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榅桲子总黄酮提取工艺研究*

2011-12-08哈及尼沙地力夏提艾比布拉美丽万阿不都热依木阿吉艾克拜尔艾萨

医药导报 2011年7期
关键词:黄酮乙醇浓度

哈及尼沙,地力夏提·艾比布拉,美丽万·阿不都热依木,阿吉艾克拜尔·艾萨

(1.中国科学院新疆理化技术研究所,乌鲁木齐 830011;2.中国科学院研究生院,北京 100049;3.新疆医科大学药学院,乌鲁木齐 830054)

榅桲(Cydonia Oblonga)是维吾尔医常用的具有浓郁的地方民族色彩的传统维药。榅桲子有强化皮肤保湿力,光滑皮肤,退烧,止咳,降低干躁等作用[1-4],在维吾尔医中常用主治干热性或胆液质性疾病,如:发热舌燥、伤寒、肺结核、咳嗽、感冒、肠疡腹泻等[5]。据文献报道[6-8],榅桲子含有黄酮类及酚类成分,具有抗氧化、抗菌、抗炎、抗溃疡和抗肿瘤等活性。目前笔者还未见该药材总黄酮含量测定及提取工艺研究的报道。为了该药材的进一步研究,在参考《中华人民共和国药典》及文献中总黄酮测定方法的基础上[9],采用乙醇提取,紫外可见分光光度法首次测定维药榅桲子中总黄酮含量,得到最佳提取工艺条件。

1 仪器与试药

1.1 仪器 电子天平(北京赛多利天平有限公司),UV-2550型紫外可见分光光度计(日本岛津公司),XMT-DA型电子恒温水浴锅(余姚市亚星仪器仪表有限公司)。

1.2 试药 芦丁化学对照品(中国药品生物制品检定所,批号:100080-200707,纯度:92.5%),亚硝酸钠(天津市福晨化学试剂厂),氢氧化钠(天津市红岩化学试剂厂),硝酸铝(天津市福晨化学试剂厂),无水乙醇(天津市红岩化学试剂厂)等试剂均为分析纯。

榅桲于2009年10月采自新疆克拉玛依州上阿图什乡,榅桲子从该新鲜成熟榅桲果实中分离、室温下干燥。将干燥种子粉碎,过筛孔内径(180.0±7.6)μm(80目)筛,得榅桲子粉末。并由新疆维吾尔自治区药品检验所苏莱曼主任药师鉴定为榅桲子。

2 方法与结果

2.1 榅桲子总黄酮的测定

2.1.1 标准曲线的绘制 精密称取芦丁标准品25 mg,加75%乙醇超声完全溶解,定容至100 mL量瓶中,摇匀,制成浓度为0.250 mg·mL-1的标准品溶液。分别精密吸取标准品溶液 0.0,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0,6.0 和7.0 mL置于25 mL量瓶中,各加5%亚硝酸钠0.5 mL,放置6 min后,加8%硝酸铝0.5 mL,放置6 min,再加1 mol·L-1氢氧化钠 5 mL,加水至刻度,摇匀,放置15 min,以不加标准品的溶液作空白,取中等浓度的标准溶液在400~800 nm波长范围进行扫描,在506.5 nm波长处有最大吸收。最大吸收波长处测定各标准溶液的吸光度值,以吸光度(Y)为纵坐标,浓度(X,mg·mL-1)为横坐标,绘制标准曲线。用计算机进行线性回归,得芦丁质量浓度和吸光度的关系为:Y=7.754 5X+0.066 3,r=0.999 7。在吸光度<0.5的范围内,吸光度和浓度保持较好的线性关系。

2.1.2 榅桲子总黄酮含量的测定 称取一定量榅桲子粉末,用适量75%乙醇回流2 h,抽滤后滤液置于50 mL量瓶中,用50%乙醇定容至刻度,摇匀。取此样品液5.0 mL置于25 mL量瓶中,然后按“2.1.1”方法测定提取液的吸光度,通过标准曲线计算得到样品总黄酮的含量。总黄酮含量=榅桲子中总黄酮提取量/榅桲子质量。

2.2 单因素实验及水平考察 将原料榅桲子粉末按1∶10~1∶35(倍)的料液比加入浓度为55% ~95%乙醇溶液,然后在温度30~70℃条件下提取0.5~3 h,1~4次,每次改变其中1个因素,分析该因素对提取量的影响。用单因素实验来确定总黄酮最佳提取条件。

