葛根中黄酮的提取研究
摘要
关键词
葛根;黄酮;提取率;正交试验
正文
引言
葛根(Pueraria)别名黄斤,是野葛的根,属于一种中药材,具有升阳、止泻、退热、生津、抗肿瘤、抗氧化等功效[1],还可治疗高血压、头疼脑热等疾病,具有很高的药用价值。葛根在全国各地均分布广泛,主要分布在湖北、辽宁、河南、四川等地[2]。
葛根中含有黄酮等活性物质,葛根黄酮的含量大约在葛根总量中占12%[3]。葛根黄酮具有抗氧化、抗病毒、降血糖等作用[4],还可治疗心脑血管疾病,如三高等[5],且可作保健品使用,用于醒酒等领域。
中国每年产大量葛根,国内生产葛根的企业很多,但大部分都是在使用葛根里含有的淀粉,无视葛根中的黄酮[6]。这样的做法造成了资源的浪费。目前关于葛根黄酮的研究相对较少,产品开发和利用还处在初期阶段,做好葛根的深处理工作,可满足人们开发功能性食品、保健品、营养辅助品等产品的需要[7]。如能充分利用中国丰富的葛根资源,开发更多葛根黄酮类药品和食物,对经济发展可有重大的推进作用[8]。
目前文献报道提取黄酮的方法有很多。例如王婷、陈港等人,采用超声波辅助正交试验进而得出黄芪总黄酮的提取率[5];周正元、程昊等人,运用乙醇溶液提取百香果叶中的总黄酮等[6];刘特津、钟希文等人,采用紫外分光光度法测定水松叶的总黄酮含量[7]等。
借鉴前者的经验,本文采用乙醇回流提取技术用作提取葛根黄酮的方法,利用单因素实验和正交实验,对葛根中黄酮的提取进行条件优化。
1 材料与方法
干燥的葛根(中国辽宁)
1.2方法
1.2.1葛根黄酮的提取及检测
取一些葛根,用矿泉水冲洗干净后,放进干燥器里烘干60分钟。烘干后的葛根捣碎磨粉。取一定量的葛根粉末,在不同实验条件下回流提取,提取液由真空泵抽出,使固液完全分离后。用移液枪吸取提取液1mL置于10mL的刻度试管中,加入5%亚硝酸钠溶液0.3mL、10%硝酸铝溶液0.3mL,保持六分钟;再加入4mL 4%氢氧化钠溶液,保持10分钟;最后以蒸馏水定容至10mL。以上溶液测定510nm处吸光度,并计算葛根黄酮的提取率。
1.2.2芦丁标准曲线测定
制作标准液:芦丁0.1g,95%乙醇溶解定容至100mL,再用水定容到1000mL。
分别吸取0、1mL、2mL、3mL、4mL、5mL芦丁标准液到在6个10mL刻度试管中。
在试管中各自加入0.3mL 5%亚硝酸钠溶液静置6min,加入0.3mL 10%硝酸铝溶液静置6min,加入4mL 4%氢氧化钠溶液,保持15min,最后用蒸馏水定容至10mL。
在510nm处测吸值,绘制芦丁标准曲线。
1.2.3葛根黄酮提取率的公式
式中:
C——回归方程中黄酮的质量浓度(mg/mL)
V——提取液体积(mL)
M——样品质量(g)
1.2.4单因素试验
1.2.4.1不同回流时间对葛根黄酮提取率的影响
称取6.25g葛根粉,料液比1:40(g/mL)、乙醇体积分数70%的条件下,定容至250mL容量瓶中。取5份各25mL上述溶液,回流温度为70℃条件下,分别回流80min、100min、120min、140min、160min。回流液按1.2.1的方法进行检测,并计算得到的黄酮的提取率。以此考察不同回流时间对葛根黄酮提取率的影响。
1.2.4.2不同温度对葛根黄酮提取率的影响
称取6.25g葛根粉,料液比1:40(g/mL)、乙醇体积分数70%的条件下,定容至250mL容量瓶中。取5份各25mL上述溶液,分别在温度70℃、75℃、80、85℃、90℃的条件下回流提取,提取时间为120min。回流液按1.2.1的方法进行检测,并计算得到的黄酮的提取率。以此考察不同回流温度对葛根黄酮提取率的影响。
1.2.4.3不同乙醇体积分数对葛根黄酮提取率的影响
称取5份各6.25g葛根粉,料液比1:40(g/mL)的条件下,乙醇体积分数分别为60%、65%、70%、75%、80%定容至250mL容量瓶中。取上述5种样品各25mL,在回流时间120 min,回流温度70℃进行回流提取。回流液按1.2.1的方法进行检测,并计算得到的黄酮的提取率。以此考察不同乙醇体积分数对葛根黄酮提取率的影响。
1.2.4.4不同料液比对葛根黄酮提取率的影响
分别称取25g、12.5g、8.3g、6.25g、5g的葛根粉,料液比1:40(g/mL)、乙醇体积分数70%的条件下,定容至250mL容量瓶中。取上述5种样品各25mL,在回流时间120 min,回流温度70℃进行回流提取。回流液按1.2.1的方法进行检测,并计算得到的黄酮的提取率。以此考察不同料液比对葛根黄酮提取率的影响。
1.2.5葛根黄酮提取的正交试验设计
