正交实验法优化黄芩中总黄酮的提取工艺

牛成伟 蓝建东 王童珍 朱春苗

【摘 要】 目的：优化黄芩中总黄酮的提取工艺。方法：采用正交实验法，通过乙醇回流提取法，以总黄酮得率为评价指标，考察乙醇浓度、料液比、提取时间、提取次数4个提取因素，每个因素设计3个水平进行实验，探讨最佳提取条件。结果：黄芩中总黄酮的最佳提取工艺为以70%乙醇，料液比1∶9，回流提取四次，提取时间为每次3 h。结论：乙醇回流提取法简单可靠，合理可行，可用于黄芩中总黄酮的提取。

【关键词】 黄芩;总黄酮;正交实验;提取工艺

【中图分类号】R94 【文献标志码】 A【文章编号】1007-8517（2019）21-0039-03

The Optimization of Extraction of Total Flavonoids from Scutellaria Baicalensis Georgi by the Orthogonal Experimental Design

NIU Chengwei LAN Jiandong WANG Tongzhen ZHU Chunmiao

Pharmacy College of Jiangsu Food and Pharmaceutical Science College， Huaian 223001， China

Abstract：Objective To optimize the extraction process of total flavonoids from Scutellaria baicalensis Georgi. Method The orthogonal experimental design is used， and the ethanol concentration， the solid to liquid ratio， extraction time， extraction degree have been employed to optimize the system with total flavonoids as the index.  Result The superior extraction technical condition of total flavonoids from Scutellaria baicalensis Georgi was as follows： 9 times of amount of 70% alcohol extracted for 4 times， each time for 3 hour. Conclusion This optimized extraction condition is efficient and stable. It is suitable for extraction of total flavonoids from Scutellaria baicalensis Georgi and can be used for the theoretical basis.

Keywords：Scutellaria Baicalensis Georgi; Orthogonal Experimental Design; Total Flavonoids; Extraction Process

黃芩是唇形科植物黄芩的干燥根，具有清热燥湿、泻火解毒、止血、安胎等功效，主要用于治疗湿热痞满、泻痢、黄疸、肺热咳嗽、高热烦渴、疮毒、胎动不安等症[1]。黄芩中含有的成分为黄酮类、萜类、挥发油等化合物[2-4]，其中主要活性成分为黄酮类化合物。研究显示黄酮类化合物具有抗菌、抗病毒、神经及肝脏保护等作用[5]。基于此，本实验采用正交实验法，以总黄酮得率为考察指标，对黄芩总黄酮的提取工艺进行优化。

1 材料与方法

1.1 药物与试剂 黄芩（淮安广济大药房）;芦丁 98%（南京广润生物制品有限公司）;亚硝酸钠（莱阳市康德化工有限公司）;结晶三氯化铝（天津基准化学试剂有限公司）;氢氧化钠（上海实意化学试剂有限公司）;无水乙醇（莱阳市康德化工有限公司）。

1.2 仪器 子华牌循环水真空泵（巩义市子华仪器有限责任公司）;T6型紫外可见分光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司）;ME203E型分析天平（梅特勒-托利多仪器有限公司）;恒温水浴锅（江苏金坛市金城国胜实验仪器厂）;SY5200-D型超声波清洗机（上海声源超声波仪器设备有限公司）。

2 实验方法

2.1 对照品溶液配制及标准曲线的绘制 精密称定芦丁对照品，用体积分数70%乙醇溶解并定容，得到0.2 mg/mL的芦丁标准溶液。精密吸取0.2 mg/mL浓度的芦丁标准溶液0、0.40、0.80、1.20、1.60、2.00、2.40 mL，分别置于5mL EP管中，各加体积分数70%的乙醇至2.4 mL，加5%的亚硝酸钠0.24 mL，摇匀静置6 min，加10%的硝酸铝溶液0.24 mL，混匀后放置5 min，加1 mol/L的氢氧化钠0.8 mL，再加70%的乙醇0.32 mL，于510 nm波长处测量吸光度。以吸光度（Y）为纵坐标，以芦丁浓度（X）为横坐标，绘制其标准曲线。

