双水相体系萃取槐米中芸香甙的研究

王新睿，康玉婷，王雨婷，梁振益

(海南大学材料与化工学院，海南　海口　570228)



双水相体系萃取槐米中芸香甙的研究

王新睿，康玉婷，王雨婷，梁振益

(海南大学材料与化工学院，海南海口570228)

利用双水相萃取技术提取分离槐米中的芸香甙，以异丙醇/硫酸铵为双水相萃取体系，研究异丙醇质量、硫酸铵质量、水质量、槐米质量等因素对萃取效果的影响。结果表明：在异丙醇质量为18 g，硫酸铵质量为11.5 g，水质量为27 g，槐米质量为1 g的萃取条件下，提取率为21.7%，含量为94.8%。该方法可用于槐米中芸香甙的提取分离。

槐米；芸香甙；双水相萃取；双水相体系

槐米广义是为豆科植物槐(Sophora japonica L.)的干燥花蕾及花。中国各地区产，以黄土高原和华北平原为多。夏季花未开放时采收其花蕾，称为“槐米”；花开放时采收，称为“槐花”。采收后除去花序的枝、梗及杂质，及时干燥，生用、炒用或炒炭用。芸香甙(芦丁)是槐米的主要成分，具有降低毛细血管通透性和脆性，促进细胞增生和防止血细胞凝聚，以及抗炎、抗过敏、利尿、解痉、镇咳、降血脂等功效。芸香甙还作为抗氧剂和天然食用黄色素应用于食品工业中。双水相萃取技术(aqueous two-phase extraction，ATPS) 是指亲水性聚合物水溶液在一定条件下可以形成双水相，利用被分离物在两相中分配的不同而分离的技术。双水相萃取技术以其萃取条件温和、分相快速、处理容量大、回收率高、能耗低、萃取原理简便、设备投资费用少、操作简单，且不存在有机溶剂残留问题等优点，在天然药物活性成分的规模化生产方面具有很大的潜力[1-3]。国内外有将双水相体系用于天然活性成分提取分离的研究，但利用其从槐米中萃取芸香甙的研究未见报道。本文采用异丙醇/硫酸铵双水相体系萃取分离槐米中的芸香甙，探讨了异丙醇质量、硫酸铵质量、水质量以及槐米质量对芸香甙在该体系的分配系数K的影响，旨在为槐米资源的开发利用提供基础。

1　实　验

1.1材料与仪器

槐米(购于海南源安隆药品超市连锁有限公司)；芦丁标准品(中国药品生物制品检定所)；TU-1810紫外分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司)；DZF型真空干燥箱(上海精宏实验设备有限公司)。

1.2实验方法

1.2.1原料处理

槐米，放入烘箱 60 ℃烘干至恒重，粉碎过60目筛备用。

1.2.2双水相萃取过程

(1)将异丙醇和硫酸铵配成一定浓度的浓溶液；

(2)在30 ℃下，取一定的槐米粉置于烧杯中，加入一定体积的成相物质浓溶液，用磁力搅拌器萃取一定时间，静置10 min，使其分相；

(3)取样分析上下相中芦丁的含量，根据与标准样品吸光度值的对照计算上下相中芦丁的浓度，计算分配系数K。

K=ρ上/ρ下

式中：ρ上，ρ下——上、下相溶液中总黄酮的质量浓度，mg·L-11.2.3总黄酮含量的测定

标准储备液的制备精确称取干燥至恒重的芦丁标准品5.0 mg置于50 mL的容量瓶中，加入异丙醇溶解并定容配成浓度为0.1 mg/L的芦丁标准溶液。

标准曲线的制作精确量取芦丁标准溶液0.0、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0 mL分别置于10 mL的容量瓶中，加入异丙醇溶液使各体积至5.0 mL，分别加入5%亚硝酸钠溶液0.5 mL，摇匀放置5 min，再分别加入10%硝酸铝溶液0.5 mL，摇匀放置5 min，最后分别加入10.0 mol/L的氢氧化钠溶液3 mL，用异丙醇溶液定容至刻度，摇匀，放置15 min。在510 nm波长测定其吸光度，以吸光度-浓度作图并进行回归，得回归方程为y=0.00831x+0.0006。

1.2.4萃取条件的选择对分配系数的影响

异丙醇的质量、硫酸铵的质量、水的质量和槐米的加入量进行了考察研究，确定萃取条件。

2　结果与讨论

2.1异丙醇质量对分配系数的影响

分配系数K随异丙醇质量的变化关系如图1所示。

图1　分配系数与异丙醇质量的关系

从图1可知，对于同一初始值都相同的条件下，分配系数K和随异丙醇质量的增加而先增大后减小。这是因为初始值相同时，异丙醇的质量增大，分相能力增大，芦丁在异丙醇中的溶解量增大，故分配系数K增大。随着异丙醇质量的进一步增大，高浓度的异丙醇会引起槐米中多糖、蛋白质等大分子物质的沉淀，从而使芦丁产生沉淀，导致分配系数减小。故最佳的异丙醇质量为18 g。

