超声波法提取黄芩中总黄酮的研究.pdf

基金项目 “六大人才高峰” 资助项目。 作者简介石春红 (1 9 8 0 -) , 女, 江苏南京人, 硕士研究生, 研究方向: 天然物的研究和开发。*通信作者, 博士生导师, 教授。 收稿日期2 0 0 8 ! 0 4 ! 0 7 黄芩是临床常用中药, 具有清热燥湿、 泻火、 解毒、 抗 菌、 抗病毒、 消炎等药理作用 1 , 有效成分是以黄芩苷为代表 的黄酮类化合物。 黄芩的提取液在整个紫外区域均有较好 吸收, 特别是在U V B区有更强的吸收, 具有广谱防晒作用, 是优良的天然植物防晒剂 2 。 笔者采用新型提取工艺超声萃 取法从黄芩中提取总黄酮, 与传统的索氏提取法相比具有 提出率高、 提取时间短、 免去高温对提取成分的影响及操作 简单、 副产品少、 产物易分离提纯的优点 3 。 1材料与方法 1 . 1仪 器 与 材 料岛 津A E L !2 0 0型 电 子 分 析 天 平 , K Q 3 2 0 0 E超声波清洗器 (昆山市超声仪器有限公司) ,D G G ! 9 0 3 0型电热恒温鼓风干燥箱 (上海森信实验仪器有限公 司) ,U V !3 6 0 0紫外!可见分光光度计 (日本岛津) , 标准分样 筛, 研钵。 黄芩药材购自南京市益丰大药房, 无水乙醇为分析纯, 水为蒸馏水。 1 . 2方法 1 . 2 . 1超声时间与吸光度的关系。 精确称取样品 (黄芩4 0 目粗粉)4份, 每份1 . 0 0 g, 分别加入6 0 %(V / V) 乙醇水溶液 (以下简称6 0 %乙醇)5 0 m l,浸泡1 h 后,5 0 超声萃取, 提 取时间分别为1 0、2 0、3 0、4 0 m i n, 过滤, 滤液定容至1 0 0 m l 。 分 别精确吸取1 . 0 0 m l滤液于2 5 m l容量瓶中, 用6 0 %乙醇定 容。用1 c m的石英比色皿以6 0 %乙醇作参比,测定其在 2 0 0 4 0 0 n m的紫外吸收光谱。 1 . 2 . 2萃取剂乙醇浓度与吸光度的关系。 精确称取样品3 份, 每份1 . 0 0g, 分别加入5 0 %、6 0 %、7 0 %乙醇5 0m l, 浸泡 1 h后,5 0 超声萃取3 0 m i n, 过滤, 滤液定容至1 0 0 m l 。 分 别精确吸取1 . 0 0 m l滤液于2 5 m l容量瓶中, 用相应浓度的 乙醇溶液定容。 紫外吸收光谱测定同 “1 . 2 . 1” 。 1 . 2 . 3料液比对吸光度值的影响。 精确称取样品4份, 每份 1 . 0 0 g, 分别加入1 5、2 0、2 5、5 0 m l 6 0 %的乙醇, 浸泡1 h后, 5 0 超声萃取3 0 m i n, 过滤, 滤液定容至1 0 0 m l。 分别移取 1 . 0 0 m l于2 5 m l容量瓶中, 以6 0 %乙醇定容。 紫外吸收光谱 测定同 “1 . 2 . 1” 。 1 . 2 . 4超声温度对吸光度值的影响。 精确称取样品4份, 每 份1 . 0 0 g, 分别加入6 0 %乙醇5 0 m l, 浸泡1 h后, 超声萃取 3 0 m i n, 温度分别为3 0、4 0、5 0、6 0 , 过滤, 滤液定容至1 0 0 m l。 分别精确吸取1 . 0 0 m l滤液于2 5 m l容量瓶中, 用6 0 %乙醇 定容。 紫外吸收光谱测定同 “1 . 2 . 1” 。 1 . 2 . 5浸泡时间对吸光度值的影响。 精确称取样品3份, 每 份1 . 0 0 g, 加入5 0 m l 6 0 %乙醇, 分别浸泡1、2、3 h后,5 0 超声萃取3 0 m i n, 过滤。 滤液定容至1 0 0 m l。 分别移取1 . 0 0 m l 于2 5 m l容量瓶中, 用6 0 %乙醇定容。 紫外吸收光谱测定同 “1 . 2 . 1” 。 1 . 2 . 6超声萃取次数对吸光度的影响。 精确称取样品1 . 0 0 g, 加入5 0 m l 6 0 %乙醇, 浸泡1 h后5 0 超声萃取3 0 m i n , 过 滤。 再向样品中加入5 0 m l 6 0 %乙醇, 同样条件下进行2次 萃取,2次萃取液均定容至1 0 0 m l 。 分别移取1 . 0 0 m l于2 5 m l 容量瓶中, 用6 0 %乙醇定容。 紫外吸收光谱测定同 “1 . 2 . 1” 。 2结果与分析 2 . 1乙醇浓度与吸光度值的关系以萃取剂乙醇浓度为横 坐标, 吸光度为纵坐标, 分别选取2 6 0、2 8 0、3 0 0、3 2 0、3 4 0、 3 6 0、3 8 0 n m7个波长下的吸光度值对乙醇浓度作图, 如图1 所示。 由图1可见, 以6 0 %乙醇作萃取剂时所得萃取液在所 超声波法提取黄芩中总黄酮的研究 石春红, 郑有飞 * (南京信息工程大学环境科学与工程学院, 江苏南京2 1 0 0 4 4) 摘要目的筛选提取总黄酮的最佳条件。