济 宁 医 学 院 学 报
JOURNAL OF JINING MEDIC AL UNIVERSIT Y V o l 32 No . 4 2009
235
提高芦丁提取效率的优化设计
王慧云 孙珊珊 王 雪 石茂建 尹红霞
(济宁医学院药学院, 山东日照 276826)
提 要 目的 筛选出对芦丁提取具有较好协同作用的非离子型表面活性剂, 优化卢丁提取工艺。方法 考察常见非离子型表面活性剂对卢丁提取效率的影响, 以筛选出的提取效率较好的非离子型表面活性剂作为协同剂, 采用L 9(34) 正交试验, 对影响槐花米提取效果的诸因素(药材的粉碎度、表面活性剂用量、溶剂用量、加热时间) 进行优选。结果 T w een 20对芦丁的提取具有明显协同作用。药材粉碎度和表面活性剂用量为显著性影响因子, 其他两个因素虽有影响, 但均为非显著性影响因子。结论 在本实验条件下芦丁的最佳提取工艺条件为:药材用量10g 、药材为细粉、T w een 20用量0. 05g 、溶剂200ml 、提取时间30m in 。
关键词 表面活性剂; 芦丁; 槐花米; 正交试验
中图分类号:R282. 4 文献标识码:A 文章编号:1000 9760(2009) 08 0235 04
Orthogonal test for the study of the effects on the extraction efficiency of rutin
from flos sophorae and for the optimization of extraction process
WA N G H ui y un, S UN S han shan, WA N G X ue, et al
(Pharmaceutical Science Schoo l, Jining M edical U niv ersity , Rizhao 276826, China)
Abstract:Obj ective To select the most effic ient surfactant for extracting rutin from Flos sophorae and opti mize the extraction process. Methods Different non -ionic surfactants were used as assistants to extract rutin from flos sophorae under the same conditions and the most efficient surfactant for extracting rutin from Flos sopho rae were selected. Then the L 9(34) orthogonal test was used to optimize the extraction conditions. Moreover, the effects of the following conditions:the crush herbs, surfactant concentration, solvent c oncentration, heating time on the extrac tion rate and the purity of rutin from flos sophorae were investigated. Results The results indicated that the extraction effic iency of Rutin from Flos sophorae was improved obviously by the non -ionic surfactant Tween 20. The crush herbs, surfactant concentration were the significant influencing factors, however the solvent c oncentration and heating tim e were non -obviouse factors. Conclusion The optimal extraction condition of rutin from Flos sophorae was medicinal materials powder, surfactant dose was 0. 05g, amount of solvent was 200ml and the extraction time was 30min, when the amount of medicinal materials was 10g.