2.2硫酸铵质量对分配系数的影响

分配系数K随硫酸铵质量的变化关系如图2所示。

图2　分配系数与硫酸铵质量的关系

从图2可知，对于同一初始质量的异丙醇，分配系数K都随硫酸铵质量的增大而增大。这是因为异丙醇的初始质量相同时，硫酸铵质量增大，分相能力也就增大，但当硫酸铵质量超过11.5 g后，分相困难，分相时间延长。故硫酸铵的最佳质量为11.5 g[4]。

2.3水的质量对分配系数的影响

图3　分配系数与水的质量的关系

水的变化会使体系的成相行为改变，进而影响两相中的分配。实验结果见图3所示。

从图3可知，对于同一初始质量的异丙醇和硫酸铵的条件下，分配系数K随水的质量的增加而先增大后减小。这是因为初始值相同时，水的质量增大，分相能力也增大，随着水质量的进一步增大，溶于水中的芦丁含量增加从而使芦丁溶于醇中含量相对减少，导致上下相中芦丁的含量反而降低。故确定最佳的水质量为27 g。

2.4槐米质量对分配系数的影响

分配系数K随槐米质量的变化关系如图4所示。

图4　分配系数与槐米质量的关系

由图4可以看出，对于同一初始质量的异丙醇、硫酸铵、水和槐米，分配系数K都随槐米质量的增大而增大。这是因为其他条件初始质量相同时，槐米质量增大，芦丁浓度增大，两相可萃取出芦丁越多，但当槐米质量超过1 g后，异丙醇相达到萃取饱和，K减小。故槐米的最佳质量为1 g。

3　结　论

实验表明利用异丙醇/硫酸铵双水相体系萃取槐米中的芦丁，最大分配系数可达5.75，说明在异丙醇/硫酸铵双水相体系中芦丁大部分被分配在异丙醇相(上相)。另外，通过单因素单水平实验，考察了异丙醇质量、硫酸铵质量、水质量和槐米质量对分配系数的影响，实验结果表明，萃取条件为异丙醇质量分数为18 g，硫酸铵质量为11.5 g，水质量27 g，槐米质量为1 g时，提取率为21.7%，含量为94.8%。

双水相萃取技术[5]是一种新开发的提取分离方法，通过以上研究分析可以看出，与传统的有机溶剂萃取法相比，双水相体系具有分相速度快，使用温度低，易于操作等特点，且所使用的异丙醇及盐类对人体及环境无毒害，萃取率高，溶剂可以循环利用，这不仅可以降低成本，而且有利于环保，为槐米中芦丁分离纯化的一种有效方法。

[1]罗亚东,胡吉卓,杨银月,等.丙酮/(NH4)2SO4双水相体系提取芦丁影响因素研究[J].广西科学院学报,2014, 30(3):185-189.

[2]池汝安,詹斯维,张越非,等.葛根总黄酮在乙醇-无机盐双水相体系中的萃取[J].武汉工程大学学报,2014,36(3):1-7.

[3]陈丛瑾,屈丽娟,陈东.双水相萃取法分离纯化黄酮类化合物的研究进展[J].应用化工,2010,39(10):1587-1596.

[4]陈丽华.东北山樱桃核总黄酮成分双水相萃取条件的优化[J].西北农业科技大学学,2013(10):137-142.

[5]钟玲,张越非,李小菊,等.乙醇/无机盐双水相体系分离纯化黄芪总黄酮的研究[J].中国中药杂志,2012,37(32):3395-3399.

Extraction of the Rutin from Flos Sophorae by Aqueous Two-phase System

WANG Xin-rui， KANG Yu-ting， WANG Yu-ting， LIANG Zhen-yi

(School of Material and Chemical, Hainan University, Hainan Haikou 570228, China)

The isopropanol/ammonium sulfate aqueous two-phase system was used to extract the rutin fromflossophorae. Effects of the mass of isopropanol, mass of ammonium sulfate, mass of water, mass offlossophoraeon the extraction of rutin were studied. The results indicated that the better conditions were obtained as the mass of isopropanol was 18 g, mass of ammonium sulfate was 11.5 g, mass of water was 27 g, mass offlossophoraewas 1 g，extraction yield in the two-phase system was 21.7%, the content was 94.8%. The method is suitable for extraction and separation of rutin from flos japonica.

flossophorae; rutin；ATPE(aqueous two-phase extraction)；aqueoustwo-phase system

王新睿(1996-)，女，2013级应用化学专业学生。

梁振益(1969-)，男，高级工程师，研究方向：天然产物化学与分析。

O69

B

1001-9677(2016)013-0100-02