方法黄芩粉碎后, 经过不同处理, 研究不同因素对萃取液吸光度的影响。结果 以6 0 %乙 醇作萃取剂的提取效率最高,浸泡时间越长, 吸光度值越小。 超声处理3 0 m i n时,萃取液在各波长下的吸光度值均最高。 吸光度值随料 液比值增大而增大。 从3 0 5 0 时,黄芩萃取液的吸光度值均随温度升高而增大,但当温度升高至6 0 时,吸光度值已无太大变化,甚 至出现下降。 二次萃取的吸光度值仅相当于一次萃取的1 0 %。 超声波萃取法优于索氏提取法。结论超声萃取黄芩中总黄酮的最佳提 取条件是: 萃取剂为6 0 %的乙醇水溶液,料液比1 5 0(g / m l) ,5 0 萃取3 0 m i n。 关键词超声波法;黄芩;黄酮 中图分类号S 5 6 7 . 5 + 3文献标识码A文章编号0 5 1 7 - 6 6 1 1(2 0 0 8)1 7 - 0 7 2 8 7 - 0 3 S t u d y o n T o t a l F l a v o n o i d s E x t r a c t e d f r o mS c u t e l l a r i a w i t h U l t r a s o n i c Me t h o d S H I C h u n !h o n g e t a l( C o l l e g e o f E n v i r o n m e n t a l S c i e n c e a n d E n g i n e e r i n g , N a n j i n g U n i v e r s i t y o f I n f o r m a t i o n S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y , N a n j i n g , J i a n g s u 2 1 0 0 4 4 ) A b s t r a c t O b j e c t i v e T h e o b j e c t i v e o f t h e r e s e a r c h w a s t o s c r e e n o u t o p t i m u mc o n d i t i o n o f e x t r a c t i n g t o t a l f l a v o n o i d s . M e t h o d A f t e r S c u t e l l a r i a w a s c r u s h e d , t h e e f f e c t s o f d i f f e r e n t f a c t o r s o na b s o r b a n c e o f e x t r a c t i o nl i q u i d s t h r o u g hd i f f e r e n t t r e a t m e n t s w e r e s t u d i e d . R e s u l t T h e e x t r a c t e f f i c i e n c y w a s h i g h e s t w h e n u s i n g 6 0 %a l c o h a s e x t r a c t a n t . T h e l o n g e r o f s o a k i n g t i m e w a s , t h e s m a l l e r o f a b s o r b a n c e v a l u e w a s . T h e a b s o r b a n c e v a l u e s o f e x t r a c t i o n l i q u i d s w e r e a l l h i g h e s t a t d i f f e r e n t w a v e l e n g t h w h e n t h e u l t r a s o n i c t r e a t m e n t w a s f o r 3 0 m i n . T h e a b s o r b a n c e w a s i n c r e a s e d w i t h t h e i n c r e m e n t o f t h e r a t i o o f m a t e r i a l a n d l i q u o r . F r o m3 0 t o 5 0 , t h e a b s o r b a n c e v a l u e o f S c u t e l l a r i a e x t r a c t i o n l i q u i d s w a s i n c r e a s e d w i t h