Key words:Surfactant; Rutin; Flos sophorae; Orthogonal test
确切了解整合子甲型副伤寒耐药性的传播作用, 还有待大量标本的研究与动态比较。参考文献:
[1] 李军, 陶建蜀, 刘杨, 等. 贵阳地区一株甲型副伤寒沙门菌隐
蔽质粒的测序研究[J]. 医学检验与临床, 2008, 19(2) :16[2] Wondw ossen A. Gebreyes and Siddhartha Th aku r. M u lti
dru g resistan salmonella en terica s erovar muench en from pig and hu man s and poten tial Interserovar transfer of antimicro b ial resistance[J]. Antimicr ob ial Agents and Chem oth erapy, 2005, 2:501
[3] Vila J, J Ruiz. Class I in tegrons in Salmonella strain cau sing
traveler`s diarrhea[J ]. Antimicrobial Agents and chemothera py, 2006, 50:1612
[4] Ploy M C, Lambert T , Couty JP, et al. Intergron an antibiotic
res istan ce gen e captu re an d expression system[J]. Clin Ch em Lab M ed, 2000, 38:483
[5] Goldstein C, Lee M D, S anchez , et al. Incid ence of clas s and
in tergrases in clin ical and commensal b acteria from live stock, com panion animals, and exotics [J]. Antimicr ob Agents Chemother, 2001, 45:723
(收稿日期 2009-06-12)
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为了充分利用药材, 近年来人们在不断尝试、寻求一些新技术、新方法提高药材的提取效率
[1~5]
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置, 用冷水洗涤, 得芦丁粗品。
表面活性剂的选择:分别用不同表面活性剂按照上述操作步骤, 对芦丁进行协同提取实验, 结果见表1。
表1 表面活性剂对提取的影响
项目对照样吐温20吐温80
表面活性剂种类
司盘80
聚氧乙烯单硬脂酸脂聚乙二醇单硬脂酸酯
0. 80428. 04%89. 4%0. 89028. 90%91. 5%0. 94269. 43%91. 1%产量
产率
纯度
。利用表面活性剂的增溶作用协同提取天然
药物, 可以用溶有少量表面活性剂的水代替高浓度的醇或其他机溶剂进行天然药物的提取, 从而大大降低提取成本, 并提高提取率, 且无环保问题[6~7], 因此该研究近年来引起人们极大的研究热情
[5~8]
。
芦丁又名芸香苷, 是槲皮素的3 O 芸香糖苷, 槐米的主要成分, 具有抗菌消炎、抗辐射、调节毛细血管壁的渗透、降低血管的脆性、止血和对紫外线的强吸收及良好的抗氧化等作用, 广泛用于医药、保健食品中, 具有很高的利用价值[9]。为了优化芦丁的最佳提取工艺, 本文利用正交实验设计, 研究表面活性剂协同作用下影响芦丁提取效率的因素, 设计芦丁的最佳提取工艺, 不仅可节约资源, 而且可充分利用药物中有效成分, 提高其利用率。1 实验部分1. 1 仪器与药品
仪器:754紫外可见分光光度计(上海精密科学仪器有限公司) ; BS 224S 型电子分析天平(北京塞多利斯仪器系统有限公司) ; FW100万能粉碎机(天津市泰斯特仪器公司) , 万能电阻炉(山东省龙口市电炉总厂) 。
药品:槐花米(安徽省毫州市中药饮片厂) ; 芦丁标准品(中国生物制品检定所) ; 吐温20(天津市巴斯夫) ; 吐温80(山东省化工研究院) ; 司盘80(天津市天河化学试剂厂) ; 聚氧乙烯单硬脂酸脂(上海两鹏添加剂化工有限公司试剂分公司) ; 聚乙二醇单硬脂酸酯(天津市天河化学试剂厂) ; 95%乙醇(山东省新泰市华康医药有限公司) ; 浓盐酸(济南试剂总厂) 。
1. 2 实验方法
