香蒲雌花序中总黄酮的提取工艺研究*

2022-02-24 11:06:22宗春燕苏学军赵子龙
化学工程师 2022年2期
关键词:香蒲中总乙醇溶液

宗春燕,苏学军,赵子龙

(泰州职业技术学院 药学院,江苏 泰州 225300)

蒲黄系香蒲属植物水烛香蒲、东方香蒲或同属植物的干燥花粉[1]。香蒲属植物为多年生、水生或沼生类草本,雌雄同柱,作为重要的水生经济作物,其遍布十分广泛,在我国各省共有12 种[2]。香蒲的雌雄花序均呈棒状,着生于同一花序轴上,雄花序细小而雌花序粗大。香蒲可用于工矿废水治理,可作造纸原料,能提高土壤肥力,在许多领域均有应用。人们对于香蒲花粉(即蒲黄)的药用价值研究较早,最早可见于《神农本草经》[3],被列为草木上品,具有活血化瘀,止血镇痛,改善微循环,防治冠心病和心肌梗塞,兴奋收缩子宫等多种药理作用[3,4]。关于蒲黄中总黄酮的提取工艺,已有部分学者进行过相关的研究[5-7],报道中均以药店购买的蒲黄药材为原料进行提取试验,而该药材一般是用采集的雄花序加工而成,对于同柱的雌花序中总黄酮的提取研究目前鲜有报道[8]。因此,本实验以泰州地区天德湖公园河道旁成熟的雌花序为原料,采用醇提取法研究香蒲雌花序中总黄酮的提取工艺,以期为该香蒲属植物的进一步开发利用提供依据。

1 实验部分

1.1 材料、试剂及主要仪器

香蒲雌花序(自制 产自泰州);芦丁(HPLC≥98% 上海源叶生物科技有限公司);无水乙醇(AR 国药集团化学试剂有限公司)。

DHG-9140A 型电热恒温鼓风干燥箱(上海精宏实验设备有限公司);HKG-1OOA 型高速粉碎机(姜堰市新康医疗器械有限公司);YP402N 型电子天平(上海佑科仪器仪表有限公司);TG16G 型高速离心机(盐城市凯特实验仪器有限公司);SHZ-DⅢ型循环水真空泵(巩义市予华仪器有限责任公司);TU-1810 型紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司)。

1.2 实验方法

1.2.1 香蒲雌花序中总黄酮的提取 新鲜采摘的水烛香蒲的雌花序自然晾晒,干后捋取雌花序的蒲绒。取适量置于50℃的烘箱中烘干到恒重,并以粉碎机稍加粉碎,过40 目筛。精密称取2.0g 香蒲粉末于150mL 圆底烧瓶中,按实验设计的料液比加入一定浓度的乙醇溶液,浸泡30min,然后在微沸状态下回流提取至设定的时间,再在转速4000r·min-1条件下,离心分离10min,回收上清液,待测。

1.2.2 标准曲线的绘制 芦丁标准品低温烘干后,准确称取13.2mg,加入70%乙醇,超声溶解后移入100mL 棕色容量瓶中,70%乙醇定容,摇匀,配得浓度为132μg·mL-1标准品溶液。精密移取0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0mL 的标准品溶液,分别置于10mL 棕色容量瓶中,在各个容量瓶中依次加入5%的NaNO2溶液0.3mL,摇匀,静置6min,加入10%的Al(NO3)3溶液0.3mL,摇匀,静置6min,再加入20%的NaOH 溶液2.0mL,用30%乙醇溶液定容至刻度,摇匀,室温放置10min 后在最大吸收波长505nm 处测定吸光度。以吸光度A 为纵坐标,浓度c为横坐标,经线性拟合得回归方程为A=0.0150c-0.0291,R2=0.9975。

1.2.3 总黄酮含量的测定 移取1mL 提取液置于10mL 容量瓶中,加入30%的乙醇至5mL,再按1.2.2中方法加入显色剂进行显色反应,测出吸光度值,根据回归方程计算出香蒲雌花序提取液中总黄酮含量,按下式计算提取率。