为探索葛根黄酮的最佳提取条件,选择以下4个因素进行考察,采用L9(34)正交设计回流提取条件,依据上述各个实验的结果,选择一定的水平做正交试验,遵照L9(34)的正交试验表进行实验设计。
表1正交试验因素水平设计表
水平 | A回流温度(°C) | B料液比(g:ml) | C回流时间(min) | D乙醇体积分数(%) |
1 | 75 | 1:30 | 100 | 65% |
2 | 80 | 1:40 | 120 | 70% |
3 | 85 | 1:50 | 140 | 75% |
根据1.3.2的实验方法绘制芦丁标准曲线,所得如图1所示如。
图1 芦丁标准曲线图
由图1可知,芦丁标准曲线的R2=0.9936,可以看出回归直线对实测值的吻合较好,具有较好的可靠性。
根据1.2.4的实验方法,所得结果为最佳回流时间120min,最佳回流温度为80℃,最佳乙醇体积分数为70%,最优的料液比为1:40。
2.3正交试验的结果
通过单因素试验筛选出三个最佳水平,结果见下表。
表2正交试验的结果与直观分析表
试验编号 | 因素 | 黄酮得率X 100% | |||
A | B | C | D | ||
1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0.83 |
2 | 1 | 2 | 2 | 2 | 1.34 |
3 | 2 | 3 | 3 | 3 | 1.47 |
4 | 2 | 1 | 2 | 3 | 1.04 |
5 | 1 | 2 | 3 | 2 | 1.26 |
6 | 2 | 3 | 1 | 1 | 1.56 |
7 | 3 | 1 | 3 | 2 | 0.80 |
8 | 3 | 2 | 1 | 3 | 0.92 |
9 | 3 | 3 | 2 | 1 | 1.42 |
均值1 | 1.213 | 0.890 | 1.103 | 1.170 | |
均值2 | 1.287 | 1.173 | 1.267 | 1.233 | |
均值3 | 1.047 | 1.483 | 1.177 | 1.143 | |
极差 | 0.240 | 0.593 | 0.164 | 0.090 |
表3正交试验的方差分析表
因素 | 偏差平方和 | 自由度 | F |
回流时间 | 0.091 | 2 | 0.542 |
回流温度 | 0.528 | 2 | 3.143 |
乙醇体积分数 | 0.040 | 2 | 0.238 |
料液比 | 0.013 | 2 | 0.077 |
误差 | 0.002 | 8 | |
总和 | 0.67 | 16 |
在单因素试验的基础上,采用正交试验设计优化实验。
根据表2可知,试验6葛根黄酮提取率最佳。由此确定,葛根黄酮最佳提取条件:提取温度85℃,乙醇体积分数65%,提取时间120 min,料液比1:40。影响因素大小B>A>C>D,葛根黄酮的提取率为1.56%。
本文由芦丁标准曲线为对照,乙醇回流提取法为试验方法,采用单因素试验考察提取物不同料液比、不同提取时间、不同乙醇体积分数和不同提取温度对葛根中黄酮提取率的影响。得出的实验结论:料液比1:40,乙醇的体积分数70%,提取时间120min,回流温度80℃。根据上述结果,分别选取三个条件进行正交试验,得出最佳条件是:提取温度85℃,乙醇的体积分数65%,提取时间120 min,料液比1:40,葛根黄酮的提取率为1.56%。
参考文献:
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[3]王雪,乔博,张健鑫,李冬雪,刘艳琴,石旭柳.黄酮类化合物的应用研究进展[J].中国食品添加剂,2020,31(04):159-163.
[4]莫婵,覃晓霞,谢明秋,等.壮药山风总黄酮提取工艺的优化研究[J].中国野生植物资源,2020,39(01):18-22.
[5]王婷,陈港,赵宝娥,等.正交试验设计优化黄芪总黄酮提取工艺[J].农业科技与信息,2019(22):36-39.
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[8]冯利,任燕飞,胡鸢雷.基于社会网络分析的葛根产品现状分析[J].世界科学技术-中医药现代化,2020,22(04):1185-1192.
作者简介:
董悦涵(1980.11-),女,汉族,浙江丽水人,硕士,副教授,研究方向:微生物与生化药学。
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