微波辅助提取野菊花中总黄酮的工艺研究.docx

微波辅助提取野菊花中总黄酮的工艺研究【摘要】目的对微波辅助提取野菊花总黄酮的工艺条件及参数进行优化。方法在单因素实验的基础上, 采用L9(34)正交设计, 以野菊花总黄酮的提取率为指标, 探讨料液比、微波辅助提取时间、乙醇浓度、微波功率对提取率的影响。结果最佳提取工艺参数为: 料液比150，提取时间9 min，乙醇浓度()=60 %，微波功率340 W。在上述最优条件下进行了精密度和回收率实验, 所得结果的相对标准偏差为 % ( n =6) , 回收率在 % %之间。结论采用微波辅助提取野菊花总黄酮工艺简单可行, 为进一步的工艺开发提供了 参考 。 【关键词】野菊花; 总黄酮; 微波辅助提取; 正交实验 野菊花是菊科植物野菊Chrysanthemum indicum L.的干燥头状花序。近年来研究表明，野菊花含有黄酮类物质。黄酮类化合物是 自然 界中广泛存在的一类天然产物，药研究表明其具有抗炎、抗氧化2，3、抗过敏作用以及降低血液和肝脏中胆固醇的作用。提取黄酮的方法有：热水提取法、有机溶剂提取法、碱液提取法、超声波辅助提取法、超临界流体提取法、大孔树脂吸附法、酶法提取等。但对野菊花总黄酮的微波辅助提取研究报道较少。微波提取技术利用微波能快速破坏细胞壁加快活性成分的溶出，而且使许多难溶物质在微波电磁场的作用下得到较好的溶解，从而提高了提取的速度和产率710。与常规方法比，微波提取具有选择性高、快速高效、溶剂消耗少、活性成分提取率较高、不产生噪音、适合于热不稳定物质的提取等特点11，12。为更有效地开发和利用野菊花药材资源，充分提取野菊花中所含的总黄酮成分，本文采用正交设计的方法进行了微波辅助提取工艺研究，以期改善传统的浸提方法，为进一步的开发利用提供参考。1 材料与仪器材料芦丁对照品( 中国 药品生物制品检定所);野菊花(广州致信中药饮片有限公司)购自广东药学院附属门诊部药房;实验用水为双蒸水;所用试剂均分析纯。仪器MSP-100E 微波提取仪(北京雷明科技有限公司);U3010紫外可见分光光度计(日本日立公司);722型光栅分光光度计(上海精密 科学 仪器有限公司);FZ102微型植物粉碎机(天津市泰斯特仪器有限公司);HH-6 电子 恒温水浴锅(苏州威尔试验用品有限公司);FA2104电子分析天平(上海天平仪器厂)。2 方法与结果标准曲线的制备称取在120 干燥至恒重的芦丁对照品 0 g，置于100 ml 量瓶中，加乙醇70 ml，置于水浴上微热使溶解，冷却至室温，加甲醇至刻度，摇匀。精密吸取10 ml，置于100 ml 量瓶中，加水至刻度，摇匀，即得0. 2 mg/ml 芦丁对照品溶液。精密量取对照品溶液， ml，分别置25 ml量瓶中，加乙醇至6 ml，加(NaNO2)=5 %亚硝酸钠溶液 ml，混匀，放置6 min，加Al(NO3)3= 10 %硝酸铝溶液 ml，摇匀，放置6 min，加(NaOH)=5 %氢氧化钠试液 ml，再加水至刻度，摇匀，放置15 min。以乙醇为参比，用1 cm比色皿，于U3010紫外可见分光光度计上，在400600 nm 波长处进行扫描。结果表明，对照品溶液在510 nm 处有最大吸收，因此选择510 nm 作为测定波长。在510 nm 波长处测定体系的吸收度，以吸收度(A)为纵坐标、浓度芦丁(g/ml)为横坐标，绘制标准曲线，得回归方程A= 芦丁+28 (r= 4)。结果表明，芦丁对照品在所试浓度 g/ml范围内呈良好的线性关系。提取溶剂的选择水提取称取野菊花粉末 0 g于特制的微波提取罐中，加水40 ml，浸泡30 min 后，控制一定压力，在微波功率255 W下提取9 min。趁热过滤至100 ml容量瓶中，药渣用少量水洗涤3次，每次过滤。并入滤液，冷却，用水定容后备用。乙醇提取称取菊花粉末 0 g于特制的微波提取罐中，加=50 %乙醇40 ml，混匀，浸泡30 min 后，控制一定压力，在微波功率255 W下提取9 min。趁热过滤至100 ml容量瓶中。药渣用少量乙醇洗涤3次，每次过滤。并入滤液，冷却，用乙醇定容后备用。样品液总黄酮含量测定 移取样品液 ml于25 ml容量瓶中，按标准曲线制备方法进行操作、显色，测定吸光度，由标准曲线得到样品中总黄酮含量。结果见表1。由表1可知，以乙醇作溶剂的提取法优于以水为溶剂的提取法。用水做溶剂提取黄酮虽然存在生产成本低，无溶剂残留的优点，但存在提取率较低，提取液存放易腐败变质，后续的过滤、浓缩操作困难且费时等不足，因此本实验选择乙醇作为提取溶剂。表1 提取溶剂与总黄酮产率的关系微波辅助提取单因素实验称取一定量的野菊花粉末，按照“ ”项实验方法，采用单因数变换法分别试验料液比、微波辐射时间、乙醇浓度、微波辐射功率对野菊花总黄酮提取率的影响。料液比对野菊花总黄酮提取率的影响 以=50 %乙醇为提取溶剂，微波功率255 W，在微波辐射时间为9 min时，试验不同料液比对野菊花总黄酮提取率的影响。