提取实验:表面活性剂协同芦丁提取工艺以碱提酸沉法的提取工艺为基础, 在浸泡提取阶段加入表面活性剂起协同作用, 具体工艺流程如下:槐米
石灰水、硼砂表面活性剂
水平123
0. 83628. 36%93. 4%1. 790017. 9%92. 5%0. 71327. 13%90. 5%
由表1可知, Span 80、Tw een 80的加入导致芦丁产率下降, 而且还使产品纯度降低, 对芦丁提取无协同作用; 聚氧乙烯单硬脂酸脂和聚乙二醇单硬脂酸酯能使芦丁产率稍有升高, 但产品纯度有所
下降, 且无明显协同作用; T w een 20使芦丁产率大大升高, 而且产品纯度变化很小, 对芦丁提取具有明显的协同作用。综合考虑产率和纯度两方面的因素, 因此本文选用Tw een 20进行实验。
正交表的设计:为了考察药材粉碎度(A ) 、表面活性剂量(B) 、溶剂用量(C) 、提取时间(D) 等因素对卢丁提取效率的影响程度, 本论文采用正交实验设计的方法对上述因素进行了考察。每个因素各取3个水平, 在平行操作条件下, 采用L 9(3) 正交试验, 以芦丁粗品提取率和纯度为评价指标, 见表2。
表2 L 9(34) 因素和水平表
A 药材粉碎度原药材粗粉细粉
B
表面活性剂量/g
0. 0250. 0500. 075
C
V (溶剂用量) /ml
150200250
D 提取时间/min
2030404
浸泡过滤滤渣
干燥
滤液芦丁
卢丁提取率与提取纯度的测定及方差分析:根据正交表L 9(3) 进行实验, 将所得到的粗品于60 干燥8h, 移至干燥器中, 放置1h 后得芦丁粗品。采用沸水重结晶法, 取上述提取的芦丁粗品, 按1 200加蒸馏水煮沸至完全溶解, 稍放冷后抽滤、冷却、析晶、抽滤后, 沉淀物于60 干燥8h, 移至干燥器中, 放置1h 后称其质量。得到芦丁样品。4
酸沉静置
过滤
称取经粉碎后的槐米10g , 加入蒸馏水, 用饱和石灰水调pH 值8~9, 加入硼砂和表面活性剂, 浸泡20min, 再煮沸提取30min, 抽滤, 滤液用质量
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由表4方差分析结果可知, 药材粉碎度和表面活性剂量对芦丁的提取率为显著性影响因子, 而其它因素均为非显著性影响因子。而在提取的芦丁纯度方面, 表面活性剂的量和溶剂的量为显著性影
响因子, 而药材粉碎度和加热时间均为非显著性影响因子。
影响芦丁提取效率及提取纯度因素效应曲线图:对各因素的影响程度作图, 得其各因素影响效应曲线图, 见图1、图2。
表3 提取率与纯度正交分析结果及直观分析表
所在列因素实验1实验2实验3实验4实验5实验6实验7实验8实验9
1药材粉
碎度111222333
2
3
4
实验结果提取率0. 01590. 02440. 03750. 0640. 09180. 05560. 06340. 04840. 0996
纯度0. 89660. 94320. 84670. 93540. 87350. 90010. 92480. 94310. 8819
表面活加热性剂量溶剂量时间1231231230. 0480. 9190. 0550. 9200. 0640. 8760. 0160. 044
123231312
123312231
均值1提取率0. 026
纯度
0. 895
0. 0400. 0690. 9130. 8840. 0630. 0480. 9200. 9230. 0640. 0500. 8820. 9080. 0240. 0210. 0380. 039
均值2提取率0. 070
纯度
0. 903
均值3提取率0. 072
纯度
0. 917
极差 提取率0. 044
纯度
0. 022
将得到的芦丁粗品进行纯度分析:精密称取芦丁标准品适量, 配制其标准溶液, 绘制吸光度 芦丁质量浓度标准曲线, 得其标准曲线的回归方程为y=0 0085+29 3x , 相关系数为r =0 99978SD =0 00722。称取芦丁样品15m g, 用质量分数为70%的乙醇溶解并定容, 精密移取1ml, 置于25ml 容量瓶中, 再用质量分数为70%的乙醇定容, 在波长259nm 处测定吸光度, 由标准曲线得芦丁的质量浓度, 计算粗产品中芦丁质量分数并进行直观分析, 芦丁样品纯度及质量分数的直观分析表如表3。
综合平均值的大小, 选取对芦丁提取率影响最大的各因素的最佳水平组合为A 3B 3C 3D 1, 即选取药材细粉, 表面活性剂量为0. 075g, 溶剂量为250m l, 加热时间为20min 。对表3结果进行方差分析, 结果见表4。
表4 提取率及提取纯度正交方差表
因素
药材粉碎度表面活性剂的量
溶剂量加热时间误差
