老鸦瓣叶中黄酮成份的提取及初步鉴定
2019-08-15余晓雪周龙飞史劲松
余晓雪,苏 畅,周龙飞,史劲松
(江南大学药学院,江苏 无锡 214122)
老鸦瓣(Tulipaedulis( Miq.) Baker)为百合科(Liliaceae)郁金香属(Tulipa)植物,目前主要来源为野生,广泛分布于安徽、河南、江苏、山东等地,春、秋、冬季均可采收[1]。中药光慈菇为其去掉膜质皮和绒毛后的干燥鳞茎,晒干或鲜用,其味甘、辛,性寒,有小毒,具有清热解毒、散结消肿的功效,主治咽喉肿痛、瘰疬结核、瘀滞疼痛、痈疖肿毒、蛇虫咬伤等[2]。近年来研究发现,光慈菇对于乳腺癌的治疗具有显著的效果,临床也有用于辅助治疗咽喉癌、淋巴瘤的报道[3]。由于使用领域不断扩大而适生环境日益减少等多种原因,自然野生药材供求矛盾较为突出[4]。
为缓解野生药材供应问题、促进中药资源的合理利用,近年来,国内外许多学者陆续对中药非药用部位进行了更加深入的药化、药理和临床应用的探索[5]。老鸦瓣在每年的农历初春之际开始长出嫩叶,一般为双片,江苏、安徽等地俗称其为双芽头、双芽子,芽叶凌霜而生,因而又有“霜芽”之称。我国部分地方有采摘食用老鸦瓣嫩叶的习惯。目前在安徽亳州、蒙城等市县,老鸦瓣有一定规模的人工栽培,但以获取花、叶为主。花叶作为老鸦瓣的非药用部位,目前相关研究还不深入,需要明确花叶是否存在特定的药用成分,或进行功能食品开发的价值。
黄酮类化合物是一类广泛分布在植物中天然活性产物,具有极为广泛的生理活性作用,如抗氧化、抗衰老、清除自由基、降血脂、降血压、治疗心脑血管疾病、抗炎、抗菌、抗癌、镇痛、提高免疫、对消化性溃疡的保护作用等药用保健功能,其次在食品,化妆品等行业中具有很高的利用价值。本研究对老鸦瓣嫩叶进行了干燥,初步进行成分分析后,发现其存在较多的黄酮成分,进而研究了黄酮的超声波辅助提取,并通过条件优化得到了最佳提取工艺,为老鸦瓣生物质资源的合理利用和栽培产业的发展提供帮助。
1 材料与方法
1.1 仪器与设备
UV-2100紫外分光光度计(尤尼可上海仪器有限公司);MS104S电子天平(瑞士梅特勒公司);KQ-800KDE超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司);Himac CR22G台式高速冷冻离心机(日本日立公司)等。
1.2 试剂与样品
芦丁对照品购自国药集团化学试剂有限公司(批号20181011);乙醇,亚硝酸钠,硝酸铝,氢氧化钠等均为分析纯;水为蒸馏水。
样品由蒙城县南望槐种植专业合作社提供,经对其DNA中ITS2序列测定,鉴定为老鸦瓣(Tulipaedulis)。
1.3 实验方法
1.3.1 样品处理
新鲜老鸦瓣清洗后80℃漂洗30 s,真空干燥箱60℃将其烘干至水分<5%,再用实验型粉碎机将干燥样品粉碎成末,备用(图1)。
1.3.2 老鸦瓣中黄酮物质的提取及条件优化
取老鸦瓣叶粉末约2 g,精密称定后至三角瓶中,加入一定体积、体积分数浓度的乙醇溶液,在一定功率下进行超声波辅助提取。提取结束后,取上清液5 ml,加无水乙醇稀释至10 ml,离心后取上清0.5 ml,用去离子水定容至2.0 ml作为样品,按后续总黄酮测定方法进行测定,并计算黄酮提取率。按照上述基本实验方法,研究超声波不同设定功率、乙醇不同体积浓度、料液比、提取时间对黄酮提取率的影响。
正交试验优化:根据单因素试验,对超声功率、料液比、超声时间、乙醇体积分数做L9(33)正交试验(见表1)。
表1 正交试验因素和水平表Table1 Orthogonal test factors and levels
1.3.3 黄酮含量的测定
标准品溶液制备:精密称取芦丁标准品14 mg,加60%乙醇加热溶解并定容至50 ml。
芦丁标准曲线的建立:精密移取芦丁标准品溶液0、0.2、0.4、0.8、1.0 ml置具塞比色管中,用去离子水定容至2.0 ml,加入5%亚硝酸钠溶液0.5 ml,摇匀,室温下放置6 min,加入0.5 ml 10%硝酸铝溶液,室温下放置6 min,加入2 ml 1 mol/L NaOH混匀。室温下放置15 min,在波长为500 nm的条件下测定吸光度。
黄酮含量的测定:测定提取物在500 nm下的吸光度值,带入标准曲线的回归线方程,计算提取物黄酮总含量。
1.3.4 老鸦瓣中黄酮物质的HPLC初步鉴定
称取老鸦瓣叶黄酮粗提物粉末50 mg于250 mL三口烧瓶中,加入20 mL甲醇,摇匀,加入20 mL质量分数为25%的HCl溶液,氮气保护,90℃加热回流1 h,冷却至室温后用甲醇洗涤并转移至50 mL容量瓶中,摇匀,用甲醇定容至刻度,即得老鸦瓣叶黄酮粗提物供试品水解反应后的样品溶液。以该样品液进行HPLC检测,计算得老鸦瓣叶黄酮中不同种类黄酮的含量。
2 结果与分析
