响应面优化设计鲜地黄叶中梓醇提取工艺的研究*

王　婷，高明波，许继承，张钰昆，毕丽君，潘　慧

(1 大连民族大学生命科学学院，辽宁　大连　116600；2 卡硼瑞(北京)科技有限公司，北京　102200)



响应面优化设计鲜地黄叶中梓醇提取工艺的研究*

王婷1，高明波1，许继承2，张钰昆1，毕丽君1，潘慧1

(1 大连民族大学生命科学学院，辽宁大连116600；2 卡硼瑞(北京)科技有限公司，北京102200)

为了优化从鲜地黄叶中提取梓醇，在分析单因素影响的基础上，结合响应面优化设计对地黄叶中梓醇的提取工艺进行研究，并以紫外分光光度计测定梓醇含量。结果表明，通过响应面优化设计得出的提取地黄叶中梓醇的最佳工艺条件为乙醇浓度80%，提取温度73 ℃，料液比为1:8，超声时间为45 min。最佳优化参数可行，可提高地黄利用率，有利于开发鲜地黄叶的经济价值。

地黄；梓醇；紫外分光光度计；响应面优化设计

地黄为玄参科草本植物(Rehmannia glutinosa Libosch)，是著名的四大怀药之一。有关研究表明：地黄为环烯醚萜类和苷类化合物组成，其中环烯醚萜类以梓醇为主要成分[1-2]。梓醇有抗癌和降血糖等疗效[3-5]，现国内外对梓醇人工合成未研究成功，主要是从地黄块茎中提取。据吴鹏等[6]的研究表明，地黄叶在临床中有药用效，实验以地黄叶为原材料，采用响应面优化设计梓醇提取工艺。

1　实　验

1.1材料与试剂

材料为鲜地黄叶片；梓醇标准品,购于中国药品生物制品检定所；乙醇(AP)等实验试剂，购于天津市科密欧化学试剂公司。

1.2主要仪器

UV-5200 紫外可见分光光度计，上海精密科学仪器有限公司；S10H Elmasonic 中药超声萃取仪，德国；Kern ABS电子天平，德国；RE52-98旋转蒸发仪，上海亚荣生化仪器厂。

1.3实验方法

1.3.1标准品配制及标准曲线的绘制

称取梓醇标准品3.5 mg，用95%乙醇定容至25 mL，冷藏备用。

分别取配制好的梓醇标准品1 mL、2 mL、3 mL、4 mL、5 mL 定容到25 mL，在210 nm处测量吸光度值。

1.3.2单因素考察

(1)超声时间

分别称取粉碎的地黄叶粉12.5 mg，共5份，分别加入8倍量的95%乙醇100 mL，在85 ℃下分别超声10 min、30 min、20 min、40 min、60 min，静置24 h后抽滤，95%乙醇定容。再分别吸取1 mL定容至25 mL，用紫外分光光度计测定。

(2)乙醇浓度

分别称取地黄粉12.5 mg，共5份，分别加100 mL 55%、65%、75%、85%、95%乙醇，在在85 ℃下超声20 min后续操作同上。

(3)料液比

分别称取地黄粉12.5 mg，共5份，分别加入5、6、7、8、9倍量的95%乙醇，后续操作同上。

(4)超声提取温度

分别称取地黄粉12.5 mg，共5份，分别加入100 mL 95%乙醇，超声20 min，超声温度分别为55 ℃、65 ℃、75 ℃、85 ℃、95 ℃，后续操作同上。

(5)验证单因素实验结果

称取地黄粉12.5 mg，加入8倍量的95%乙醇，于85 ℃超声20 min提取，后静置24 h，第一次抽滤，保存滤液，滤渣加入95%乙醇，重复以上操作两次，合并滤液，减压浓缩定容至100 mL并测定。

1.3.3响应面设计优化梓醇提取工艺

乙醇浓度(A)料液比(B)超声时间(C)和提取温度(D)设为自变量，响应值(W)为梓醇含量。利用Box-Behnken软件对梓醇提取工艺进行优化和设计实验，各因素水平设计见表1。

表1　因素水平设计表Table 1　Factor levels design table

2　结果与讨论

2.1单因素实验结果

单因素实验结果分别如图2～图5所示。根据实验结果，提取条件为：超声20 min，95%乙醇，料液比为1:8，超声温度为85 ℃。

图1　超声提取时间对梓醇提取量的影响Fig.1　Effect of ultrasonic time on the extraction of catalpol

图2　乙醇浓度对梓醇提取量的影响Fig.2　Effect of the ethanol concentration on the extraction of catalpol