由于各因素之间有相互交叉影响,因此要全面考虑乙醇提取法的工艺参数,采用L9(34)正交设计表安排实验,以总黄酮提取量作为主要考察指标。

2.3 实验与结果

2.3.1 乙醇浓度对提取量的影响 精密称取榅桲子5份,每份5.00 g,分别取体积分数为55%,65%,75%,85%和95%乙醇溶液各100 mL,在60℃水浴中回流提取2 h,趁热过滤,冷却后,按照“2.1.2”方法计算黄酮含量,结果黄酮含量分别为 4.00,10.25,10.50,7.75 和5.75 mg·g-1。实验结果表明:随着乙醇浓度的增加,总黄酮含量降低。低浓度乙醇中水分含量较多,可促进植物在水中的膨胀,提高植物和溶剂的接触面。从实验中也可以看出:乙醇浓度为75%时黄酮含量最高,所以75%乙醇选为最佳乙醇提取浓度。

2.3.2 提取时间对提取量的影响 精确称取榅桲子药材粉末6份,每份5.00 g,在料液比为1∶20的提条件下,加75%乙醇溶液,在60℃水浴中分别回流提取0.5,1.0,1.5,2.0,2.5 和 3.0 h,趁热过滤,冷却后按照“2.1.2”的方法计算黄酮含量,结果黄酮含量分别为6.75,8.00,8.25,9.50,9.75 和8.25 mg·g-1。实验结果表明:当提取时间为2.5 h时,提取效果最好。而当时间继续延长时,总黄酮含量反而降低。这可能是由于提取时间太长,部分乙醇被挥发而导致溶液沸点逐渐增大,从而破坏某些黄酮类化合物。

2.3.3 料液比对提取量的影响 精确称取榅桲子药材粉末6份,每份5.00 g,分别加75%乙醇溶液,料液比(倍)分别为 1∶10,1∶15,1∶20,1∶25,1∶30 和1∶35,在75℃水浴中回流提取2 h,趁热过滤,冷却后,按照“2.1.2”的方法计算黄酮含量,结果黄酮含量分别为 6.25,9.50,5.25,6.50,6.75 和 7.00 mg·g-1。从实验结果可知:料液比1∶15(倍)时总黄酮提取量最高,因此选择料液比1∶15(倍)为最佳提取料液比。

2.3.4 提取温度对提取量的影响 精确称取榅桲子药材粉末7份,每份5.00 g,乙醇浓度为75%,料液比为1∶15,分别在30,40,50,60,70,80 和 90 ℃恒温水浴中回流2 h。趁热过滤,冷却后,按照“2.1.2”方法进行黄酮含量的测定。结果黄酮含量分别为2.25,3.75,5.75,8.25,9.00,5.55 和 7.25 mg·g-1。实验结果表明:70℃时总黄酮含量最大,黄酮在乙醇中的溶解度随着温度的升高而增大,但温度>70℃时发现含量走势不稳定。温度太高有可能破坏黄酮类化合物的结构,可能溶剂挥发率增加而影响黄酮的提取量,所以初步选70℃为最佳提取温度,进一步用正交实验来确定最终提取温度。

2.3.5 提取次数对提取量的影响 精密称取榅桲子药材粉末4份,每份5.00 g,以75%乙醇溶液为提取溶剂、料液比为1∶30下,分别在70℃恒温水浴中回流1,2,3和4次,每次2 h。趁热过滤,冷却后按照“2.1.2”的方法进行黄酮含量的测定,结果黄酮含量分别为1.50,5.75,6.50和6.50mg·g-1。实验结果表明:提取2次以上时总黄酮提取率明显增高,提取3次时总黄酮含量最高与提取4次的总黄酮含量差别不大,为了节约提取时间选择提取3次为最佳的提取次数。

2.4 正交实验设计及结果 榅桲子总黄酮的提取量受到很多因素的影响,根据单因素预实验分析,发现提取温度(A)、提取时间(B)、料液比(C)、乙醇浓度(D)对榅桲子总黄酮的提取量均有影响。由于各因素之间有相互交叉影响,要全面考虑乙醇提取法的工艺参数。通过以上单因素实验,找出最佳单因素,在最佳单因素数据的基础上,采用L9(34)正交设计表安排实验,以总黄酮提取量作为主要考察指标。因素和水平见表1,实验方案及结果见表2,方差分析见表3。