图1为新鲜的老鸦瓣叶,长度约为12-15 cm,含水率在92%以上,其新鲜芽叶在4℃冰箱可以存储一周,因此需要进行及时处理。老鸦瓣叶清洗后采用80℃热水进行漂洗30 s,然后真空烘干,粉碎后可得到青色细粉(图1)。
2.1 芦丁标准曲线绘制
为测定老鸦瓣叶芽中黄酮含量,以芦丁为标准品,首先进行芦丁标准曲线的测定和绘制(图2),由图中曲线可以回归得到芦丁浓度X(mg/ml)和吸光度Y的关系曲线y=0.3576x-0.0014,其R2=0.9994,说明芦丁浓度和吸光度呈良好线性关系。
图1 新采摘的老鸦瓣叶及其干燥粉碎后的样品Fig.1 Freshly picked corvid leaves and dried crushed samples
图2 芦丁标准曲线图Fig.2 Standard curve of rutin
2.2 超声时间对提取率的影响
在超声功率为80 W的条件下,分别提取30、45、60、75 min,以此研究超声时间对提取率的影响。结果表明,随着超声提取时间增大,老鸦瓣叶粉末中总黄酮的提取率逐步增大,在60 min处获得最高提取率,而后开始下降,因此适宜的超声时间为60 min。
图3 超声时间对提取率的影响Fig.3 Effect of ultrasonic time on extraction rate
2.3 乙醇浓度对提取率的影响
按照基本提取工艺方案,保持其他条件不变,分别以体积分数为50%,60%,70%,80%,90%的乙醇溶液进行黄酮提取,研究乙醇浓度对提取率的影响。由图4可以看出,随着乙醇体积分数的提高,老鸦瓣芽叶中黄酮可达到6%以上的提取率,但当乙醇浓度大于80%时,提取率随之快速下降。推测主要原因为高浓度乙醇的脂溶性上升,极性下降,而黄酮作为多羟基化合物,需要提取溶剂保持一定的极性。同时,高浓度乙醇的提取液色素溶出增多,对总黄酮的检测结果有一定的干扰,因此乙醇体积分数应以60%为宜。
图4 乙醇浓度对提取率的影响Fig.4 Effect of ethanol concentration on extraction yield
2.4 料液比对提取率的影响
以上述优化的参数为基础,即乙醇体积分数60%、提取功率80 W、提取时间为60 min的条件下,考察料液比为1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50对黄酮提取率的影响(图5),图中显示,总黄酮提取率随着料液比的增大先快速增大,但在1∶30之后不再进一步增大,提取率呈现下降趋势。过高的料液比并不能增加黄酮成分的有效提取,而且会造成后续处理的工作量。因此,料液比可以控制在1∶30。
2.5 超声功率对提取率的影响
进一步考察超声功率为60、70、80、90、100 W对提取率的影响。由图6可知,80 W时黄酮的提取率最高,之后迅速下降,推测可能是超声波对部分黄酮类化合物结构造成破坏,或者是促进了黄酮类物质与其他物质的反应。因此选择超声功率为80 W最优。
图5 料液比对提取率的影响Fig.5 Effect of material - liquid ratio on extraction rate
图6 超声功率对提取率的影响Fig.6 Effect of ultrasonic power on extraction rate
2.6 超声提取老鸦瓣叶总黄酮的正交结果
根据单因素试验,对超声功率、料液比、超声时间、乙醇体积分数做L9(33)正交试验,正交结果见表二。由结果分析可知,不同因素对总黄酮提取效果的影响顺序为A>C>B,即乙醇体积分数>提出时间>料液比,老鸦瓣叶最佳提取条件为A2B2C3,即60%乙醇溶液,料液比1∶30,提取时间为60 min,此条件下,黄酮的提取率可以达到6%以上。
2.7 HPLC初步鉴定老鸦瓣中黄酮类物质
选择儿茶素、芦丁、杨梅素、槲皮素、山奈酚、异鼠李素六种黄酮作为对照品,通过HPLC法测定六种黄酮在208nm处的峰面积,计算其含量。分析表明,老鸦瓣黄酮中至少含有芦丁、杨梅素、山奈酚等黄酮成分,其中芦丁含量最高,为35.6 mg/L,其他几种成分含量低,还需要进一步确认。
表2 正交试验结果
图7 混标HPLC测定图Fig.7 HPLC diagram of mixed standard
图8 样品的HPLC测定图Fig.8 HPLC diagram of the sample
标准品浓度(mg/L)儿茶素0.89芦丁35.6杨梅素2.35槲皮素0.87山奈酚4.63异鼠李素0.69
2 结论与讨论
老鸦瓣叶芽中含有6%以上的粗黄酮,具有较高的利用价值。本文研究了老鸦瓣叶
中总黄酮的提取条件,比较了乙醇体积分数、料液比、提取时间、超声功率4个因素对总黄酮提取率的影响,确定最佳提取工艺为60%乙醇溶液、料液比为1∶30,超声功率为80 W,提取60 min;经HPLC初步鉴定,老鸦瓣黄酮类物质主要包括芦丁、杨梅素、山奈酚等种类,可为老鸦瓣叶的生物制资源合理应用提供依据。