图3　料液比对梓醇提取量的影响Fig.3　Effect of solid-liquid ratio on the extraction of catalpol

图4　提取温度对梓醇提取量的影响Fig.4　Effect of extraction temperature on the extraction of catalpol

2.2响应面优化设计方案与结果

实验设计方案及结果见表2，方差分析见表3。

表2　Box-Behnken实验设计方案及结果Table 2　The experimental design of Box-Behnken and results

表3　方差分析表Table 3　Analysis of variance table

根据Box-Benhnken设计原理，对各因子作回归性方差分析，由表3得P=0.0129<0. 05， 说明该模型与实际实验拟合性较好，从表2中选择两个实验因素并交互，其它因素不变对梓醇提取含量进行分析。根据回归方程，分析拟合响应3D曲面趋势，如图6所示。

最佳提取工艺条件为：料液比1:7.25，超声时间44.68 min，乙醇浓度81.15%，提取温度73.30 ℃。将结果优化：料液比1:8，超声时间45 min，乙醇浓度80%，提取温度73 ℃。经3次平行试验结果为梓醇的平均提取量为0.83 mg·g-1。

图5　各因素交互作用对梓醇得率R1影响的相应曲面(3D)及等高曲线Fig.5　The factors interaction on the yield of catalpol R1surface and the corresponding contour

3　结　论

通过验证单因素实验，从鲜地黄叶中提取梓醇含量为0.75 mg·g-1。而响应面设计的最佳提取工艺测定的含量为0.83 mg·g-1。结果表明，响应面优化设计鲜地黄叶中梓醇提取工艺具有可行性和实效性。经查阅相关文献比较，地黄叶中的梓醇比生地黄和熟地黄含量少，但从制药的废弃物叶子中提取，提高了地黄的利用率，有利于开发地黄叶的经济效益，具有环境和经济两方面的实际意义。

[1]刘庆丰.滋阴药地黄中梓醇的制备、鉴定及其药理作用的初步探讨[D].上海:上海第二医科大学,2005.

[2]熊辉,朱军,陈琴华.地黄不同提取工艺中梓醇含量的比较[J].中国医院药学杂志,2015,17(9):17.

[3]蒙雄裕,徐良，李华强，等. 用RP-HPLC法测定天目地黄中梓醇和毛蕊花粒花糖苷的含量[J].药学服务与研究,2015,15(4): 273-276.

[4]魏桂芳,刘雪萍,何希瑞.地黄药理与临床应用[J].陕西中医,2013,34(8):1073-1074.

[5]董炤，陈长勋. 梓醇药理作用的研究进展[J].中成药，2013，35(105)：1047-1051.

[6]陈小婕，曾画艳，张晓娇，等. 紫薯花色苷提取的响应曲面优化及抗氧化作用[J]. 食品科技,2013(09):179-184.

Optimization of Extracting Catalpol from the Leaves of Radix Rehmanniae by Response Surface Design*

WANGTing1,GAOMing-bo1,XUJi-cheng2,ZHANGYu-kun1,BILi-jun1,PANHui1

(1 College of Life Science, Dalian Minzu University, Dalian Liaoning 116600;2 Carborine Technologies Ltd., Beijing 102200, China)

To optimize the catalpol extraction procedure from the leaves of Radix Rehmanniae, the content of catalpol was determined by ultraviolet spectrophotometer. Response surface design was applied to find the optimum parameters based on one-factor experiment. Results showed that the best extraction conditions of catalpol from the leaves of Radix Rehmanniae were as follows: 80% ethanol at 73 ℃ for 45 min with an solid-liquid ratio of 1:8 by response surface design. Conclusion was that the optimized extraction procedure was reliable to improve the utilization rate of Radix Rehmanniae and develop new economic benefits from the leaves of Radix Rehmanniae.

Radix Rehmanniae; catalpol; ultraviolet spectrophotometer; response surface design

大连民族大学2015年大学生创新创业训练计划项目(No.S201512026017)。

王婷(1993-)，女，生物工程专业，主要从事药物开发和应用。

高明波(1974-)，女，博士，副教授，主要从事药用植物研究。

R284.2

A

1001-9677(2016)015-0064-03