西芹(ApiumgraveolensL.)为伞形科植物。医学家认为,西芹始于药用,具有降血压、健胃、利尿、润肺等功效,后来把它用作辛香蔬菜。
其含有大量的黄酮类化合物,黄酮类化合物的生理活性多种多样,具有降低血管脆性及异常的通透性、降血脂、降血压、抑制血小板聚集及血栓形成、抗氧化、抗菌、抗病毒等作用,而其中最具有代表性的黄酮类化合物西芹素(苷)具有预防肿瘤发生的生物活性而备受关注。
本实验采用超声波法提取西芹中的总黄酮类物质,旨在探讨西芹中总黄酮的最佳提取工艺,为西芹的质量评价及在西芹进一步的研究过程中正确选择原料及其综合开发提供科学依据。
1、原料、仪器与试剂
1.1原料
试验药材:西芹茎叶,采于青海省乐都县。
1.2仪器
FA1064N型电子天平(上海精密仪器仪表有限公司);TU-1810紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司);KQ-300B型超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司);DFY-200C粉碎机(上海谷宁实业有限公司);60目筛网。
1.3试剂
95%乙醇(AR)、氢氧化钠(AR)、亚硝酸钠(AR)、硝酸铝(AR)、芦丁标准品;实验用水为蒸馏水。
2、实验方法与结果
2.1样品的处理
取西芹茎叶,切断,烘干,粉碎后过60目筛作为实验样品备用。
2.2样品溶液的制备
准确称取1.0000g西芹茎叶混合粉末,用60%乙醇20ml超声提取30min,过滤取其滤液,即得待测溶液。
2.3紫外分光光度法测定西芹总黄酮显色方法
精密吸取1.0ml样品溶液至25ml容量瓶中,加95%乙醇5ml,加入5%亚硝酸钠溶液1ml,摇匀,6min后加入10%硝酸铝溶液1ml,摇匀,6min后加入10%氢氧化钠溶液5ml,95%乙醇定容。随行做空白对照。
2.4最大吸收波长的确定
取上述样品溶液,在全波长范围内扫描溶液的紫外吸收光谱,该溶液在510nm处有最大吸收值,因此本实验选择510nm作为检测波长。
2.5对照品芦丁标准溶液的制备
精密称取芦丁标准样品0.0101g,至25ml容量瓶中,用95%乙醇溶解并稀释至刻度,即得芦丁对照品标准溶液。
2.6标准曲线的绘制
精密吸取芦丁标准溶液0.0、0.4、0.8、1.2、1.6、2.0ml分别置于25ml容量瓶中,按2.3项方法,分别在510nm处测定其吸光度。结果见表1。
根据上表数据,以吸光度A为纵坐标,以芦丁标准溶液的浓度C(mg/ml)为横坐标绘制标准曲线,见图1。得到芦丁浓度C与吸光度A关系曲线,其线性回归方程式为:y=8.1259x+0.0023,相关系数R2=0.9996。
2.7供试品溶液总黄酮含量的测定方法
精密称取西芹茎叶混合粉末1.0000g,用60%乙醇20ml超声提取30min。按照2.3项下的方法将提取后的溶液进行处理,测定吸光度。根据公式X=(A-0.0023)/8.1259×25×20/1000计算出样品的总黄酮浓度。
3、超声波提取法的单因素实验及结果
影响超声波提取法提取效率的因素主要有:提取剂浓度(乙醇浓度),提取次数,提取时间及料液比4个因素。本单因素实验主要通过考察上述4个因素来判断它们对于提取率的影响。
从而选出每个单因素下的最优条件,为进一步正交实验奠定基础。
3.1提取剂浓度对总黄酮收率的影响
精密称取西芹茎叶混合粉末1.0000g各5份,分别置于250ml锥形瓶中,各自按照料液比1∶20分别加入40%,50%,60%,75%和90%乙醇,超声提取时间为30min。根据2.3项下的方法将提取后的溶液进行处理,制备供试品溶液,分别在510nm下测出吸光度,以乙醇浓度为横坐标,以吸光度A为纵坐标作图,见图2,测定结果见表2。