由图1可见, 药材的粉碎度对芦丁提取效率的影响最为明显, 芦丁的提取效率随粉碎度的增加显著增加, 表面活性剂及溶剂量的增加也可明显提高芦丁的提取效率, 但其影响程度小于药材粉碎度的影响, 而加热时间的延长则降低了芦丁的提取效率, 由其影响效应曲线可以看到, 其影响程度也较显著, 只是当时间超过30m in 后其影响程度基本不再发生变化。
由图2可见, 随药材的粉碎度、加热时间、及溶剂量的增加, 芦丁提取纯度略有增加, 但其增加的
偏差平方和自由提取率纯度
0. 0040. 0040. 0010. 0010. 01
0. 0010. 0040. 0030. 0020. 01
F 比
F 临
显著性
度提取率纯度界值提取率纯度
22228
2. 6672. 6670. 6670. 667
0. 4004. 4601. 6004. 460
显著显著
不显著显著显著不显著
1. 2004. 460不显著0. 8004. 460不显著
238
素明显不同, 当表面活性剂浓度较高时, 芦丁的纯度反而随表面活性剂浓度的增加而下降, 而且其影响程度明显高于其它三种因素。综合表3, 表4和图2, 由各因素对芦丁提取纯度的影响程度, 确定最佳提取条件为A 3B 2C 2D 2, 即药材细粉, 表面活性剂0. 005g , 溶剂量200ml, 加热时间30min 。表面活性剂的量和溶剂的量影响显著, 而药材粉碎度和加热时间影响不显著。2 结果与讨论
2. 1 药材粉碎度的影响
由表3和图1、2可知随着药材粒度的减小, 提取率和纯度都随之增加, 这是因为随着药材粒度的减小, 药材的表面积增加, 因此其与溶剂的接触面积增加, 芦丁的溶出量增加, 导致提取率和纯度的增加。
2. 2 吐温 20用量的影响
改变表面活性剂吐温 20的用量进行实验, 结果亦见表3和图1、2, 可知, 随着吐温 20用量的增大, 芦丁的产率也随之提高, 但当其用量达到0. 05g 后, 产率不再变化。这是由于吐温 20用量的增大, 其降低表面张力的能力增强, 因此增加了对药材的润湿能力, 随着表面活性剂用量的增加, 表面活性剂逐渐形成胶束, 对芦丁的增溶作用增强, 达到临界胶束浓度后其降低界面张力的能力基本不再发生变化, 因此其对药材的润湿能力不再增强。故其产率变化不显著。而纯度则恰好相反, 随着用量的增加, 纯度降低, 这说明吐温 20胶束不仅对芦丁有增溶作用, 同时也对其它杂质有增溶作用, 导致纯度降低。综合两方面因素, 以槐米与吐温 20的质量比在100 0. 5为宜。2. 3 溶剂量的影响
改变溶剂的量进行实验, 由结果及效应曲线可知, 随着溶剂量的增加, 芦丁的提取率和纯度都有所增加, 在溶剂的量为200ml 时达到最大, 此后溶剂量再增加, 含量和纯度都不再增加, 甚至有下降的趋势。原因在于当溶剂的量过大时, 不仅芦丁的溶出增加, 杂质等的溶出量也增加, 大量杂质的存在影响了芦丁的溶出量, 导致提取量和纯度的降低。综合提取率和纯度两方面的因素, 以溶剂的量为200ml 最佳。2. 4 提取时间的影响
改变提取时间进行实验, 结果可以看出, 随着
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提取时间的延长产率有所提高, 但当提取时间达到30m in 以上时, 产率已基本稳定; 而且提取时间的延长, 将导致杂质溶出使产品纯度下降。综合考虑芦丁产率和纯度两方面因素, 以提取30min 为宜。3 结 论
(1) 非离子型表面活性剂T w een 20对提高芦丁的提取效率具有明显的协同作用。
(2) 以槐米中所含成分芦丁的提取率和纯度为评价指标, 采用L 9(34) 正交试验, 对影响槐米的沸水煎煮提取效果的诸因素:药材的粉碎度、表面活性剂的用量、溶剂用量和加热时间进行优选, 综合提取率和纯度两方面的因素, 药材的粉碎度和表面活性剂的量对实验的影响显著, 为显著性影响因子, 其他两个因素虽有影响, 但均为非显著性影响因子。芦丁的最佳提取工艺条件为:A 3B 2C 2D 2, 即药材为细粉、表面活性剂量为0. 05g 、溶剂200ml 、提取时间30min 提取效果最好。参考文献:
[1] 舒晓宏, 冯梅, 陈华, 等. 槐花米中芦丁提取最佳pH 值的实验
研究[J]. 大连医科大学学报, 2005, 27(2) :91
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[3] S am o Kreft, M artina Knapp, and Ivan Kreft. Extraction of
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[5] 廖华卫, 邓金梅, 宋粉云. 正交法优化槐米中芦丁的提取工艺