式中 c:上清液中总黄酮的浓度,μg·mL-1;v:乙醇溶液体积,mL;n:稀释倍数;m:香蒲雌花序粉末的质量,mg。

2 结果与分析

2.1 单因素实验

2.1.1 乙醇浓度对提取率的影响 准确称取2.0g烘干的香蒲雌花序粉末,分别使用浓度为10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%的乙醇溶液浸泡30min,设定料液比为1∶40(g∶mL),在微沸状态下提取1h,结果见图1。

图1 乙醇浓度对提取率的影响Fig.1 Effects of ethanol concentration on extraction rate of corcin

由图1 可知,在10%~40%的乙醇浓度范围内,乙醇浓度越高,雌花序中总黄酮的提取率也越大,当乙醇浓度为40%时,提取率最大,此后再增加乙醇的浓度,提取率反而呈下降趋势。这可能是由于香蒲雌花序中的黄酮类成分与40%的乙醇溶液极性相似,提取时有较多的黄酮溶出,因此,适宜的乙醇浓度选用40%。

2.1.2 回流时间对提取率的影响 准确称取2.0g烘干的香蒲雌花序粉末,选用浓度为40%的乙醇浸泡30min,设定料液比为1∶40(g∶mL),在微沸状态下提取0.5、1.0、1.5、2.0、2.5h,结果见图2。

图2 回流时间对提取率的影响Fig.2 Effects of extraction time on extraction rate of corcin

由图2 可知,提取时间在0.5~1h 之间,香蒲雌花序中总黄酮的提取率在增大,当回流时间超过1h后,总黄酮的提取率开始下降,这说明适当增加回流时间,会使雌花序中的黄酮成分更多的溶出,但一直保持微沸提取,若时间过长,则会影响黄酮成分的稳定性,引发部分黄酮分解,因此,回流时间选择1h 较好。

2.1.3 料液比对提取率的影响 准确称取2.0g 烘干的香蒲雌花序花粉末,选用浓度为40%的乙醇浸泡30min,分别设定料液比为1∶30、1∶40、1∶50、1∶60、1∶70(g∶mL),在微沸状态下提取1h,结果见图3。

图3 料液比对提取率的影响Fig.3 Effects of solid-liquid ratio on extraction rate of corcin

由图3 可见,使用不同的料液比得到的香蒲雌花序总黄酮的提取率相差明显。起初,随着乙醇溶液用量的增加,提取率不断增大,在料液比达到1∶50时,达到最大值。此后,再增加乙醇溶液用量,提取率反而降低。当料液比值较大时,样品粉末与乙醇溶液接触不够充分,影响提取。随着料液比值的减少,植物细胞内外黄酮的浓度差逐渐增大,黄酮的溶出逐步趋于饱和,但溶出的杂质也会同时增多,会造成黄酮的提取率降低[9]。故料液比选择1∶50 为宜。

2.2 正交实验设计与结果

综合单因素试验考察结果,以总黄酮提取得率为评价指标,选取乙醇浓度、料液比、回流时间3 个影响因素进行3 因素3 水平正交设计,结果见表1、2。

表1 因素水平表Tab.1 Factor and level table

由表2 中R 值分析可以看出,香蒲雌花序中总黄酮提取率大小影响顺序为:回流时间>料液比>乙醇浓度,最佳组合为A3B2C2,即最佳工艺条件为乙醇浓度50%、料液比1∶50(g∶mL),回流时间1h。

表2 正交设计实验结果与分析Tab.2 Orthogonal design and experiment results

采用优化后的组合进行3 次验证性实验,总黄酮的提取率分别为3.48%、3.45%、3.42%,平均提取率为3.45%。

3 结论

本实验以香蒲的雌花序为提取原料,采用水浴乙醇浸提法提取其中的总黄酮,并通过单因素试验法及正交实验法考察了乙醇浓度、料液比、回流时间对提取率的影响,得到的最优工艺条件为:乙醇浓度50%,液料比1∶50,回流时间1h,香蒲雌花序中总黄酮的提取率可达3.45%。本研究可为香蒲雌花序总黄酮的提取提供一定的参考依据。

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