t h er i s i n go f t h et e m p e r a t u r e . B u t w h e nt h et e m p e r a t u r ew a s a b o v e6 0, t h ea b s o r b a n c ew a s i n c r e a s e ds l i g h t l y , e v e nw a s d e c r e a s e d . T h e a b s o r b a n c ev a l u eo f 2 n dt i m ee x t r a c t i o nw a s o n l y1 0 % o f 1 s t t i m e . T h ee x t r a c t i o ne f f e c t o f u l t r a s o n i cw a v e s w a s b e t t e r t h a nt h a t o f s o x h l e t e x t r a c t i o n . C o n c l u s i o n T h e o p t i m u mc o n d i t i o ne x t r a c t i n g t o t a l f l a v o n o i d s f r o mS c u t e l l a r i a u s i n g u l t r a s o n i c m e t h o dw a s f o r l l o w s : t a k i n g 6 0 % a l c o h w a t e r s o l u t i o n a s e x t r a c t a n t , t h e r a t i o o f m a t e r i a l a n d l i q u o r o f 1 5 0 ( g / m l ) a n d e x t r a c t i n g a t 5 0 f o r 3 0 m i n . K e y w o r d s U l t r a s o n i c m e t h o d ; S c u t e l l a r i a ; F l a v o n o i d s 安徽农业科学,J o u r n a l o f A n h u i A g r i . S c i . 2 0 0 8,3 6(1 7) :7 2 8 7 - 7 2 8 9 责任编辑金琼琼责任校对况玲玲 选各个波长下的吸光度值最高, 即提取效率最高, 这是由黄 芩中所含天然化合物的种类、 极性、 含量决定的。 另外, 试验 中还发现, 当乙醇浓度为5 0 %或更低时, 萃取液粘稠, 难以 过滤, 可能是样品中的多糖类成分溶于低浓度乙醇水溶液 的缘故。 2 . 2浸泡时间的选择以浸泡时间为横坐标, 吸光度为纵 坐标,分别选取2 6 0、2 8 0、3 0 0、3 2 0、3 4 0、3 6 0、3 8 0 n m7个波 长下的吸光度值对浸泡时间作图, 如图2所示。 由图2可 见, 浸泡时间越长, 吸光度值越小。 2 . 3超声时间的选择以萃取时间为横坐标, 吸光度为纵 坐标, 分别选取2 6 0、2 8 0、3 0 0、3 2 0、3 4 0、3 6 0、3 8 0n m7个波 长下的吸光度值对相应萃取时间作图 (图3) 。 由图3可见, 超声时间为3 0 m i n时, 萃取液在各波长下的吸光度值均较 高, 若延长萃取时间反而出现吸光度下降的现象, 说明不同 超声时间, 萃取效率不同。 因此最佳提取时间为3 0 m i n。 2 . 4料液比与吸光度值的关系以料液比 (g / m l) 为横坐 标, 吸光度为纵坐标, 分别选取2 6 0、2 8 0、3 0 0、3 2 0、3 4 0、3 6 0、 3 8 0 n m7个波长下的吸光度值对料液比作图, 如图4所示。 由图4可见, 随料液比值增大, 吸光度值增大。 说明萃取剂 用量过小时, 萃取效率低, 会损失大量的有效成分, 但若萃 取剂用量过大, 则会给浓缩工作带来负担。 因此该试验选取 最大料液比为1 5 0。 2 . 5萃取温度对吸光度的影响以超声萃取温度为横坐 标, 吸光度为纵坐标, 分别选取2 6 0、2 8 0、3 0 0、3 2 0、3 4 0、3 6 0、 3 8 0 n m7个波长下的吸光度值对超声温度作图, 如图5所 示。 由图5可见, 从3 0 升至5 0 时, 黄芩萃取液在各波长 下的吸光度值均随温度升高而增大, 说明加热可提高黄芩 中防晒活性成分的溶解度, 从而提高萃取效率, 但当温度升 高至6 0时, 吸光度值已无太大变化, 而在2 6 0、2 8 0和 3 0 0n m3个波长下反而下降比较大,可能是较高温度下 萃取剂对黄芩药材中不同化学成分的溶解度发生变化所 致。 