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[9] 季梅, 李强. 槐米中芦丁的提取工艺研究[J ]. 山东医药,
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(收稿日期 2009-06-11)
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提高芦丁提取效率的优化设计
王慧云 孙珊珊 王 雪 石茂建 尹红霞
(济宁医学院药学院, 山东日照 276826)
提 要 目的 筛选出对芦丁提取具有较好协同作用的非离子型表面活性剂, 优化卢丁提取工艺。方法 考察常见非离子型表面活性剂对卢丁提取效率的影响, 以筛选出的提取效率较好的非离子型表面活性剂作为协同剂, 采用L 9(34) 正交试验, 对影响槐花米提取效果的诸因素(药材的粉碎度、表面活性剂用量、溶剂用量、加热时间) 进行优选。结果 T w een 20对芦丁的提取具有明显协同作用。药材粉碎度和表面活性剂用量为显著性影响因子, 其他两个因素虽有影响, 但均为非显著性影响因子。结论 在本实验条件下芦丁的最佳提取工艺条件为:药材用量10g 、药材为细粉、T w een 20用量0. 05g 、溶剂200ml 、提取时间30m in 。
关键词 表面活性剂; 芦丁; 槐花米; 正交试验
中图分类号:R282. 4 文献标识码:A 文章编号:1000 9760(2009) 08 0235 04
Orthogonal test for the study of the effects on the extraction efficiency of rutin
from flos sophorae and for the optimization of extraction process
WA N G H ui y un, S UN S han shan, WA N G X ue, et al
(Pharmaceutical Science Schoo l, Jining M edical U niv ersity , Rizhao 276826, China)
Abstract:Obj ective To select the most effic ient surfactant for extracting rutin from Flos sophorae and opti mize the extraction process. Methods Different non -ionic surfactants were used as assistants to extract rutin from flos sophorae under the same conditions and the most efficient surfactant for extracting rutin from Flos sopho rae were selected. Then the L 9(34) orthogonal test was used to optimize the extraction conditions. Moreover, the effects of the following conditions:the crush herbs, surfactant concentration, solvent c oncentration, heating time on the extrac tion rate and the purity of rutin from flos sophorae were investigated. Results The results indicated that the extraction effic iency of Rutin from Flos sophorae was improved obviously by the non -ionic surfactant Tween 20. The crush herbs, surfactant concentration were the significant influencing factors, however the solvent c oncentration and heating tim e were non -obviouse factors. Conclusion The optimal extraction condition of rutin from Flos sophorae was medicinal materials powder, surfactant dose was 0. 05g, amount of solvent was 200ml and the extraction time was 30min, when the amount of medicinal materials was 10g.
