微波辅助提取夏枯草中齐墩果酸工艺

任坚忍，余凡，张诗蓓，雷迎，田光辉

（陕西理工学院化学与环境科学学院，陕西汉中 723001）

夏枯草（Spica Prunellae）为唇形目唇形科植物，别名麦穗夏枯草、铁线夏枯草、铁色草等，主要生长于疏林、荒山、田埂及路旁，花期4月～6月，果期7月～10月，夏至即枯。夏枯草具有清火明目、清肝火、降血压、抗病原微生物等作用，是一种常见的中药材。一般是在夏季采取半干燥果穗入药，但在台湾市场多见全草使用。在一般凉茶铺都有卖夏枯草饮料[1－2]。齐墩果酸是五环三萜类化合物，以游离体和配糖体的形式存在于多种植物中。齐墩果酸主要具有护肝降酶、促进肝细胞再生、抗炎、强心、利尿、抗肿瘤等作用，还具有降血糖、降血脂、镇静的作用，是开发治疗肝病和降血糖等药物有效成分[3]。这里采取微波提取技术，其优点是可以大幅度地提高有效成分的提取率，简化提取操作步骤，缩短生产周期，节省溶剂，通过单因素实验，探讨夏枯草中齐墩果酸最佳提取工艺[4－6]，使夏枯草中齐墩果酸提取达到一个较高水平，为夏枯草中齐墩果酸的工业生产以及夏枯草在饮料产业的应用提供一定参考。

1 实验部分

1.1 材料、试剂和仪器

1.1.1 材料

野生夏枯草收集于陕南秦巴山区，漂洗干净，烘干研磨成粉状，避光低温密封备用。

1.1.2 试剂

乙醇、丙酮、甲醇、氯仿、正丁醇、冰醋酸、高氯酸、香草醛（均为国产分析纯，西安试剂厂），齐墩果酸标准品（外购）。水为二次蒸馏水。

1.1.3 仪器

UV－6300PC紫外可见分光光度计：上海美谱达仪器有限公司；UWave－1000型微波萃取仪：上海新仪微波化学科技有限公司；DOB－2003型光电分析天平：重庆试验设备厂；SHB－III循环水式多用真空泵：郑州长城科工贸有限公司；101型电热鼓风干燥箱：北京科伟永兴仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 齐墩果酸标准溶液的配制和标准曲线的绘制

精密称取齐墩果酸标准品10 mg，用无水乙醇溶解并定容到50 mL容量瓶，即得0.2 mg/mL的齐墩果酸标准溶液。准确移取齐墩果酸标准溶液0.5 mL置于5 mL比色管中，显色（加热挥发掉溶剂，加5%香草醛－冰醋酸0.2 mL，高氯酸0.8 mL，后60℃水浴15 min，取出后冰水浴冷却2 min，再加4 mL乙酸乙酯，摇匀），以未加对照品的的试剂空白为参比，于波长300 nm～800 nm间进行扫描，的最大吸收波长为654 nm，见图1，准确移取标准溶液 0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7 mL，显色，在波长654 nm下测定其吸光度A654，绘制其标准曲线，见图2。

图1 夏枯草齐墩果酸光谱吸收Fig.1 Absorption spectrum of Spica Prunellae oleanolic acid

图2 标准曲线Fig.2 Standard curve

1.2.2 夏枯草中齐墩果酸的提取

采用不同乙醇浓度、微波时间、温度、料液比4个因素对夏枯草中齐墩果酸提取率的影响进行单因素考查。结合单因素实验结果设计四因素三水平L9（34）的正交试验如表1，寻求最佳提取工艺条件。

表1 正交试验因素表Table 1 Factor level of orthogonal design

2 结果与讨论

2.1 单因素实验

2.1.1 溶剂的影响

分别准确称取1.000 g夏枯草粉末，分别在10 mL蒸馏水、无水乙醇、丙酮、甲醇、正丁醇、氯仿溶剂中进行提取中，微波提取90 s，抽滤，再重复提取一次，定容，在波长为654.00 nm处测定不同滤液的吸光值A654，其结果如表2。无水乙醇作为溶剂时，所测吸光度最大，即齐墩果酸提取率最高，选用乙醇作为提取溶剂。

表2 不同溶剂对夏枯草中齐墩果酸提取率的影响Table 2 Effects of different solvents on Spica Prunellae oleanolic acid

2.1.2 微波提取时间的选择

分别准确称取夏枯草粉末1.000 g，加入10mL无水乙醇，依次在微波中提取 30、60、90、120、150 s，抽滤，重复提取一次，定容，在波长654.00 nm处测其吸光度A654，如表3所示微波时间对夏枯草中齐墩果酸提取率的影响曲线，说明微波提取90 s齐墩果酸的提取率最高，提取最佳时间为90 s。

表3 不同超声时间对夏枯草齐墩果酸提取率的影响Table 3 Effects of ultrasonic time on Spica Prunellae oleanolic acid