因此, 提取防晒剂的适宜温度应为5 0 。 2 . 6萃取次数2次超声萃取后萃取液的吸光度值及其比 值如表1所示。 由表1可见, 虽然2次萃取仍具有一定的紫 外吸收性能, 但在同一波长处的吸光度值仅约相当于1次 萃取的1 0 %, 却要增加1倍的溶剂。 因此, 考虑成本因素, 采 用1次萃取即可。 2 . 7黄芩的超声萃取谱图及2种方法的对比 2 . 7 . 1黄芩的超声萃取谱图。 由黄芩的紫外扫描图可知, 在 注: 超声温度5 0 ; 料液比1 5 0(g / m l) ; 超声时间3 0 m i n; 浸泡 时间1 h。 N o t e : U l t r a s o n i c t e m p e r a t u r e 5 0; s o l i d !l i q u i dr a t i o 1 5 0(g / m l); u l t r a s o n i c t i m e 3 0 m i n ; s o a k i n g t i m e 1 h . 图1黄芩萃取液乙醇浓度与吸光度值的关系 F i g . 1 R e l a t i o n s h i p b e t w e e n e t h a n o l c o n c e n t r a t i o n i n S c u t e l l a r i a e x t r a c t s a n d a b s o r b e n c y 5 4 3 2 1 0 2 6 0 n m 2 8 0 n m 3 0 0 n m 3 2 0 n m 3 4 0 n m 3 6 0 n m 3 8 0 n m 7 06 05 0 吸光度A b s o r b e n c y 乙醇浓度E t h a n o l c o n c e n t r a t i o n % 注: 超声温度5 0 ; 料液比1 5 0(g / m l) ; 超声时间3 0 m i n; 萃取 剂为6 0 %乙醇。 N o t e : U l t r a s o n i c t e m p e r a t u r e 5 0; s o l i d !l i q u i dr a t i o1 5 0(g / m l); u l t r a s o n i c t i m e 3 0 m i n ; e x t r a c t a n t 6 0 %e t h a n o l . 图2黄芩萃取前浸泡时间与吸光度值的关系 F i g . 2 R e l a t i o n s h i p b e t w e e n s o a k i n g t i me a n d a b s o r b e n c y b e f o r e S c u t e l l a r i a e x t r a c t i o n 5 4 3 2 1 0 321 吸光度A b s o r b e n c y 浸泡时间S o a k i n g t i m e h 注: 超声温度5 0 ; 料液比1 5 0(g / m l) ; 浸泡时间1 h; 萃取剂 为6 0 %乙醇。 N o t e : U l t r a s o n i c t e m p e r a t u r e 5 0 ; s o l i d !l i q u i dr a t i o 1 5 0(g / m l); s o a k i n g t i m e 1 h ; e x t r a c t a n t 6 0 %e t h a n o l . 图3黄芩超声时间与吸光度值的关系 F i g . 3 R e l a t i o n s h i p b e t w e e n u l t r a s o n i c t i me o f S c u t e l l a r i a a n d a b s o r b e n c y 5 4 3 2 1 0 3 02 01 0 吸光度A b s o r b e n c y 萃取时间E x t r a c t i n g t i m e m i n 4 0 注: 超声温度5 0 ; 超声时间3 0 m i n; 浸泡时间1 h; 萃取剂为 6 0 %乙醇。 N o t e : U l t r a s o n i ct e m p e r a t u r e5 0; u l t r a s o n i ct i m e3 0m i n ; s o a k i n g t i m e 1 h ; e x t r a c t a n t 6 0 %e t h a n o l . 图4黄芩超声萃取料液比与吸光度值的关系 F i g . 