昆布颗粒提取及制备工艺研究
2022-08-08张怡评施丽君胡贤陈张红红邱远望
张怡评 ,施丽君,胡贤陈,张红红,杨 婷,方 华 ,洪 专 ,邱远望*
(1. 自然资源部第三海洋研究所 海洋生物资源开发利用工程技术创新中心,福建 厦门 361005;2. 福建中益制药有限公司,福建 泉州 362712)
昆布(Laminariae Thallus)为海带科植物海带(Laminaria japonicaAresch.)或翅藻科植物昆布(Ecklonia kuromeOkam.)的干燥叶状体,具有软坚散结、利水消肿等功效,始载于汉末的《名医别录》[1]。《嘉佑本草》记载昆布能“去瘦行水,下气化痰”,临床常用于防治瘿瘤、瘰疬、痞块等症,应用前景广阔[2-3]。现代药理研究表明,昆布具有降血脂、降血糖、抗肿瘤等功效[4-5]。目前,已有关于昆布中活性成分的提取工艺见诸报道,大多以多糖、多酚的得率为指标进行试验设计,均采用分光光度法检测多糖或多酚类成分,专属性及准确性较差[6-8]。研究发现,昆布中岩藻黄质具有减肥、降血糖、降血脂、抗氧化等多种生物活性[9-13]。本研究以岩藻黄质得率为指标,建立昆布乙醇提取工艺,并进行配方颗粒制剂工艺研究,为昆布药材及相关制剂的开发提供参考。
1 仪器与材料
1.1 仪器
LC-1260高效液相色谱仪(美国安捷伦科技有限公司);KQ500E超声波提取器(昆山市超声仪器有限公司);纯水机(美国Millpore公司);SQP电子天平(德国赛多利斯公司)。
1.2 试药
昆布购自福建远扬藻业有限公司,经福建中医药大学黄鸣清教授鉴定为海带科海带(Laminaria japonicaAresch.);岩藻黄质(中国国家标准样品管理委员会,批号:GSB11-3291-2016);乙醇(分析纯,西陇化学试剂有限公司);甲醇(色谱纯,默克化工技术有限公司);超纯水(Millpore纯水机组制备)。
2 方法与结果
2.1 溶液制备
2.1.1 对照品溶液制备 取岩藻黄质对照品10 mg,精密称定,置于10 ml量瓶中,加甲醇溶解并稀释至刻度,即得1 mg/ml的对照品储备液。
2.1.2 颗粒供试品溶液制备 取昆布颗粒0.3 g,精密称定,置50 ml锥形瓶中,加95 %乙醇10 ml,超声处理10 min,滤过,滤液定容至10 ml,即得。
2.2 岩藻黄质检测
采用高效液相色谱法检测岩藻黄质含量。色谱条件:参考文献[14]方法,色谱柱:Thermo Hypersil ODS C18(4.6 mm×250 mm,5 μm);流动相:甲醇-水(92:8);检测波长为450 nm;进样量10 μl。理论板数按岩藻黄质峰计算应不低于5000。
2.3 昆布浸膏提取工艺研究
2.3.1 乙醇浓度的选择 精密称取海带5 g,共5份,固定液料比为10:1,分别加入60 %,70 %,80 %,90 %乙醇溶液及无水乙醇,超声提取10 min,过滤,检测[14],考察不同浓度乙醇溶液对昆布中岩藻黄质提取率的影响,结果见图1。
图1 不同浓度乙醇溶液对提取率的影响
由图1可见,岩藻黄质的提取率随乙醇浓度的升高先升高再下降,当乙醇浓度为90 %时,岩藻黄质提取率最高,因此选择90 %乙醇为提取溶剂。
2.3.2 超声提取时间的选择 精密称取海带5 g,共5份,固定液料比为10:1,分别超声提取5,10,20,30,60 min,过滤,检测,考察不同超声提取时间对岩藻黄质提取率的影响,结果见图2。
图2 超声提取时间对提取率的影响