2.2 供试品溶液的配制及总黄酮得率的测定 黄芩药材粉碎，精密称取不同重量的黄芩，再按不同的料液比加入一定量的乙醇，在不同的提取时间和提取次数的条件下分别进行加热回流提取，离心，过滤。所得滤液置于250mL容量瓶中，冷却，用相应体积分数的乙醇定容，摇匀，即得样品溶液。按“2.1”项方法操作，加5%的亚硝酸钠0.24 mL，摇匀静置6 min，加10%的硝酸铝溶液0.24 mL，混匀放置5 min，加1mol/L的氢氧化钠0.8 mL，再加70%的乙醇0.32 mL，于510 nm波长处测量吸光度。根据标准曲线，可以求出黄芩提取液中总黄酮的得率。

2.3 正交实验因素水平表 由于黄芩中的主要有效成分是黄酮类化合物，难溶于水而易溶于有机溶剂。根据工艺要求，选择料液比、乙醇浓度、提取次数、提取时间4个主要因素，以总黄酮得率作为指标进行正交试验，因素水平表，见表1。

2.4 验证性实验 称取同一批黄芩粉末3份，按上述正交实验最佳优化工艺条件进行加热回流提取，按“2.2”项方法操作测定黄芩总黄酮的得率。

3 结果

3.1 芦丁的标准曲线 回归处理后得标准曲线方程：Y=0.005X+0.0884，其中相关系数R2=0.9981，表明芦丁浓度在0～200 μg/mL范围内与吸光度值呈现良好的线性关系。如图1所示。

3.2 正交实验 正交实验设计结果和极差分析结果分别见表2和表3。由表3可得，D的极差R最大，其次是B、A、C。极差越大，该因素对得率的影响程度越高。因此，在采用乙醇回流提取法时，以总黄酮的得率为指标，4个因素对总黄酮得率的主次影响顺序为：D>B>A>C，即提取次数>料液比>乙醇浓度>提取时间。从各因素水平看（K值分析），A因素为K2>K3>K1，B因素为K1>K2>K3，C因素为K3>K2>K1，D因素为K3>K2>K1。由上述分析可以确定最佳提取工艺条件为A2B1C3D3，即乙醇浓度70%，料液比为1∶9，提取时间为3 h，提取次数为4次。

3.3 验证性实验 按照得出的最佳提取条件A2B1C3D3，即以70%乙醇，料液比1∶9，回流提取4次，每次3 h进行提取，3次总黄酮得率分别为6.51%、7.19%、6.76%，表明該方法稳定可行，适合黄芩总黄酮的提取。

4 讨论

黄芩中黄酮类物质属于中等极性物质，易溶于有机溶剂，而难溶于水。本实验选用含水乙醇作为提取溶剂，以总黄酮得率为评价指标，采用正交实验法优化黄芩中总黄酮的提取工艺条件，得到70%乙醇，料液比1∶9，回流提取4次，提取时间每次3 h为最佳提取条件。通过验证实验，证明黄芩在最佳提取条件下总黄酮得率高，提取工艺条件稳定可靠。通过分析极差，提取次数对总黄酮含量影响最大，其次分别是料液比、乙醇浓度和提取时间。因此，在实际操作中，要综合考虑工业生产和节约成本。在进行黄芩中总黄酮的提取时，要注意各工艺参数的调控。

黄芩在临床上应用广泛，其提取物保留黄芩的有效成分群，因此作为很多中成药的原料药。除了传统意义上的抗菌、抗病毒等生物活性外，近年来对黄芩抗肿瘤活性的研究也日趋深入[6]。本实验优化黄芩总黄酮的提取工艺，具有很高的开发潜力。

参考文献

[1]国家药典委员会.中华人民共和国药典（一部） [M].北京：中国医药科技出版社， 2015： 301.

[2]王孟华，曲玮，梁敬钰.黄芩的研究进展[J].海峡药学，2013，25（9）：6-13.

[3]Shim S H.A new diterpenoid from aerial parts of Scutellaria barbata[J]. Chem Nat Compd， 2014， 50（2） ： 291-292.

[4]宋双红， 王喆之. 黄芩不同部位挥发油成分分析[J]. 中草药， 2010， 33（8）： 1265-1270.

[5]WANG ZL， WANG S， KUANG Y， et al. A comprehensive review on phytochemistry， pharmacology， and flavonoid biosynthesis of Scutellaria baicalensis[J]. Pharm Biol， 2018， 56（1）：465-484.

[6]Park HS ， Park KI ， Hong GE ， et al. Korean Scutellaria baicalensis Georgi methanol extracts inhibits metastasis via the Forkhead Box M1 activity in hepatocellular carcinoma cells[J]. Journal of ethnopharmacology，2014，155（1）：847-851.

（收稿日期：2019-08-23 编辑：刘 斌）