实验结果表明,50%乙醇提取效果最好,往后随着乙醇浓度加大,总黄酮含量开始下降。可能是随着乙醇浓度增加,某些脂溶性杂质溶出量增加,干扰因素增多所致。因此应该选择50%左右的乙醇作为西芹茎叶总黄酮提取溶剂。
3.2料液比对总黄酮收率的影响
精密称取粉碎好的西芹茎叶混合原料1.0000g5份,分别置于锥形瓶中,按照料液比1∶10,1∶15,1∶20,1∶25和1∶30,加入50%乙醇,超声提取时间30min。根据2.3项下的方法将提取后的成分进行处理,制备供试品溶液,分别在510nm下测定吸光度,以料液比为横坐标,吸光度A为纵坐标,见图3,测定结果见表3。
实验结果表明,料液比1∶20提取效果最好,随着料液比加大,总黄酮含量开始下降。可能是随着料液比增加,某些杂质的溶出量增加,干扰因素增多所致。因此应该选择1∶20左右料液比作为西芹总黄酮提取溶剂体积。
3.3提取时间对总黄酮收率的影响
精密称取西芹茎叶混合原料1.0000g5份,分别置于锥形瓶中,按照料液比1∶20依次加入50%乙醇,按照提取时间30min,40min,50min,60min,70min进行超声提取。根据2.3项下的方法将提取后的成分进行处理,制备供试品溶液,分别在510nm下测出吸光度,以提取时间为横坐标,吸光度A为纵坐标,见图4,测定结果见表4。
实验结果表明,提取时间为50min,提取效果最好,随着提取时间增加,总黄酮含量开始下降。可能是随着提取时间的增加,某些黄酮成分被破坏所致。因此选择50min作为西芹中总黄酮提取时间。
3.4提取次数对总黄酮收率的影响
精密称取西芹茎叶混合原料粉末1.0000g各4份,分别置于锥形瓶中,按照料液比1∶20依次加入50%乙醇,提取时间均设定为50min。分别按照提取次数1次,2次,3次,4次进行超声提取,分别合并提取液。根据2.3项下的方法进行处理,制备供试品溶液,分别在510nm下测定吸光度,以提取次数为横坐标,吸光度A为纵坐标,见图5,测定结果见表5。
实验结果表明,随着提取次数增加,总黄酮含量升高,但提取3次后,含量变化曲线已较为平缓。考虑到生产工艺对时间的要求和溶剂的损耗,提取次数以3次以内为宜,故本实验选取提取3次为总黄酮含量的提取次数。
3.5正交实验确定各单因素之间相互影响的大小以上讨论了各单因素影响,根据每种单因素的最佳条件,为每个单因素设定提取的最佳范围,即当提取剂为50%乙醇,料液比为1∶20,提取时间为50min,提取次数为3次时,提取效果最好。但在实际操作中,各因素之间相互交叉影响。因此,为了全面考察影响因素,选择L9(34)正交表,以乙醇浓度,料液比,提取时间和提取次数为4因素,做3水平正交实验,正交实验因素水平表见表6。正交实验结果见表7。方差分析结果见表8。
实验结果表明,由表8可知,影响西芹总黄酮提取的主次因素顺序为D>C>A>B,即提取次数>料液比>乙醇浓度>提取时间。由表7可知,西芹总黄酮含量最高为2.65%。西芹总黄酮含量最佳提取工艺为A1B2C2D3,即45%乙醇、每次提取50min、料液比1∶20、提取3次。
4、讨论
本论文主要通过乙醇超声波提取法提取西芹总黄酮,通过单因素实验,筛选出了单因素最佳提取条件。并利用正交设计试验,研究了西芹总黄酮化合物最佳提取工艺。该工艺操作简便,结果可靠,为进一步研究西芹提供了科学依据。
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