4 R e l a t i o n s h i p b e t w e e n s o l i d !l i q u i d r a t i o o f S c u t e l l a r i a u l t r a s o n i c e x t r a c t i o n a n d a b s o r b a n c y 5 4 3 2 1 0 1 2 51 2 01 1 5 吸光度A b s o r b e n c y 料液比S o l i d !l i q u i d r a t i o g / m l 1 5 0 安徽农业科学2 0 0 8年 2 6 0 n m 2 8 0 n m 3 0 0 n m 3 2 0 n m 3 4 0 n m 3 6 0 n m 3 8 0 n m 2 6 0 n m 2 8 0 n m 3 0 0 n m 3 2 0 n m 3 4 0 n m 3 6 0 n m 3 8 0 n m 2 6 0 n m 2 8 0 n m 3 0 0 n m 3 2 0 n m 3 4 0 n m 3 6 0 n m 3 8 0 n m 7 2 8 8 (上接第7 2 8 6 页) 报,2 0 0 2,3 3(3) :2 5 6 - 2 5 7 . 6 孟秋风, 刘明, 冯素香.正交试验优选川芎中挥发油的提取工艺 J . 中医研究,2 0 0 6,1 9(7) :2 3 - 2 4 . 7 丁艳霞, 郭中献.正交实验法优选草果挥发油的提取工艺 J .河南大 学学报: 医学版,2 0 0 6,2 5(4) :3 8 - 3 9,6 1 . 8 何文斐, 李士敏, 杨鑫骥.正交实验探讨金银花挥发油的提取条件 J .中国中药杂志,2 0 0 3,2 8(2) :1 7 2 - 1 7 3 . 注: 超声时间3 0 m i n; 料液比1 5 0(g / m l) ; 浸泡时间1 h; 萃取剂 为6 0 %乙醇。 N o t e : U l t r a s o n i c t e m p e r a t u r e 5 0; s o l i d !l i q u i dr a t i o 1 5 0(g / m l); s o a k i n g t i m e 1 h ; e x t r a c t a n t 6 0 %e t h a n o l . 5 4 3 2 1 0 5 04 03 0 吸光度A b s o r b e n c y 萃取温度E x t r a c t i n g t e m p e r a t u r e 6 0 表1超声萃取的次数与吸光度值的关系 T a b l e 1 R e l a t i o n s h i p b e t w e e n u l t r a s o n i c e x t r a c t i o n t i me s a n d a b s o r b e n c y 超声萃取的次数波长Wa v e l e n g t h n m U l t r a s o n i c e x t r a c t i o n t i m e s2 6 02 8 03 0 03 2 03 4 03 6 03 8 0 1次萃取F i r s t e x t r a c t i o n A 13 . 4 0 34 . 5 5 62 . 7 0 52 . 5 7 61 . 6 4 71 . 0 5 80 . 6 5 0 2次萃取S e c o n d e x t r a c t i o n A 20 . 3 4 70 . 5 9 60 . 2 5 90 . 2 3 80 . 1 3 90 . 9 6 30 . 6 3 0 A 2 / A 1 %1 0 . 2 01 3 . 0 89 . 6 09 . 2 08 . 4 09 . 1 09 . 7 0 表2 2种提取方法中提取液吸光度值的比较 T a b l e 2 C o mp a r i s o n o f t h e a b s o r b a n c e v a l u e s b y t w o me t h o d s 提取方法波长Wa v e l e n g t h n m E x t r a c t i o n m e t h o d2 6 02 8 03 0 03 2 03 4 03 6 03 8 0 超声萃取U l t r a s o n i c e x t r a c t i o n3 . 4 0 34 . 5 5 62 . 7 0 52 . 5 7 61 . 6 4 71 . 0 5 80 . 6 5 0 索氏提取S o x h l e t e x t r a c t i o n1 . 6 3 82 . 1 1 11 . 1 8 21 . 0 7 00 . 7 3 40 . 5 5 10 . 3 7 2 图6黄芩的超声萃取紫外吸收光谱 F i g . 6 U Va b s o r p t i o n s p e c t r o g r a mo f S c u t e l l a r i a