大葱黄酮的提取工艺及胶囊制备工艺研究

李 肖，周天天 ，蔡 依，郑吴殷晓 ，盛 芬，阮金兰

（1.武昌理工学院生命科学院，湖北省生物多肽糖尿病药物工程技术研究中心，湖北武汉 430223；2.武汉工程大学化工与制药学院，湖北武汉 430073）

0 引言

大葱（Allium fistulosum L.），为百合科葱属植物，是一种很常见的作物，既是烹调中的重要香料调味品，又可作为蔬菜供人们食用，在中国烹饪美食中具有重要的位置，而且在亚洲其他国家和地区的饮食中，也是一种不可或缺的调味食材，其食法多样、营养丰富，既可生食，也能爆炒加工后食用。大葱不仅具有较高的食用价值，还具有较高的食疗作用。大葱的主要成分有蛋白质、维生素、食物纤维、糖，以及铁、磷、镁等微量元素[1]，常作为保健食材被广泛食用。中医认为，葱性温味辛，具有散寒健胃、祛痰、杀菌、利肺通阳、发汗解表、通乳止血、定痛疗伤等功效。大量研究表明，大葱的醇提物具有抗氧化性、抗菌、降血脂、抗癌、抗肥胖、壮阳等多种作用[2-5]。但是大葱对人体具有强烈的刺激性气味，直接食用很难接受，这极大地限制了其进一步的应用价值。许多研究表明大葱的黄酮成分具有降脂作用，随着人们生活水平日益提高，高血脂和肥胖疾病已经严重威胁着人们的健康，因此制备一种黄酮胶囊，既可拓展大葱的药用价值，又可为高脂患者提供新的选择，同时也将适当掩蔽大葱直接应用时存在的刺激性气味。由此可见，制备大葱黄酮胶囊具有显著意义。试验对大葱提取进行工艺优化，为大葱胶囊制剂制备工艺升级提供参考。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

1.1.1 材料与试剂

大葱，购买于武商量贩超市，经课题组鉴定为大葱（Allium fistulosum L.），将大葱洗净切去葱叶和根须，只留葱白，切段后于60℃下烘干至恒质量，打粉过40目筛备用；芦丁标准品，上海华振科技有限公司提供；无水乙醇、亚硝酸钠、硝酸铝、氢氧化钠，以上均为分析纯；淀粉、糊精均为试剂级，国药集团化学试剂有限公司提供；3号硬胶囊壳（普鲁兰植物胶囊壳）。

1.1.2 试验仪器

UV-1800型紫外分光光度仪，上海仪电分析有限公司产品；真空干燥箱，上海精宏实验设备有限公司产品；旋转蒸发仪、鼓风干燥机、水浴锅，巩义市予华仪器有限责任公司产品；布氏漏斗、普通漏斗、冷凝管、圆底烧瓶（1 L，10 L）、40目筛、200目筛、3号胶囊灌药模具。

1.2 试验方法

1.2.1 总黄酮含量测定

（1）芦丁标准曲线的绘制。准确称取经60℃烘干的芦丁对照品10 mg，用60%乙醇溶解定容至10 mL，芦丁溶液质量浓度为0.1 mg/mL，为母液。精密量取母液0，2.5，5.0，7.0，10.0，12.5 mL，分别置于25 mL容量瓶中，加入60%乙醇使之成12.5 mL，精密加5%亚硝酸钠溶液0.75 mL，摇匀，放置5 min，再加10%硝酸铝0.75 mL，摇匀，放置6 min，加4%氢氧化钠10 mL，加入60%乙醇定容至25 mL，于波长510 nm处测量吸光度，60%乙醇作空白对照，绘制标准曲线。

芦丁标准曲线见图1。

（2）大葱提取物总黄酮含量测定。准确称取大葱粉末5 g，将用乙醇回流提取的醇溶液经旋转蒸发仪回收乙醇后，加入纯化水，冷藏过夜沉降去杂，抽滤去杂后经纯化水定容至50ml，摇匀，取1 mL，按1.2.1（1）中标准溶液的配制方法配制，于波长510 nm处测吸光度，经芦丁标准曲线可得总黄酮浓度C。总黄酮含量计算公式如下：

式中：C——标准曲线得到的总黄酮浓度；

m——起始大葱粉末质量。

1.2.2 大葱提取物浸膏得率测定

准确称取大葱粉末5 g，将用乙醇回流提取的醇溶液经旋转蒸发仪回收乙醇后，加入纯化水，冷藏过夜沉降去杂，抽滤去杂后经纯化水定容至50 mL，取5 mL于事先已烘干至恒质量玻璃皿中，放入105℃鼓风干燥机中，烘干至恒质量。

