艾蒿黄酮的提取工艺及初步纯化研究

I艾蒿黄酮的提取工艺及初步纯化研究摘要：对艾蒿黄酮的提取工艺与纯化方法进行研究。在单因素试验的基础上，通过 L9 (3 4)正交试验，获得最佳提取工艺条件：乙醇浓度 60，提取温度 80，提取时间2h，料液比 1:35，提取得率为 2.24。艾蒿黄酮粗品经脱脂纯化后，产品黄酮 含量达299.45 mg/g，再经萃取，黄酮含量达 318.34mg/g。关键词：艾蒿；黄酮；提取工艺；纯化IIResearches on Extraction Technology and Preliminary Purification of Flavonoids in Artemisia ArgyiAbstract: The paper was about extraction technology and preliminary purification of flavonoids in Artemisia argyi. On the basis of single-factor experiments, the effects of ethanol concentration , extraction time, solid-liquid ratio and extraction temperature on the extraction of flavonoids in Artemisia argyi were discussed by L9(34) orthogonal testThe results showed that the optimum extraction conditions were : ethanol concentration 60%, solid -liquid ratio 1:35, extraction temperature 80，and extraction for 2h. The yidld rate of the crude flavonoids was 2.24%. After degreasing operation, the content of Artemisia argyi flavonoids was 299.45 mg/g，and the content was advanced to 318.34mg/g by chloroform extractionKey words: Artemisia argyi； Flavonoid；Extraction technology ；PurificationIII目 录1 前言 .11.1 植物黄酮概述 .11.2 艾蒿植物及其研究现状 .21.2.1 艾蒿植物及其地理分布 .21.2.2 艾蒿的传统应用 .21.2.3 艾蒿的药理作用 .31.2.3.1 抗菌作用 .31.2.3.2 平喘作用 .41.2.3.3 利胆作用 .41.2.3.4 抑制血小板聚集 .41.2.3.5 止血作用 .51.2.3.6 对胃肠道及子宫的作用 .51.2.3.7 对心血管系统作用 .51.2.3.8 抗过敏作用 .61.2.3.9 其它作用 .62 材料与方法 .62.1 材料与试剂 .62.2 试验方法 .62.2.1 标准曲线的绘制 .62.2.2 艾蒿黄酮的提取工艺与含量的测定 .72.2.3 单因素与正交试验设计 .82.2.4 艾蒿黄酮粗品的初步纯化 .83 结果与分析 .93.1 单因素实验结果 .93.1.1 乙醇浓度对黄酮提取得率的影响 .93.1.2 浸提温度对黄酮提取得率的影响 .93.1.3 料液比对黄酮提取得率的影响 .103.1.4 提取时间对黄酮提取得率的影响 .113.2 正交试验 .113.3 提取次数对黄酮提取得率的影响 .133.4 艾蒿黄酮的初步纯化效果 .133.4.1 艾蒿黄酮的浓缩及干燥 .133.4.2 脱脂效果 .143.4.3 萃取效果 .144 结论与讨论 .15参考文献 .17致谢 .1811 前言1.1 植物黄酮概述黄酮类化合物泛指两个具有酚羟基的苯环（A-与 B-环）通过中央三碳原子相互连结而成的一系列化合物，其基本母核为 2-苯基色原酮。黄酮类化合物结构中常连接有酚羟基、甲氧基、甲基、异戊烯基等官能团。此外，它还常与糖结合成苷。多数科学家认为黄酮的基本骨架是由三个丙二酰辅酶 A 和一个桂皮酰辅酶 A 生物合成而产生的。经同位素标记实验证明了 A 环来自于三个丙二酰辅酶 A，而 B 环则来自于桂皮酰辅酶 A。黄酮类化合物的发现历史十分悠久。早在廿世纪 30 年代初，欧洲一位药物化学家在研究柠檬皮的乙醇提取物时无意中得到一种白色结晶，将其命名为“维生素 P”。动物试验证实：维生素 P 的抗坏血作用胜过维生素 C 的 10 倍。2 年后，这位科学家进一步发现：维生素 P 实际上是一种由黄酮组成的混合物而非单一物质，故后来有人形象化地将维生素 P 更名为柠檬素。据后人研究，柠檬素含多种黄酮，其主要组分为橙皮苷 1。这位最早发现维生素 P 的科学家在 8 年后荣获诺贝尔化学奖。遗憾的是，包括柠檬素在内的黄酮的药用研究却始终未有实质性进展。 黄酮类化合物作为保健产品首次引起国际医药界的注意是在廿世纪八十年代末。法国一家保健食品厂商率先推出具有市场引导作用的黄酮类保健新品“碧萝芷”(Pycnogenol)。它是从法国地中海沿岸地区生长的一种主要树种“滨海松”树皮中提取的一种黄酮混合物。由于碧萝芷能预防和治疗西方国家极为常见的冠心病与心肌梗塞等心血管疾病 2，故上市后销售情况极为红火。在上市 10 年以后，临床医学研究人员不断发现碧萝芷有不少令人感兴趣的新用途，其中包括抗哮喘、防止长期抽烟引起的脑动脉硬化与脑血栓形成以及降血压作用等。据科学家研究，法国生产的碧萝芷含有极其复杂的黄酮成分，其中包括：儿茶素、表倍儿茶素、紫杉素、原花青素及其单体、2 倍体、3 倍体与多倍体混合物。正是这些复杂的黄酮构成碧萝芷多样化药理作用的基础 3。天然黄酮类化合物多以糖苷类形式存在 ，并且由于糖的种类、数量、联接位置及联接方式不同可以组成各种各样黄酮苷类。组成黄酮苷的糖类包括单糖、双糖、三糖和酰化糖。黄酮苷固体为无定形粉末，其余黄酮类化合物多为结晶性固体。黄酮类化合物不同的颜色为天然色素家族添加了更多色彩。这是由于其母核内形成交叉共轭体2系，并通过电子转移、重排，使共轭链延长，因而显现出颜色。黄酮苷一般易溶于水、乙醇、甲醇等极性强的溶剂中；但难溶于或不溶于苯、氯仿等有机溶剂中。糖链越长则水溶度越大。黄酮类化合物因分子中多具有酚羟基，故显酸性。酸性强弱因酚羟基数目、位置而异 4。1.2 艾蒿植物及其研究现状1.2.1 艾蒿植物及其地理分布艾蒿, 是一种多年生草本植物。