由图2可见,随超声提取时间的延长,岩藻黄质提取率先上升后下降。5~10 min内,随超声时间延长,岩藻黄质的提取率增大,约10 min时提取率达最大,但因岩藻黄质对光和热的稳定性较差,随超声时间的延长,部分岩藻黄质会被氧化降解,因此选择超声提取时间为10 min。
2.3.3 液料比的选择 精密称取海带5 g,共5份,分别加入6,8,10,12,14倍90 %乙醇超声提取10 min,过滤,检测,考察不同液料比对岩藻黄质提取率的影响,见图3。
图3 不同液料比对提取率的影响
由图3可见,随液料比增大,岩藻黄质提取率逐渐增大,当液料比增加至10以上,岩藻黄提取率基本不再增加,因此选择液料比为10:1。
2.3.4 提取次数的选择 精密称取海带5 g,加入10倍量90 %乙醇溶液,超声提取10 min,过滤,检测,同法提取2,3次后分别检测,考察不同提取次数对岩藻黄质提取率的影响,结果见图4。
图4 提取次数对提取率的影响
由图4可得,第二、三次提取的岩藻黄质与第一次相比显著减少。因昆布属低值原料,其原料成本在提取过程的占比较小,因此考虑成本等问题,选择提取一次。
综上,确定昆布颗粒提取工艺为:以90 %乙醇为溶剂,液料比为10:1,超声提取10 min。
2.4 昆布干膏粉的制备
按2.3项确定的最佳提取工艺,对10 kg海带分次超声提取,合并提取液,浓缩至稠膏后于60 ℃下减压干燥至干,粉碎即得昆布干膏粉。
2.5 昆布颗粒制备
2.5.1 辅料筛选 醇提取后浸膏由于黏度较大,需使用较多稀释剂。对中药颗粒常用的两种稀释剂(微晶纤维素和糊精)进行筛选。将昆布干膏粉与糊精、微晶纤维素分别按1:9混合,选用90 %乙醇作为润湿剂,充分混合后,挤压过筛制粒,60 ℃干燥。以颗粒的成型率和溶化性为评价标准,对处方中辅料的种类及比例进行优化。结果发现,以微晶纤维素为辅料时,昆布颗粒的成型率较好,为90 %;以糊精为辅料时,昆布颗粒成型率较低,仅为75 %,但糊精为辅料时溶化性较好。综合分析,最终确定按昆布干膏:糊精:微晶纤维素=1:7:2的比例混合,成型率为85 %,且溶化性较好。
2.5.2 润湿剂浓度的选择 按处方比例分别称取昆布干膏粉和辅料各5份,混合均匀后,喷洒等量的不同浓度(60 %,70 %,80 %,90 %,100 %)乙醇水溶液(10:1),制粒,干燥后检测颗粒的成型率。结果发现,选用80 %乙醇时,颗粒成型率最高,可达89 %,故以80 %乙醇作为润湿剂。
对中药颗粒常用的两种辅料(微晶纤维素和糊精)进行筛选,最终确定的制备工艺为昆布干膏:糊精:微晶纤维素=1:7:2的比例混合后,按照10:1喷洒80%的乙醇作为润湿剂,制软材后通过筛网挤压在该工艺下制备的昆布颗粒成型率高,昆布颗粒的粒度、水分及溶化性等均符合要求。
2.6 昆布颗粒含量检测
取3批样品,按2.1.2项下方法制备供试品溶液,按2.2项色谱条件进样测定。结果表明3批样品中岩藻黄质平均含量为1.16 mg/g,RSD为1.84 %,表明昆布颗粒制备工艺稳定可行,见表1。
表1 3批昆布颗粒样品中岩藻黄质含量测定
3 讨论
岩藻黄质是昆布中特有的一种天然类胡萝卜素,具有多种生物活性,已成为近年的研究热点[2-5]。以昆布的活性单体成分岩藻黄质研制的制剂已有相关研究报道[15-16],但以昆布提取物浸膏为原料制备配方颗粒未见报道。本研究以岩藻黄质为指标性成分建立昆布浸膏提取工艺,并以浸膏为原料,建立昆布颗粒的制备工艺并试制样品。在提取工艺研究中发现,干昆布表皮坚硬,溶剂难以浸入细胞,导致提取效率较低。本研究以泡水后的湿昆布为原料,采用90 %乙醇超声辅助提取10 min,具有提取时间短、得率高的特点,可最大程度地提取出岩藻黄质,避免加热提取对活性成分的破坏。本研究可为昆布药材及其制剂的创新应用提供参考。