2.1.3 温度的影响

准确称取夏枯草粉末1.000 g，加入10 mL无水乙醇，分别在不同温度条件下，微波提取90 s，抽滤，重复提取一次，定容于容量瓶中，然后在654.00 nm下测定吸光度A654，结果如表4，表明夏枯草齐墩果酸在30℃至70℃时提取率随温度上升而上升，在70℃时提取率达到最大。

表4 不同温度对夏枯草齐墩果酸提取的影响Table 4 Effects of ultrasonic temperature on Spica Prunellae oleanolic acid

2.1.4 微波功率的选择

分别准确称取夏枯草粉末1.000 g，加入10 mL无水乙醇，依次在不同微波功率下提取90 s，抽滤，重复提取一次，定容，在波长654.00 nm处测其吸光度A654，如表5所示，微波功率为300 W夏枯草齐墩果酸提取率最高，故提取最佳功率为300 W。

表5 不同功率对夏枯草齐墩果酸提取的影响Table 5 Effects of microwave power ature on Spica Prunellae oleanolic acid

2.1.5 最佳料液比的寻找

准确称取夏枯草粉末1.000 g，加入10 mL无水乙醇，分别按 1 ∶5、1 ∶10、1 ∶15、1 ∶20、1 ∶25、1 ∶30（g/mL）比例加入溶剂，微波（300 W，70℃）提取90 s，抽滤，重复提取一次，定容，然后在654.00 nm下测定吸光度A654，结果如表6，表明夏枯草齐墩果酸在料液比1∶5 g/mL～1∶20 g/mL时提取率随溶剂增加而上升，在1∶20 g/mL时提取率达到最大。

表6 不同液料比对夏枯草齐墩果酸提取的影响Table 6 Effects of ultrasonic Liquid-solid ratio on Spica Prunellae oleanolic acid

2.1.6 乙醇浓度的影响

分别准确称取夏枯草粉末1.000 g，分别在20 mL 50%、60%、70%、80%、90%、100%的乙醇溶液中进行提取，微波（300 W，70℃）提取90 s，抽滤，重复提取一次，定容，在波长为654.00 nm处测定不同滤液的吸光值A654，其结果如表7所示，90%乙醇溶液作为提取溶剂时，齐墩果酸提取率最高。

表7 不同乙醇浓度对夏枯草齐墩果酸提取率的影响Table 7 Effects of different Ethanol concentration on Spica Prunellae oleanolic acid

2.2 夏枯草齐墩果酸提取工艺优化

2.2.1 因素与水平设计

将微波时间、温度、乙醇浓度、料液比4个因素各取3个水平，结合单因素实验结果设计的L9（34）正交试验安排实验，正交实验结果如表8所示。

经极差分析可知，夏枯草齐墩果酸提取工艺的影响因素次序大小是C＞D＞B＞A，夏枯草齐墩果酸提取最佳工艺为C2D2B2A2，即微波时间为120 s，料液比为1∶20 g/mL，溶剂为90%的乙醇溶液，温度为70℃，提取率比普通浸取高出将近一倍（普通浸取24 h提取率为 6.894 mg/g）。

表8 正交试验方案和结果Table 8 Orthogonal experimental program and results

3 结论

夏枯草齐墩果酸在提取过程中用90%乙醇溶液作溶剂提取效果较好，对环境友好，价廉易得，且溶剂能回收循环利用。温度、料液比、微波提取时间对夏枯草齐墩果酸提取率影响较大，夏枯草齐墩果酸的提取温度不宜太高，应在60℃～70℃下为宜，夏枯草齐墩果酸提取过程中微波功率在300 W，料液比设定在 1∶20 g/mL，时间为90 s就能达到较好的提取效果，提取周期较短，且提取率达到13.276 mg/g，是一种绿色环保、节能经济的提取过程。夏枯草是一种有开发价值的天然药材，在保健饮品开发方面具有非常大的开发应用空间，其具体的应用还需要进一步探究。

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[1]付晓瑞,李继昌,张明智.夏枯草近代研究进展概述[J].中医研究,2005,18(6):60－61

[2]Silke Nolkemper,Jurgen Keichling,Florian C Stintzing,et al.Antiviral effect of aqueous extracts from species of lamiaceae family against herpes simplex virus type 1 and type 2 in vitro[J].Planta Med,2006,72:1378－1382

[3]曹艳萍,杨秀利,薛成虎.红枣中齐墩果酸提取工艺的研究[J].食品科学,2007,28(10):165－167

[4]吕佳飞,李文飞,冯伟,等.微波辅助提取石榴皮中齐墩果酸的工艺研究[J].食品与发酵科技,2010,46(2):41－43,50

[5]雷迎,王黎涛,蒋翔,等.秦巴山区野生藿香花中挥发油的研究[J].江苏农业科学,2010(6):432－434

[6]刘存芳.秦巴山区5种花挥发性物质抗氧化和抗菌活性研究[J].中国实验方剂学杂志,2011,17(3):103－107