Key words:Surfactant; Rutin; Flos sophorae; Orthogonal test
确切了解整合子甲型副伤寒耐药性的传播作用, 还有待大量标本的研究与动态比较。参考文献:
[1] 李军, 陶建蜀, 刘杨, 等. 贵阳地区一株甲型副伤寒沙门菌隐
蔽质粒的测序研究[J]. 医学检验与临床, 2008, 19(2) :16[2] Wondw ossen A. Gebreyes and Siddhartha Th aku r. M u lti
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[3] Vila J, J Ruiz. Class I in tegrons in Salmonella strain cau sing
traveler`s diarrhea[J ]. Antimicrobial Agents and chemothera py, 2006, 50:1612
[4] Ploy M C, Lambert T , Couty JP, et al. Intergron an antibiotic
res istan ce gen e captu re an d expression system[J]. Clin Ch em Lab M ed, 2000, 38:483
[5] Goldstein C, Lee M D, S anchez , et al. Incid ence of clas s and
in tergrases in clin ical and commensal b acteria from live stock, com panion animals, and exotics [J]. Antimicr ob Agents Chemother, 2001, 45:723
(收稿日期 2009-06-12)
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为了充分利用药材, 近年来人们在不断尝试、寻求一些新技术、新方法提高药材的提取效率
[1~5]
济 宁 医 学 院 学 报
JOURNA L OF JINING ME DICAL UNIVERSITY V o l 32 No . 4 2009
置, 用冷水洗涤, 得芦丁粗品。
表面活性剂的选择:分别用不同表面活性剂按照上述操作步骤, 对芦丁进行协同提取实验, 结果见表1。
表1 表面活性剂对提取的影响
项目对照样吐温20吐温80
表面活性剂种类
司盘80
聚氧乙烯单硬脂酸脂聚乙二醇单硬脂酸酯
0. 80428. 04%89. 4%0. 89028. 90%91. 5%0. 94269. 43%91. 1%产量
产率
纯度
。利用表面活性剂的增溶作用协同提取天然
药物, 可以用溶有少量表面活性剂的水代替高浓度的醇或其他机溶剂进行天然药物的提取, 从而大大降低提取成本, 并提高提取率, 且无环保问题[6~7], 因此该研究近年来引起人们极大的研究热情
[5~8]
。
芦丁又名芸香苷, 是槲皮素的3 O 芸香糖苷, 槐米的主要成分, 具有抗菌消炎、抗辐射、调节毛细血管壁的渗透、降低血管的脆性、止血和对紫外线的强吸收及良好的抗氧化等作用, 广泛用于医药、保健食品中, 具有很高的利用价值[9]。为了优化芦丁的最佳提取工艺, 本文利用正交实验设计, 研究表面活性剂协同作用下影响芦丁提取效率的因素, 设计芦丁的最佳提取工艺, 不仅可节约资源, 而且可充分利用药物中有效成分, 提高其利用率。1 实验部分1. 1 仪器与药品
仪器:754紫外可见分光光度计(上海精密科学仪器有限公司) ; BS 224S 型电子分析天平(北京塞多利斯仪器系统有限公司) ; FW100万能粉碎机(天津市泰斯特仪器公司) , 万能电阻炉(山东省龙口市电炉总厂) 。
药品:槐花米(安徽省毫州市中药饮片厂) ; 芦丁标准品(中国生物制品检定所) ; 吐温20(天津市巴斯夫) ; 吐温80(山东省化工研究院) ; 司盘80(天津市天河化学试剂厂) ; 聚氧乙烯单硬脂酸脂(上海两鹏添加剂化工有限公司试剂分公司) ; 聚乙二醇单硬脂酸酯(天津市天河化学试剂厂) ; 95%乙醇(山东省新泰市华康医药有限公司) ; 浓盐酸(济南试剂总厂) 。