大葱提取物浸膏得率计算公式如下：

式中：m1——干燥后质量，g；

m——起始大葱粉末质量，g。

1.2.3 大葱提取物的最佳工艺

（1）单因素试验。①不同料液比对浸膏得率及总黄酮含量的影响。准确称取大葱粉末5 g，分别按料液比为1∶1，1∶5，1∶10，1∶20，1∶30在 80℃下用60%乙醇回流提取2 h，按公式（1） 和（2） 方式计算总黄酮含量及提取率。②不同乙醇体积分数对浸膏得率及总黄酮含量的影响。准确称取大葱粉末5 g，分别用乙醇体积分数为30%，45%，60%，75%，90%在80℃下，以料液比为1∶10的比例回流提取2 h，按公式（1） 和（2） 方式计算总黄酮含量及提取率。③不同回流时间对浸膏得率及总黄酮含量的影响。准确称取大葱粉末5 g，在80℃下用60%乙醇分别回流提取1.0，1.5，2.0，2.5，3.0 h，按公式（1）和（2） 计算总黄酮含量及提取率。

（2）正交试验设计。考查料液比、乙醇体积分数和提取时间对提取工艺的影响，采用L9（34）正交试验对这3个因素进行考查。

正交试验因素与水平设计见表1。

表1 正交试验因素与水平设计

1.2.4 大葱提取物硬胶囊的制备

经过前期的研究工作，用最佳的大葱提取物制备工艺制得大葱提取物，以便进一步深入研究与产品开发将其制成硬胶囊制剂。

（1） 辅料筛选。①辅料的用量，选用3号胶囊，每颗装提取物粉末0.2 g，制粒100粒，总共需要提取物粉末20 g，按每颗胶囊含总黄酮5 mg计算，需要总黄酮500 mg，最优提取方案提取总黄酮平均含量1.47 mg/g，则需要大葱粉末354.5 g，最优提取方案平均提取率为4.57%，共需提取物16.2 g，需要辅料3.8 g。②胶囊内容物的配制，选用淀粉和糊精2种常用辅料，设计3种不同处方（见表2），按表2中规定的量称取提取干燥后粉末和辅料，混合均匀，过40目筛后过200目筛除去细粉，放置于真空干燥箱中烘干至恒质量。③不同处方胶囊内容物的吸湿百分率，将已烘干至恒质量的玻璃皿中精密称取5 g药粉，平铺均匀，放置于相对湿度为75%的干燥器内，于20℃恒温下，分别于12，24，48，72 h称质量，按下列公式计算吸湿百分率。

胶囊内容物处方见表2。

表2 胶囊内容物处方

式中：m1——每个时间点质量，g；

m0——药物初始质量，g。

（2）制粒及干燥。试验以颗粒成型性和粉末量为评价指标，对湿润剂乙醇体积分数进行考查。在最佳处方的药粉中加入适当体积分数乙醇拌匀，在60℃中真空干燥过夜，整粒过40目筛除去细粉，即可。

（3）休止角的测定。采用固定漏斗法进行测定，将漏斗放置于距离桌面高度为H的上方，缓慢将颗粒倒入漏斗中，一直到药粉颗粒堆积到漏斗的下口为止，药粉堆积成圆锥体，记录圆锥体底部直径为2R，由tanα=H/R求得。试验3次，求平均值。

（4）胶囊制备。采用3号胶囊装入胶囊内容物。

（5）大葱黄酮胶囊质量研究。①装量差异，取大葱黄酮胶囊12粒，精密称其质量后，仔细倾出内容物，拭净胶囊壳，再精密称其胶囊内容物质量，计算每粒胶囊内容物的装量和平均装量。将每粒的装量与平均装量相比较，装量差异限度不多于2粒。②溶出度，以水为溶出介质测定大葱黄酮胶囊的溶出度，测定6颗胶囊溶出度，并计算平均值。20 min内应全部溶出。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 不同料液比对浸膏得率及总黄酮含量的影响

不同料液比对浸膏得率及总黄酮含量的影响见图2。

由图2可知，在其他条件不变的情况下，总黄酮含量及浸膏得率随着料液比增大而增大，在料液比1∶1～1∶10增加明显，料液比大于1∶10时呈缓慢增长趋势，也就是在料液比大于1∶10时，再增加乙醇用量对黄酮含量和浸膏得率没有特别大的优势。出于节约成本、绿化环保的原则，因此选择料液比1∶10，1∶20，1∶30进行正交试验。