在料液比分别为110180条件下进行提取，分别测定黄酮提取率。结果见1。由图1可以看出，随着提取液用量的增加，野菊花总黄酮提取率增加。提取率增加可分为两个阶段：110130为低产率阶段，提取率增幅较大;140180为高产率阶段，到达150时提取率基本上达到最高。当料液比超过140后则提取率趋于平稳，提取率增幅很小。一般来说，料液比越大，提取率也越高。但料液比太大会给后处理工序增加困难，而且增加生产成本。在保证提取效果的同时，应尽量减少溶剂用量和降低蒸发浓缩负荷。综合效益和生产考虑，选择料液比为140。图1 料液比对野菊花总黄酮提取率的影响微波辐射时间对野菊花总黄酮提取率的影响 在乙醇浓度为=50 %，料液比为140，微波功率255 W时，试验不同微波辐射时间对野菊花总黄酮提取率的影响。当微波辐射时间为112 min时，分别测定总黄酮提取率。结果见图2。由图2看出，开始时随微波辐射时间的延长，野菊花总黄酮提取率增加，9 min时提取率最高;之后随微波辐射时间延长，总黄酮提取率呈下降趋势。可能由于微波辐射时间过长，使溶剂温度过高，破坏了野菊花提取物中的有效成分;也可能是高温使蛋白质凝固，造成黄酮不易溶出。选择微波辐射时间为9 min。图2 微波辐射时间对野菊花总黄酮提取率的影响乙醇浓度对野菊花总黄酮提取率的影响 在料液比140，微波功率255 W，微波辐射时间为 9 min时，试验不同乙醇浓度对野菊花总黄酮提取率的影响。乙醇浓度()在0 %100 %范围内进行总黄酮提取，测定并 计算 总黄酮提取率。结果见图3。图3 乙醇浓度对野菊花总黄酮提取率的影响由图3看出，当乙醇浓度增大时，总黄酮提取率也随之提高，但乙醇浓度高于=60 %后，提取率有所下降。可能是由于高浓度乙醇使细胞内蛋白质凝固，影响总黄酮的溶出13;同时因为黄酮糖苷是由两部分组成，苷元成分不易溶于水，而糖又易溶于水，因此在提取黄酮类化合物时，只有乙醇与水达到最佳比例时，提取率最高。而从提取液外观颜色看出，随着乙醇浓度增加(高于=80 %后)，提取液颜色加深，说明有其它色素物质被提取出来，这对后续测定可能会产生影响，故选择=50 %乙醇为提取浓度。微波提取功率对野菊花总黄酮提取率的影响在乙醇浓度为=50 %，料液比140，微波辐射时间为 9 min时，试验不同微波提取功率对野菊花总黄酮提取率的影响。微波提取功率在85425 W范围内进行总黄酮提取，测定并计算总黄酮提取率。结果见图4。由图4看出，可知255 W 以前总黄酮提取率随功率增加呈现上升，255 W后开始下降。因此选择微波功率为255 W。图4 微波功率对野菊花总黄酮提取率的影响提取工艺参数的优化在单因素实验的基础上，结合药材性质以及实际生产要求，以乙醇浓度、料液比、微波提取功率、微波辐射时间为考察因素，以野菊花总黄酮的提取率为评价指标，采用正交实验探索最优化条件。因素水平见表2，正交实验结果见表3。由表3的分析可知，各因素对野菊花总黄酮提取率的影响程度不同，其影响的主次顺序为ACBD，即料液比乙醇浓度微波辐射时间微波提取功率。由数据可以得出：料液比为显着影响因素，正交分析最优组合应为A3B2C2D3(即料液比150，微波辐射时间9 min，乙醇浓度=60 %，微波提取功率340 W)。表2 正交实验因素水平表3 总黄酮提取工艺正交实验L9(34)结果最佳条件下的重现性和回收率实验重复性实验取同一批取菊花样品6份，在最佳条件下进行提取，分别测定各自的总黄酮含量，结果表明其相对标准偏差为%。加标回收率实验准确称取一定量取菊花样品3份，加入不同量的芦丁对照品溶液在最佳条件下进行提取，提取物按实验方法进行显色，测定吸光度，计算回收率，结果表明回收率在% %之间，说明方法有较好的准确度。 3 讨论 探讨了微波辅助提取野菊花总黄酮的工艺条件，实验结果优于目前大量采用的热水提取，克服了热水提取时溶剂消耗大，提取率低的缺点。由于芦丁和黄酮类化合物的基本母核结构均为2-苯基色原酮，具有相同的吸光度测试性质，于510 nm处有最大吸收峰，因而可以采用芦丁为对照品来测定野菊花中总黄酮的含量。微波辅助提取野菊花总黄酮的正交实验表明：因素料液比的影响最大，其次为乙醇浓度、微波辐射时间，微波提取功率的影响最小。通过正交实验结果以及最优参数的验证试验，最佳提取工艺条件为A3B2C2D3，即料液比150，微波辐射时间9 min，乙醇浓度=60 %，微波提取功率340 W。在此条件下，进行了精密度和回收率实验, 所得结果的相对标准偏差为 % ( n =6) , 回收率在 % %之间。本实验采用的微波辅助提取野菊花总黄酮技术是一种快速、简便、提取率高的提取方法。优选出的工艺操作简单、稳定性好。 【 参考文献 】 Rotelli A E, Guardiat. 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