学名:艾草;属于被子植物门双子叶植物纲菊目菊科蒿属。艾草主要分布于亚洲东部，如朝鲜半岛、日本、蒙古。我国的东北、华北、华东、华南、西南以及陕西及甘肃等均有分布 5。其适应性强，普遍生长于路旁荒野、草地。只要是向阳而排水顺畅的地方都生长，但以湿润肥沃的土壤生长较好。1.2.2 艾蒿的传统应用在民间艾蒿入药。艾叶用作针灸术的“灸” 。所谓针灸其实分成两个部分：“针”就是拿针刺穴道，而“灸”就是拿艾叶点燃之后去熏、烫穴道，穴道受热固然有刺激，但并不是任何纸或草点燃了都能作为“灸”使用。艾草的气味肯定也同时发挥了一定的作用。中国民间用拔火罐的方法治疗风湿病时，以艾蒿作为燃料效果更佳 6。干枯后的株体泡水熏蒸以达消毒止痒，产妇多用艾水洗澡或熏蒸。艾草性味苦、辛、温，入脾、肝、肾。 本草纲目记载：艾以叶入药，性温、味苦、无毒、纯阳之性、通十二经、具回阳、理气血、逐湿寒、止血安胎等功效，亦常用于针灸。故又被称为“医草” ，现在台湾正流行的“药草浴” ，大多就是选用艾草。关于艾叶的性能， 本草载：“艾叶能灸百病。 ”本草从新说：“艾叶苦辛，生温，熟热，纯阳之性，能回垂绝之阳，通十二经，走三阴，理气血，逐寒湿，暖子宫，以之灸火，能透诸经而除百病。 ”说明用艾叶作施灸材料，有通经活络，祛除阴寒，消肿散结，回阳救逆等作用。灸用艾叶，一般以越陈越好，故有“七年之病，求三年之艾”( 孟子 ) 的说法。 全草有调经止血安胎止崩散寒除湿之效。治月经不调经痛腹痛流产子宫出血, 根治风湿性关节炎头风月内风等。因它可削冰令圆，又可炙百病，为医家最常用之药。艾蒿也是一种很好的食材，在中国南方传统食品中，有一种糍粑就是用艾草作为主要原料做成的（参见艾糍） 。即：用清明前后鲜嫩的艾草和糯米粉按一比二的比例和3在一起，包上花生、芝麻及白糖等馅料（部分地区会加上绿豆蓉） ，再将之蒸熟即可。在广东东江流域，当地人在冬季和春季采摘鲜嫩的艾草叶子和芽，作蔬菜食用 7。 艾草与中国人的生活有着密切的关系。艾草具有一种特殊的香味，具有驱蚊虫的功效，每至端午节之际，人们在家门前挂艾草，一来避邪，二来赶走蚊虫。 1.2.3 艾蒿的药理作用1.2.3.1 抗菌作用对细菌的抑制作用 8。艾叶在体外对炭疽杆菌、-溶血链球菌、-溶血链球菌、白喉杆菌、假白喉杆菌、肺类双球菌、金黄色葡萄球菌、柠檬色葡萄球菌、白色葡葡球菌、枯草杆菌等 10 种革兰氏阳性嗜气菌皆有抗菌作用。艾叶油 410（-3）ml/kg（试管法） ，对肺炎双球菌、金黄色葡萄球菌 9、白色葡萄球菌、甲型链球菌、大肠杆菌、伤寒杆菌、副伤寒杆菌、福氏痢疾杆菌等有抑菌作用。以野艾叶、艾条或艾绒烟熏，可用于室内消毒，与苍术或与菖蒲及雄黄或与苍术、雄黄、白芷等混合烟重，对金黄色葡萄球菌、乙型溶血性链球菌、大肠杆菌、变形杆菌、白喉杆菌、伤寒及副伤寒杆菌、绿脓杆菌、枯草杆菌、产碱杆菌以及结核杆菌（人型 H37RV）均有杀灭或抑制作用。艾条烟熏尚能减少烧伤创面的细菌。豚鼠结核经艾灸治疗后，疾病进展较慢，病变较轻，尤以病程后期更明显；此外还能增强网状内皮细胞的吞噬反应，但所增强的程度不如动物获得免疫性时那样显著；豚鼠网状内皮系细胞的吞噬机能与内脏的结核病变是一致的，当肝、脾受到疾病的损害时，吞噬机能即下降。 对真菌的抑制作用。