1. 2 实验方法
提取实验:表面活性剂协同芦丁提取工艺以碱提酸沉法的提取工艺为基础, 在浸泡提取阶段加入表面活性剂起协同作用, 具体工艺流程如下:槐米
石灰水、硼砂表面活性剂
水平123
0. 83628. 36%93. 4%1. 790017. 9%92. 5%0. 71327. 13%90. 5%
由表1可知, Span 80、Tw een 80的加入导致芦丁产率下降, 而且还使产品纯度降低, 对芦丁提取无协同作用; 聚氧乙烯单硬脂酸脂和聚乙二醇单硬脂酸酯能使芦丁产率稍有升高, 但产品纯度有所
下降, 且无明显协同作用; T w een 20使芦丁产率大大升高, 而且产品纯度变化很小, 对芦丁提取具有明显的协同作用。综合考虑产率和纯度两方面的因素, 因此本文选用Tw een 20进行实验。
正交表的设计:为了考察药材粉碎度(A ) 、表面活性剂量(B) 、溶剂用量(C) 、提取时间(D) 等因素对卢丁提取效率的影响程度, 本论文采用正交实验设计的方法对上述因素进行了考察。每个因素各取3个水平, 在平行操作条件下, 采用L 9(3) 正交试验, 以芦丁粗品提取率和纯度为评价指标, 见表2。
表2 L 9(34) 因素和水平表
A 药材粉碎度原药材粗粉细粉
B
表面活性剂量/g
0. 0250. 0500. 075
C
V (溶剂用量) /ml
150200250
D 提取时间/min
2030404
浸泡过滤滤渣
干燥
滤液芦丁
卢丁提取率与提取纯度的测定及方差分析:根据正交表L 9(3) 进行实验, 将所得到的粗品于60 干燥8h, 移至干燥器中, 放置1h 后得芦丁粗品。采用沸水重结晶法, 取上述提取的芦丁粗品, 按1 200加蒸馏水煮沸至完全溶解, 稍放冷后抽滤、冷却、析晶、抽滤后, 沉淀物于60 干燥8h, 移至干燥器中, 放置1h 后称其质量。得到芦丁样品。4
酸沉静置
过滤
称取经粉碎后的槐米10g , 加入蒸馏水, 用饱和石灰水调pH 值8~9, 加入硼砂和表面活性剂, 浸泡20min, 再煮沸提取30min, 抽滤, 滤液用质量
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JOURNAL OF JINING MEDIC AL UNIVERSIT Y V o l 32 No . 4 2009
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由表4方差分析结果可知, 药材粉碎度和表面活性剂量对芦丁的提取率为显著性影响因子, 而其它因素均为非显著性影响因子。而在提取的芦丁纯度方面, 表面活性剂的量和溶剂的量为显著性影
响因子, 而药材粉碎度和加热时间均为非显著性影响因子。
影响芦丁提取效率及提取纯度因素效应曲线图:对各因素的影响程度作图, 得其各因素影响效应曲线图, 见图1、图2。
表3 提取率与纯度正交分析结果及直观分析表
所在列因素实验1实验2实验3实验4实验5实验6实验7实验8实验9
1药材粉
碎度111222333
2
3
4
实验结果提取率0. 01590. 02440. 03750. 0640. 09180. 05560. 06340. 04840. 0996
纯度0. 89660. 94320. 84670. 93540. 87350. 90010. 92480. 94310. 8819
表面活加热性剂量溶剂量时间1231231230. 0480. 9190. 0550. 9200. 0640. 8760. 0160. 044
123231312
123312231
均值1提取率0. 026
纯度
0. 895
0. 0400. 0690. 9130. 8840. 0630. 0480. 9200. 9230. 0640. 0500. 8820. 9080. 0240. 0210. 0380. 039
均值2提取率0. 070
纯度
0. 903
均值3提取率0. 072
纯度
0. 917
极差 提取率0. 044
纯度
0. 022
将得到的芦丁粗品进行纯度分析:精密称取芦丁标准品适量, 配制其标准溶液, 绘制吸光度 芦丁质量浓度标准曲线, 得其标准曲线的回归方程为y=0 0085+29 3x , 相关系数为r =0 99978SD =0 00722。称取芦丁样品15m g, 用质量分数为70%的乙醇溶解并定容, 精密移取1ml, 置于25ml 容量瓶中, 再用质量分数为70%的乙醇定容, 在波长259nm 处测定吸光度, 由标准曲线得芦丁的质量浓度, 计算粗产品中芦丁质量分数并进行直观分析, 芦丁样品纯度及质量分数的直观分析表如表3。