2.1.2 不同乙醇体积分数对浸膏得率及总黄酮含量的影响

不同乙醇体积分数对浸膏得率及总黄酮含量的影响见图3。

由图3可知，在其他条件不变的情况下，总黄酮含量及浸膏得率呈先上升后下降的趋势，当乙醇体积分数为75%时乙醇总黄酮含量最高，此后随着乙醇体积分数升高，总黄酮含量和浸膏得率呈下降趋势，其中75%体积分数乙醇黄酮含量和浸膏得率明显高于其他试验组。因此选择乙醇体积分数为70%，80%，90%进行正交试验。

2.1.3 不同回流提取时间对浸膏得率及总黄酮含量的影响

不同回流提取时间对浸膏得率及总黄酮含量的影响见图4。

由图4可知，在其他条件不变的情况下，总黄酮含量及浸膏得率随着回流提取时间延长而增大，在回流时间小于2 h的情况下，黄酮含量和浸膏得率均相对较低，高于2 h的回流提取时间黄酮含量和浸膏得率都相对较高，由图可以看出在2 h之后，虽然显示回流提取时间越长，黄酮含量和浸膏得率越高，但是其增长趋势趋于平稳，出于节约时间和能源的原则，因此选择回流提取时间2，3，4 h进行正交试验。

2.2 正交试验结果与方差分析

L9（34）正交试验方案及结果见表3。

表3L9（34）正交试验方案及结果

方差分析结果见表4。

表4 方差分析结果

由表4可知，因素A对总黄酮含量和浸膏得率都有显著影响，因此选择该因素最好水平A3；B因素对总黄酮含量和浸膏得率都没有显著影响，本着节约溶剂的原则，综合直观分析结果选择水平B2；C因素对总黄酮含量和浸膏得率都没有显著影响，本着节省时间的原则，综合直观分析结果选择水平C3。综合考虑各种影响因素，选择最佳提取工艺为A2B1C3。

2.3 稳定性试验

为进一步考查确定的最佳回流提取条件，取3份大葱粉末按上述回流提取法提取大葱总黄酮的最佳工艺条件（料液比1∶20，乙醇体积分数70%，回流提取4 h） 进行稳定性试验，按公式（1） 和（2） 计算总黄酮含量及浸膏得率。

稳定性试验结果见表5。

表5 稳定性试验结果

2.4 大葱降脂硬胶囊的制备结果

2.4.1 辅料筛选结果

不同处方药粉的吸湿百分率见表6，不同处方的吸湿百分率见图5。

表6 不同处方药粉的吸湿率/%

由表6和图5可知，与其他处方相比，处方4的吸湿率在各个时间点都相对较低，因此选用处方4的辅料添加处方，即选用淀粉和糊精，可以有效降低药粉的吸湿性。

2.4.2 润湿剂乙醇筛选结果

不同乙醇体积分数对制粒的影响见表7。

表7 不同乙醇体积分数对制粒的影响

由表7可知，90%乙醇作为最佳润湿剂效果较好，药粉颗粒易成型，且细粉较少。因此选用90%乙醇作为最佳润湿剂。

2.4.3 休止角测定结果

休止角的测定见表8。

表8 休止角的测定

由表8可知，胶囊内容颗粒休止角约为56.58°，表面此药粉颗粒流动性好，易于分装。

2.4.4 大葱黄酮胶囊质量研究结果

（1） 装量性差异。

装量性差异结果见表6。

表6 装量性差异结果

由表6可知，装量差异很小，基本合格。

（2） 溶出度测定。采取3组试验，每组随机挑选6颗胶囊测定溶出度，结果表明，18颗胶囊在人工胃液中均在20 min内全部溶出，表明大葱黄酮胶囊溶出度较好。

3 结论

经过试验研究确定了回流提取制备大葱提取物的最佳提取工艺，对大葱提取物进行干燥、添加辅料、制剂成型的工艺进行了研究，最终建立了大葱黄酮胶囊制备工艺。

提取工艺的研究中进行单因素试验发现料液比、乙醇体积分数和提取时间对回流提取黄酮的含量和浸膏得率都有较大影响。以这3个影响因素进行三因素三水平的正交试验确定的最佳提取工艺为料液比1∶20，乙醇体积分数70%，回流提取时间4 h。在此最佳工艺条件下，黄酮含量为1.494 mg/g，浸膏得率为4.70%。按照最佳提取工艺大量提取，用纯化水除杂后，回收乙醇，在真空干燥箱中干燥至恒质量，称取16.2 g干燥大葱粉末，添加淀粉4.9 g，糊精4.9 g，混匀，用90%乙醇作为润湿剂进行湿法制粒，于60℃下真空干燥后制粒，过40目筛和200目筛除去细粉，湿度低于60%环境下将药粉颗粒装入3号胶囊，制粒100粒，即为大葱黄酮胶囊。