正交法优选槐花米中芦丁的提取工艺

【摘要】  采用微波预处理- 水提联合工艺,采用正交实验方案 ，以芦丁粗品收率为指标, 考察微波功率、微波处理时间、槐花米含水量、粒度、提取溶剂用量、提取时间等因素对芦丁的提取收率影响, 并与水提取方法进行比较。实验结果表明, 微波预处理-水提联合工艺提取效率高, 工艺简单。

【关键词】  槐花米； 芦丁； 微波预处理； 水提取； 正交试验

    槐花米是一种常用中药, 属豆科植物槐Sophora japonica L. 的干燥花及花蕾, 其主要有效成分是芦丁,能调节毛细血管的渗透性, 保持和恢复血管的正常弹性。以槐米为原料提取芦丁,有多种提取工艺如水提法、酸碱法［1］、醇提法［2］等, 但是这些提取法的共同弊端就是提取周期较长, 有效成分的提取率较低。1986年Ganzler 等［3］成功地应用微波炉进行有机化合物的提取以来, 微波提取就广泛应用于样品中有机污染物、天然化合物及生物活性成分的提取等。微波辅助提取可以显著提高目标成分的提取率, 减少对提取溶剂的限制 , 达到强化与优化传热传质的目的［4］。本研究以利用微波技术改造传统工艺为出发点,考察微波预处理-水提取联合工艺的主要影响因素, 从而寻求其最佳提取工艺。
 
　　1   试验部分

　　1.1  材料 

    槐花米药材由广州致信药业有限公司中药饮片厂提供（经植物粉碎机粉碎为槐花米粉粒过筛, 制备细、中、粗3 种粒度的粉粒备用。粗粒>0.9 mm , 0.2 mm<中粒<0.9 mm , 细粒<0.2mm）；蒸馏水、芦丁标准对照品为药品生物制品检定所提供；其他试剂均为分析纯。

　　1.2  主要设备与仪器

    格兰仕变频微波炉； 循环水真空抽滤系统；真空干燥箱。

　　1.3  实验方法

    选用不同粒度的槐花米药材, 精确称量10g , 加入一定量的蒸馏水, 混合均匀。在变频微波炉中,以不同水平的微波功率、辅助时间进行微波照射。每份样品待其冷却后, 重复照射一次。微波预处理后, 以不同水平的提取溶剂用量与提取时间进行煎煮提取（提取过程中保持溶剂恒定）。将提取液趁热抽滤，滤液静置过夜。析出淡黄色沉淀，抽滤，沉淀物用水洗3次，抽干，60℃真空干燥，得芦丁粗品，粗品收率。

　　1.4  定性分析

    取芦丁粗品适量以少量乙醇溶解后点于同一聚酰胺薄层板上, 点的位置要高于展开剂, 以甲醇- 丙酮- 苯- (8∶2∶2) 为展开剂,  展开后取出, 晾干，以1%三氯化铝甲醇溶液喷雾显色，显色前后分别于紫外灯(波长为254 nm) 下检测, 与芦丁标准品对照, 确认提取物中含有芦丁。

　　2  结果

　　2.1   正交实验方案

    水分是最易极化的物质, 对微波呈强烈选择性吸收。一定条件下, 微波场对生物组织的影响表现为功率窗的效应, 微波辐照时间体现了微波能量的积累。水提取影响因素很多, 其中最主要的3个因素是粒度、提取溶剂用量和提取时间。因此根据实验与分析, 结合微波提取因素和水提取因素, 选用正交表L18 (37) , 研究微波预处理-水提取联合工艺主要因素：微波功率、微波时间、药材含水量（质量为10 g 的药材, 微波辐照时加入的含水量）、粒度、提取溶剂用量、提取时间对槐花米中芦丁提取特性的影响, 并进行了优选条件的验证和各因素的显著性分析。选定实验因素与水平见表1 。表1  槐花米微波辅助提取因素及水平表（略）

　　2.2  正交实验直观分析

    以芦丁粗品为指标, 正交实验直观分析结果见表2 、表3。由表2 、表3可见, 以芦丁粗品为指标成分进行分析时, 各因素对实验结果的重要性为：F>A>D>C>E>B , 优选条件组合是A3B1C1D2E2F3 , 即： 微波功率560 W  , 辐照时间2 min ×2 次, 基质含水量40 mL,粒度为中粒, 提取溶剂用量120 mL , 提取时间2.5 h 。从方差分析表可以看出，所考察的因素对芦丁收率均无统计学意义（P>0.05），但从表3可以看出，这些因素对于芦丁的收率有一定的影响。综上所述，优选条件组合是A3B1C1D2E2F3。表2  L18 (37) 槐花米微波辅助提取正交实验结果（略）表3  芦丁粗品的直观分析（略）表4  芦丁粗品的方差分析（略）

　　2.4  优选条件的验证

    以芦丁粗品为指标, 优选条件组合是A3B1C1D2E2F3, 即： 微波功率560 W(80 %功率档) ,辐照时间2 min ×2 次,基质含水量20 mL, 粒度为中粒, 提取溶剂用量120 mL , 提取时间2.5 h , 重复实验3 次,芦丁粗品平均收率22.54%。

    单纯用水提取方法，即粒度为中粒, 提取溶剂用量120 mL , 提取时间2.5 h , 重复实验3 次,得到的芦丁粗品平均收率14.52%。微波预处理-水提取联合工艺得到芦丁粗品平均收率明显高于单纯用水提取方法得到的收率。

　　3  讨论

    微波是电磁波的一部分，微波所具有的非热效应可以松弛氢键，击穿细胞膜，加速溶质分子对基体的渗透和目标组分的溶剂化，提高提取效率。天然植物中的有效成分往往包埋在有表皮保护的内部薄壁细胞或者液泡内，破壁非常困难。微波加热导致细胞内极性物质，尤其是水分子吸收微波能，产生大量热量，使细胞内温度迅速升高，液态水汽化产生的压力将细胞膜和细胞壁冲破，形成微小孔洞，进一步加热导致细胞内部和细胞壁水分减少，细胞收缩，表面出现裂纹。孔洞和裂纹的存在使胞外液容易进入细胞内，溶解并释放细胞内有效成分。在含水的溶剂萃取极性化合物时，微波辅助提取显示出较大优势［6］。

    本实验采用了微波处理加水提的方法提取槐花米中的有效成分芦丁。第一步采用微波辐照, 通过微波加热使基质材料内部的细微组织结构发生变化, 减小提取过程中目标成分在基质材料内部的传质阻力； 第二步水提取,保持提取过程中芦丁成分在基质材料内外较高的浓度差, 所以提取效率高,工艺简单。通过正交实验得到了提取的优选条件组合，即：微波功率560 W, 辐照时间2 min ×2 次, 基质含水量40 mL ,粒度为中粒, 提取溶剂用量120 mL , 提取时间2.5 h。这一方法与单一的水提法相比，提取效率大大提高。

【】
  　　1 王新南.亚硫酸钠在芦丁生产中的应用.医药，1983，6：34.

　　2 李松武，等.芦丁提取新工艺.中成药，1990，12（9）：12.

　　3 Ganzler k , Salgo A , Valko K. Advances with supercritical fluids. Journal of Chromatography ,1986 , 371 ： 299~306.

　　4 李健.微波萃取在中药方面的应用.贵阳中医学院学报，2002，24（4）：38~39.

　　5 严炎中.微波法在中药有效成分提取中的应用特点.海峡药学，1998，15（1）：691~692.