艾叶煎液对皮癣真菌的抑菌作用最为微弱（与黄连、黄芩等煎液相比较） ，在 15%浓度时堇色毛癣菌，开始呈抑制，30%浓度时除絮状表皮癣菌、足跖毛癣菌及白色念珠菌依然发育外，其它为许兰氏黄癣菌、许兰氏黄癣菌蒙古变种、狗山芽胞癣菌、同心性毛癣菌、红色毛癣菌、铁锈色毛癣菌、堇色毛癣菌等均停止发育。曹红烈等亦证明艾叶的水浸剂（1：4） ，在试管内对堇色毛癣菌，许兰氏黄癣菌、奥杜盎氏小芽胞癣菌、羊毛状小芽胞癣菌、红色表皮癣菌、星形奴卡氏菌等皮肤真菌均有不同程度的抑制作用。同时，孙迅又测定艾叶烟熏法对许兰氏黄癣菌、许兰氏黄癣菌蒙古变种、同心性毛癣菌、堇色毛癣菌、红色毛癣菌、絮状表皮癣菌、铁锈色小芽胞癣菌、足跖毛癣菌、趾间毛癣菌、狗小芽胞癣菌、石膏样毛癣菌、申克氏胞于丝菌、斐氏酿母菌等致病性皮肤真菌均有不同程度的明显抗菌作用。41.2.3.2 平喘作用艾叶油能直接松弛豚鼠气管平滑肌，也能对抗乙酰胆硷、氯化钡和组织胺引起的气管收缩现象；并增加豚鼠肺灌流量。艾叶油 0.5ml/kg 灌胃对乙酰胆碱-组胺混合液喷雾法致喘豚鼠有抑制作用，艾叶油 210（-4） ml/kg 对豚鼠离体气管有松弛作用，并能对抗乙酰胆碱、氯化钡引起的收缩。艾叶油加吐温-80 制成的混悬液能抑制肺组织释放慢反应物质（SRS-A） ；具有直接拮抗慢反应物质的作用，并能抑制肺组织和气管平滑肌释放慢反应物质；豚鼠以艾叶油一次灌胃后，肺组织内慢反应物质含量降低不明显。1981 年有人从艾叶平喘作用较强的中沸点油中分离得到二个平喘作用较强的单体，即 -萜品烯醇和反式-香苇醇；动物实验表明其平喘作用比艾叶油强。艾叶油中分离得的萜品烯醇-4240-300mg/kg 灌胃或喷雾给药，-萜品烯醇 80-120mg/kg 灌胃，均能对抗组胺与乙酰胆碱引起的豚鼠哮喘，另两成分反式香苇醇（TCMLIBanscarveol）与 -石竹烯（-caryophyllene）也显示有平喘作用。1%-萜品烯醇吸入，对组胺引发的豚鼠气喘有抑制作用,并可对抗卵白蛋白致敏、攻击引起的豚鼠肺机械功能的改变。 1.2.3.3 利胆作用取艾叶油胶囊，用 2%吐温配成混悬液。大鼠 0.8ml/100g 和 0.3ml/100g 十二指肠注射给药，分别为艾叶油一组和二组。阳性对照组用去氢胆酸（DHC） ，每片 0.25g，配成 20%混悬液，0.3ml/100g 十二脂肠给药。四氯化碳中毒组：用四氯化碳 1mlkg灌胃 1 次，中毒 24 小时作利胆实验，用艾叶油 0.3ml/100g 十二指肠给药。对照组用2%吐温 0.3ml100g 十二指肠给药。小白鼠分 3 组，艾叶油组，0.2ml/10g 十二指肠给药。去氢胆酸组，5%去氢胆酸 0.2ml10g 十二指肠给药。生理盐水组，0.2ml/10g十二指肠给药。实验结果：艾叶油混悬液 0.8ml/100g 使正常大鼠胆汁流量增加91.5%，与给药前比较有极显著性差异；0.3ml100g 组使正常大鼠胆汁流最增加89%，与药前比较有极显著性差异；去氢胆酸组使大鼠胆汁流量增加 83.2%；四氯化碳中毒组大鼠胆汁流量也有明显增加，与正常大鼠比，利胆作用减弱，维持时间短；2%吐温对胆汁流量无明显影响。艾叶油对小鼠也有明显的利胆作用，使其胆汁流量增加26%10。1.2.3.4 抑制血小板聚集艾叶中 -谷甾醇和 5，7-二羟-6，3，4，-三甲氧基黄酮，它们对抑制血小板聚5集有显著作用。