黄芩中黄芩苷的提取工艺研究

高 鹏,马巧霞,朱金芳,银 秀

0 引言

黄芩(Scutellariabaicalensis)为唇形科植物黄芩的干燥根,属多年生草本植物,主要功效有清热燥湿、消炎抗菌、抗氧化等[1-2]。黄芩苷作为黄芩的主要有效成分,具有抑菌抗炎、镇静、降压、抗变态反应等药理作用,亦被作为黄芩和黄芩制剂的主要质量控制指标成分[3-5]。目前,市销的黄芩苷有30%～98%等不同的规格,根据黄芩苷的纯度可以制成片剂(>70%)、胶囊(>90%)、冲剂(>92%)、针剂(>96%)等不同剂型[6]，应用于不同领域。

目前,报道的黄芩苷的提取方法主要有煎煮法、温浸法、超声法、微波法等[7-9]。在提取工艺研究上,除提取率和纯度外,低成本、环境友好型亦是实际生产中关注的焦点问题。本实验采用煎煮法,一步酸沉,以黄芩苷含量作为考察指标,对影响提取率的工艺参数，如浸泡条件、料液比、提取时间、提取次数进行考察,优化了黄芩苷水提工艺,以期为生产实践提供指导。

1 仪器与试药

黄芩根,产自山东临沂,经新疆农业大学食品科学与药学学院马生军副教授鉴定为黄芩(ScutellariabaicalensisLeorgi)的根;黄芩苷对照品(批号:MVSI-16111113,成都曼思特生物科技有限公司,含量≥98.59%);其他试剂均为分析纯。

T6新世纪紫外可见分光光度计:北京普析通用仪器有限责任公司;W201电热恒温水浴锅:上海申生科技有限公司;AL204-IC电子天平:梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司;DHG-9240A电热恒温鼓风干燥箱:上海精宏实验设备有限公司。

2 方法与结果

2.1 药材预处理 黄芩根药材粉碎,过20目筛后分装于样品袋中,备用。

2.2 黄芩苷提取率的计算 取筛后黄芩根粗粉10 g,以料液比1∶10和1∶5煎煮2次,时间分别为60 min和30 min,过滤,合并两次提取液,用4 mol/L盐酸调pH值至1～2,于80 ℃水浴保温1 h,再静置12 h,过滤,水洗至中性,40 ℃下干燥得黄芩苷粗品[10]。

注:M—黄芩苷粗品质量(g);M0—黄芩根粗粉质量(g)。

2.3 黄芩苷含量测定

2.3.1 检测波长的选择 参照文献[11-12]的方法并加以改进。

精密称取黄芩苷标准品2.1 mg,置10 ml容量瓶中,用50%乙醇溶解,定容,即得黄芩苷对照品储备液(0.207 mg/ml)。吸取储备液625 μl于10 ml量瓶,定容,即得浓度为12.938 μg/ml的黄芩苷待测液。以50%乙醇作为空白对照,用紫外分光光度计在200～800 nm处进行全波长扫描,选取最大吸收波长作为黄芩苷的测定波长。从图1可知,在278 nm处黄芩苷对照品溶液有最大吸收,与唐海燕等[13]报道的结果相一致,故以278 nm作为本试验黄芩苷的测定波长。

图1 黄芩苷全波长扫描

2.3.2 标准曲线的绘制 吸取黄芩苷对照品储备液250、375、625、750、875 μl,分别用50%乙醇定容于10 ml量瓶中,既得浓度分别为 5.175、7.762、12.938、15.525、18.112 μg/ml 的对照品溶液。以50%乙醇溶液作空白对照,于最大吸收波长处测定吸光度。

以浓度C(μg/ml)为横坐标,吸光值A为纵坐标,绘制标准曲线,得黄芩苷对照品的线性回归方程为:y=0.0316x+0.0766,r=0.999,由图2看出,黄芩苷对照品在2.0～20 μg/ml 范围内线性关系良好。

图2 黄芩苷标准曲线

2.3.3 含量测定 精密称取上述黄芩苷粗品50 mg,50%乙醇溶液溶解,定容于50 ml容量瓶中,过滤,取续滤液1 ml，置于50 ml容量瓶,定容[1]。以50%乙醇溶液作为空白对照,于最大吸收波长处测定吸光度值,计算黄芩苷的含量。计算公式为:

注:C为对应的浓度;D为稀释倍数;V为吸取续滤液的体积;m为样品质量。

2.4 黄芩苷提取工艺优化

2.4.1 单因素试验 试验方法参照文献[14]并加以改进。称取黄芩根粗粉每份10 g,采用煎煮法提取,以黄芩苷含量为评价指标,考察浸泡条件(冷水加入、冷水浸泡4 h、沸水加入)、用水量(5+5、10+5、15+10、15+15倍)、提取时间(60+60、60+30、30+30、30+15 min)、提取次数(1、2、3次),初步筛选提取条件,结果见图3。

从图3可以看出,浸泡条件对黄芩苷的含量影响最为明显,料液比和提取时间次之,提取次数的影响最小。初步确定提取条件为:适量黄芩根粗粉加入10倍和5倍量的沸水煎煮2次,时间分别为60 min和30 min。

图3 单因素试验筛选黄芩苷的提取条件

2.4.2 正交试验 在单因素试验基础上,选用L9(34)正交试验进一步对提取工艺中有较大影响的因素:提取用水量(A)、提取时间(B)、浸泡条件(C)进行考察,每个因素设置3个水平,筛选黄芩苷的最佳提取工艺。正交试验因素水平见表1。

表1 因素与水平

黄芩药材粗粉以每份10 g的量,称取9份,按“2.2”、“2.3.3”的方法提取和计算黄芩苷的含量。正交试验和方差分析结果见表2、表3。

根据表2中的正交试验直观分析结果可以看出,不同因素的不同水平对黄芩根中黄芩苷的含量均有一定的影响。

由表3可以得出,因素C(浸泡条件)各水平之间差异有统计学意义(P<0.05),因素A(料液比)、因素B(提取时间)各水平之间差异无统计学意义(P>0.05),即浸泡条件是影响黄芩苷含量的主要因素。

根据实验结果并结合生产实际,确定黄芩根中黄芩苷的最佳提取工艺为:用水量为10+5倍,沸水加入,煎煮2次,时间分别为60 min和30 min。

表2 正交试验结果

表3 方差分析结果

2.5 黄芩苷提取工艺验证试验 按照确定的最佳提取工艺,平行3份进行工艺验证,计算黄芩苷的提取率和含量,结果见表4。结果表明,该提取工艺下所得黄芩苷含量比较稳定,耗资少,节约成本,且黄芩苷含量较高。

表4 工艺验证试验结果

3 讨论

本试验采用煎煮法,以黄芩苷的含量为评价指标,通过单因素试验,发现影响提取效果的主次因素顺序为浸泡条件>料液比>提取时间>提取次数,选取对黄芩苷提取率有较大影响的3个因素(浸泡条件、料液比、提取时间)进行正交试验。通过数据分析,得到最适宜的提取工艺组合为C3A2B3,即加入黄芩药材10+5倍的沸水,煎煮2次,时间分别为60 min和30 min。合并两次提取液,将pH值用稀盐酸调至1～2,80 ℃水浴30 min,静置12 h后过滤,水洗至中性,40 ℃干燥得黄芩苷粗品。该条件下得到的黄芩苷收率可达15.08%,纯度84.58%。与邵红等[14]采用超声法提取黄芩苷的得率16.52%相比,差异并不明显。施春阳等[15]以60%乙醇、1∶18的料液比于60 ℃、32 kHz超声提取2 h,得到黄芩苷提取率11.84%,纯度85%,在得率和纯度相差不大的情况下,此法避免了有机溶剂的使用,更加环保经济。

黄芩本身含有多种酶[16],在温度和湿度适宜的情况下,会使部分黄芩苷水解,影响收率。因此选用沸水加入,能有效抑制酶的活性,防止部分黄芩苷的水解。溶剂用量、提取时间和次数增加到一定程度时,黄芩苷的含量由于杂质的溶出反而会有所下降。本试验确定的水煎煮提取工艺简便、稳定,黄芩苷提取率和纯度较高,且成本低,环境友好,适用于工业化生产,具有良好的实际意义。