表2 L9(34)正交设计实验的结果Tab.2 Results of L9(34)orthogonal test

表3 4因素方差分析Tab.3 Variance analysis of 4 factors

从表2中的 K1,K2,K3,R 分析得到:乙醇浓度,提取时间,料液比,提取温度4种因素对榅桲子总黄酮提取的影响程度依次为:乙醇浓度 (D)>料液比(C)>提取时间(B)>提取温度(A)。比较各因素的极差R可知,料液比和乙醇浓度的极差较大,说明它们对总黄酮的提取量影响较为显著;而提取时间和提取温度的极差较小,说明对总黄酮提取量的影响较小。总黄酮的提取量随乙醇浓度先升高,而后有所下降,在75%时提取量最高,浓度>75%时提取量下降,可能是由于乙醇浓度过大时,在加热条件下,溶剂挥发从而较多损失的缘故。

由表3可知,料液比和乙醇浓度在置信度95%水平上对提取量影响显著。通过以上综合分析,结合单因素实验和极差分析,确定最佳提取工艺为A2B3C1D2,即提取温度为60℃,提取时间2.5 h,料液比1∶10,乙醇浓度75%,提取3次。

2.5 验证实验 按照正交实验确定的最佳工艺:提取温度为60℃,提取时间2.5 h,料液比1∶10,乙醇浓度75%的条件下,重复3次进行实验,得到的平均提取量为13.60 mg·g-1。3次重复实验的结果之间相差很小,说明该工艺稳定可靠,可作为有机溶剂提取榅桲子的最佳工艺。

3 讨论

根据单因素实验,确定榅桲种子中总黄酮的提取条件为:乙醇浓度75%,提取时间2.5 h,料液比1∶15,提取温度70℃,提取次数3次。各因素之间有相互交叉影响,在单因素实验结果的基础上采用L9(34)正交设计实验,考虑乙醇提取法的工艺参数。正交实验结果显示,影响总黄酮提取量的因素主次顺序为:乙醇浓度>料液比>提取时间>提取温度。确定提取条件为75%乙醇作溶剂,料液比1∶10,温度为60℃,提取3次,每次提取时间2.5 h,得到榅桲子中黄酮类物质总含量为13.60 mg·g-1。根据验证实验,该提取工艺稳定性好,可靠。

本实验采用分光光度法,以芦丁为标准对照品,测定榅桲子中总黄酮含量,选择最佳提取工艺条件。该方法操作简便,成本低,提取效果好,可用于检测榅桲子中黄酮含量,为该药材的进一步系统研究提供了依据。

(志谢:感谢“中国科学院、国家外国专家局创新团队国际合作伙伴计划”项目和国家杰出青年基金项目的资助)

[1] 新疆植物志编辑委员会.新疆植物志:第2卷,第2分册[M].乌鲁木齐:新疆科技卫生出版社,1995:287.

[2] 国家药典委员会.中华人民共和国卫生部药品标准维吾尔药分册[M].乌鲁木齐:新疆科技卫生出版社,1999:105.

[3] 尼米吐拉·艾白都拉,买买提江·马合木提,木塔力甫·艾力.维吾尔医常用药材(维吾尔文)[M].乌鲁木齐:新疆人民卫生出版社,2005:133.

[4] 中国医学百科全书编辑委员会.中国医学百科全书·维吾尔医学[M].上海:上海科学技术出版社,2005:259.

[5] 阿巴拜克热·热合曼.维吾尔医常用生药[M].乌鲁木齐:新疆人民卫生出版社,2004:118.

[6] SILVA B M,ANDRADE P B,VALENTAO P,et al.Quince(Cydonia oblanga Miller)fruit(Pulp,Peel,and seed)and jam:antioxidant activity[J].JAgric Food Chem,2004,52:4405-4712.

[7] SILVA B M,ANDRADE P B,FERRERES F,et al.Composition of quinec Cydonia oblanga Miller seeds:phenolics,organic acids and amino acids[J].J Nat Product Res,2005,19(3):275-281.

[8] ANDREIA PO,JOSE A P,PAULA B A,et al.Cydonia oblonga leaves phenolics[J].J Agric Food Chem,2007,55(19):7926-7930.

[9] 王洪伦,李玉林,索有瑞.白刺种子黄酮类化合物最佳提取工艺研究[J].食品科学,2004,25(7):97-99.

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