温瑞兴等 11研究了艾叶的炮制方法。不同产地的艾叶及其有效成分对血小板聚集率的影响，结果表明，艾叶的不同炮制品对血小板聚集率的作用各异。炮制方法对实验结果影响很大，不同方法的炮制产品其实验结果有很大差别。炒炭与醋炒焦的效果较差；炒焦、醋炒炭与生艾叶对血小板聚集率有很强的抑制作用，在 3 个剂量水平上都能极其明显地抑制血小板聚集。安国艾叶几种不同溶剂提取物中，以醇提物对血小板聚集的抑制作用最为突出，其它两种溶剂（乙酸乙酯、氯仿）提取物也有抑制作用，但不及醇提物效果好。3 种不同产地的艾叶醇提水溶部位对血小板聚集均有抑制作用。这两个剂量的效果优于其它两种艾叶。在 136mg/ml 剂量时，3 种艾叶的差异不明显。从艾叶中提取出的两种成分，-谷甾醇与 5，7-二羟基-6，3，4-三甲氧基黄酮均对血小板聚集有极显著的抑制作用。然而，这两种有效成分相比，-谷甾醇的作用在 0.7、1.35mg/ml 剂量时均极其明显地优于后者。1.2.3.5 止血作用艾叶水浸液给兔灌胃有促进血液凝固作用，但亦有认为艾叶的止血作用未能证实。艾叶为临床上常用止血药，温经止血常炒炭用，药理实验初步证明：艾叶制炭后止血作用增强 12。张学兰等 13对其止血作用进行了比较研究，由实验结果可见，烘品 2-5及炒炭品 100%水煎液均可明显缩短实验小鼠的凝血及出血时间，与生理盐水组比较，具有显著性差异，以烘品 2（180、10 分钟） 、烘品 3（180、20 分钟）和烘品4（200、10 分钟）止血作用最为明显，与生品组比较也有显著性差异。其余样品组则无明显止血作用。建议艾叶制炭可改用烘法，以 18烘 10-20 分钟及 200烘 10 分钟，成品外表焦褐色为佳。1.2.3.6 对胃肠道及子宫的作用野艾煎剂可兴奋家兔离体子宫，产生强直性收缩 14。粗制浸膏对豚鼠离体子宫亦有明显兴奋作用。小野艾水浸液对离体兔肠在大量时有抑制作用。1.2.3.7 对心血管系统作用小野艾水浸液对离体蛙心在大量时有抑制作用。从克里米亚的艾蒿Artemisiataurica 分离出来的 Tauremizin（是一种倍半萜烯内酯） ，对离体蛙心、猫心和在位猫心均能增强其收缩力，对猫心并能减慢心率，使冠脉血流量增加，有拟肾上腺素的作用 15。61.2.3.8 抗过敏作用艾叶油 0.5mlkg 灌胃，对卵白蛋白引起的豚鼠过敏性休克有对抗作用，可降低死亡率 16。1.2.3.9 其它作用大桥秀治报告艾叶主要因其含鞣质，可使因温刺法发热的家兔的体温下降。但其作用剂量已近致死量，故不能作为解热药使用。用小白鼠耳部涂巴豆油引起炎症模型，用艾叶挥发油给小鼠皮下注射或肌肉注射 0.0125g，均有抗炎效果，有效率为 57.8%及 75.O%；p 值均小于 0.001。艾叶油亦能延长戊巴比妥钠睡眠时间。小野艾水浸液对兔耳血管灌流时几无影响，给小鼠腹腔或静脉注射可降低毛细血管通透性（Lochett氏法） 。大鼠内服有显著利尿作用，毒性中等，可用于临床。2 材料与方法2.1 材料与试剂实验材料：艾蒿，艾蒿叶于 60烘干粉碎备用。实验试剂： 芦丁标准品（纯度 98%，进口分装） ；氢氧化钠、硝酸铝、亚硝酸钠、石油醚、乙醇，均为分析纯试剂；工业乙醇。实验仪器：WFJ7200 型可见光分光光度计 上海尤尼柯仪器有限公司DL-5-B 低速大容量离心机 上海安停科学仪器厂旋转蒸发仪FA2104 电子