综合平均值的大小, 选取对芦丁提取率影响最大的各因素的最佳水平组合为A 3B 3C 3D 1, 即选取药材细粉, 表面活性剂量为0. 075g, 溶剂量为250m l, 加热时间为20min 。对表3结果进行方差分析, 结果见表4。
表4 提取率及提取纯度正交方差表
因素
药材粉碎度表面活性剂的量
溶剂量加热时间误差
由图1可见, 药材的粉碎度对芦丁提取效率的影响最为明显, 芦丁的提取效率随粉碎度的增加显著增加, 表面活性剂及溶剂量的增加也可明显提高芦丁的提取效率, 但其影响程度小于药材粉碎度的影响, 而加热时间的延长则降低了芦丁的提取效率, 由其影响效应曲线可以看到, 其影响程度也较显著, 只是当时间超过30m in 后其影响程度基本不再发生变化。
由图2可见, 随药材的粉碎度、加热时间、及溶剂量的增加, 芦丁提取纯度略有增加, 但其增加的
偏差平方和自由提取率纯度
0. 0040. 0040. 0010. 0010. 01
0. 0010. 0040. 0030. 0020. 01
F 比
F 临
显著性
度提取率纯度界值提取率纯度
22228
2. 6672. 6670. 6670. 667
0. 4004. 4601. 6004. 460
显著显著
不显著显著显著不显著
1. 2004. 460不显著0. 8004. 460不显著
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素明显不同, 当表面活性剂浓度较高时, 芦丁的纯度反而随表面活性剂浓度的增加而下降, 而且其影响程度明显高于其它三种因素。综合表3, 表4和图2, 由各因素对芦丁提取纯度的影响程度, 确定最佳提取条件为A 3B 2C 2D 2, 即药材细粉, 表面活性剂0. 005g , 溶剂量200ml, 加热时间30min 。表面活性剂的量和溶剂的量影响显著, 而药材粉碎度和加热时间影响不显著。2 结果与讨论
2. 1 药材粉碎度的影响
由表3和图1、2可知随着药材粒度的减小, 提取率和纯度都随之增加, 这是因为随着药材粒度的减小, 药材的表面积增加, 因此其与溶剂的接触面积增加, 芦丁的溶出量增加, 导致提取率和纯度的增加。
2. 2 吐温 20用量的影响
改变表面活性剂吐温 20的用量进行实验, 结果亦见表3和图1、2, 可知, 随着吐温 20用量的增大, 芦丁的产率也随之提高, 但当其用量达到0. 05g 后, 产率不再变化。这是由于吐温 20用量的增大, 其降低表面张力的能力增强, 因此增加了对药材的润湿能力, 随着表面活性剂用量的增加, 表面活性剂逐渐形成胶束, 对芦丁的增溶作用增强, 达到临界胶束浓度后其降低界面张力的能力基本不再发生变化, 因此其对药材的润湿能力不再增强。故其产率变化不显著。而纯度则恰好相反, 随着用量的增加, 纯度降低, 这说明吐温 20胶束不仅对芦丁有增溶作用, 同时也对其它杂质有增溶作用, 导致纯度降低。综合两方面因素, 以槐米与吐温 20的质量比在100 0. 5为宜。2. 3 溶剂量的影响
改变溶剂的量进行实验, 由结果及效应曲线可知, 随着溶剂量的增加, 芦丁的提取率和纯度都有所增加, 在溶剂的量为200ml 时达到最大, 此后溶剂量再增加, 含量和纯度都不再增加, 甚至有下降的趋势。原因在于当溶剂的量过大时, 不仅芦丁的溶出增加, 杂质等的溶出量也增加, 大量杂质的存在影响了芦丁的溶出量, 导致提取量和纯度的降低。综合提取率和纯度两方面的因素, 以溶剂的量为200ml 最佳。2. 4 提取时间的影响
改变提取时间进行实验, 结果可以看出, 随着
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提取时间的延长产率有所提高, 但当提取时间达到30m in 以上时, 产率已基本稳定; 而且提取时间的延长, 将导致杂质溶出使产品纯度下降。综合考虑芦丁产率和纯度两方面因素, 以提取30min 为宜。3 结 论
(1) 非离子型表面活性剂T w een 20对提高芦丁的提取效率具有明显的协同作用。
(2) 以槐米中所含成分芦丁的提取率和纯度为评价指标, 采用L 9(34) 正交试验, 对影响槐米的沸水煎煮提取效果的诸因素:药材的粉碎度、表面活性剂的用量、溶剂用量和加热时间进行优选, 综合提取率和纯度两方面的因素, 药材的粉碎度和表面活性剂的量对实验的影响显著, 为显著性影响因子, 其他两个因素虽有影响, 但均为非显著性影响因子。芦丁的最佳提取工艺条件为:A 3B 2C 2D 2, 即药材为细粉、表面活性剂量为0. 05g 、溶剂200ml 、提取时间30min 提取效果最好。参考文献:
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(收稿日期 2009-06-11)