀子苷粉末，每份10g装入滤纸筒内，放入索氏提取器中，安装装置。分别按料液比1∶10，1∶15，1∶20加入95%乙醇溶液，回流提取3次，收集滤液后蒸馏。用95%的乙醇溶解，抽滤后滤液用 95%的乙醇定容至100 mL，测量样品在最大吸收波长处的吸光度，计算栀子苷的提取率，确定合适的料液比(需要对样品进行适当的稀释)。实验结果见表1。

表1 不同料液比对栀子苷提取率的影响

由表1可知为料液比的变化对栀子苷提取率的有一定的影响。当料液比为1∶10时，栀子苷的提取率最高，提取效果充分。当料液比为1∶20时，溶剂乙醇的用量增加，使后续浓缩时间增长，栀子苷的提取率降低。

3.4.2 虹吸次数对栀子苷提取率的影响

称取栀子苷粉末，每份10g装入滤纸筒内，放入索氏提取器中，安装装置。以料液比为1∶10的95%乙醇为提取溶剂，分别虹吸提取3、4、5、6次，收集滤液后蒸馏。用95%的乙醇溶解，抽滤后滤液用95%的乙醇定容至 100 mL，测量样品在最大吸收波长处的吸光度，计算栀子苷的提取率，确定合适的提取时间(需要对样品进行适当的稀释)。实验结果见表2。

表2 虹吸次数对栀子苷提取率的影响

由表2可知虹吸次数的变化对栀子苷提取率的有一定的影响。随着虹吸的次数增加栀子苷的提取率缓慢增长。当索氏提取器虹吸6次时，栀子苷的提取率达到4.90%，但是加热时间过长，栀子中的有效成分容易发生分解，提取液中的不溶物大量附着在容器的内部瓶壁，不易进行后续处理。因此综合考虑提取次数为5次最佳。

3.4.3 乙醇浓度对栀子苷提取率的影响

称取栀子苷粉末，每份10g装入滤纸筒内，放入索氏提取器中，安装装置。在料液比为 1∶10，分别使用浓度95%，80%，70%的乙醇为提取溶液，回流提取5次，收取滤液后蒸馏。用95%乙醇溶解，抽滤后滤液用乙醇定容至 100 mL，测量样品在最大吸收波长处的吸光度，计算栀子苷的提取率，确定合适的提取温度(需要对样品进行适当的稀释)。实验结果见表3。

表3 乙醇浓度对栀子苷提取率的影响

由表3可知当乙醇浓度为80%时，栀子苷的提取率为4.52%。当乙醇的浓度较小时，栀子中的栀子苷不能被充分溶解有效提取。

4 结论和展望

栀子果实的药用价值较高，有广阔的应用前景[10]。栀子苷的提取实验通过单因素实验方法考察了提取工艺参数，利用紫外分光光度法对提取液中的栀子苷含量进行检测，得到最优实验条件是料液比为1∶10，提取5次，乙醇浓度为80%，栀子苷的提取率可达到4.52%。采用价廉易得的乙醇为提取溶剂，方便经济，适合于实际的应用，为今后栀子类植物资源的开发提供了基础依据。在实验过程中引导同学们自主查找文献、设计提取方案，理论知识和实践应用相结合，有利于综合能力的提升。