安徽农业科学。JournalofAnhuiAgri.Set.2011。39(1):131—133。136责任编辑刘群燕责任校对傅真治白花蛇舌草中黄酮提取工艺的优化及其结构鉴定张彩霞,蔡定建,方文英(江西理工大学材料与化学工程学院,江西赣州341000)摘要[目的]采用微波辅助提取白花蛇舌草(Hedyotis吨舢口)中的黄酮类化合物,并优化其提取工艺,对提取物的化学结构进行鉴定,为白花蛇舌草药用价值的进一步开发提供参考。[方法]用正交试验优化白花蛇舌草黄酮类化舍物的最佳提取工艺条件,通过紫外光谱、红外光谱等对提取物的化学结构进行表征。[结果]影响黄酮提取率的因素主次顺序为:提取温度>乙醇浓度>提取时问>料液比;最佳提取工艺为:乙醇浓度为80%,提取时间为40min,料液比为l:40,提取温度为80℃,在此条件下白花蛇舌草中黄酮的提取率迭2.86%。白花蛇舌草的黄酮类化合物主要成分为黄酮醇类。[结论]该研究为白花蛇舌草药用价值的进一步开发提供了参考。关键词白花蛇舌草;黄酮;微波提取;正交试验中图分类号s567文献标识码A文章编号0517—66ll(.2011)oi—00131一∞OptimizationofExtractionProcessofFlayonoi‘IsfromHedyotisdiffusaantiIdentiffcationofItsStructureZHANGCai-xiaetal(CollegeofMaterialandChemistryEngineering,JiaIl弘iUniversityofScienceandTechnology,Ganzhou,Ji粕黟i341000)AbstractfObjective1Tooptimizetheextractionprocessofflavonoidsfromidentifyitsstructure,∞锄toproviderefer-enceforthefurtherdevelopmentofthemedicinalvalueofHedyotisgift.s.[Method]Byemployingsinglefactortestandorthogonaltest。theextractionprocessofflavonoidsfromHedyotisdiffⅢawasopitimized.ItschemicalstructurewasidentifiedbyUVandIRanalysis.【ResultHe@otis蛳口andtoasTheinflueneingorderofeachfactorfionduration>solidtoontheyieldofflavonoidsWaSdeterminedbeextractiontemperature>concentrationofethanol>extrac-follows:80%ofethanolconcentration,40minofextractionliquidratio.andtheoptimaltoextractionconditionswereduration.1:40ofsoliddertheoptimumliquidratioand80℃ofextractiontemperature.TheyieldofflavonoidsfromwereHedyot/s蛳口wasupto2.86%un.diffl岱aforthefurtherdevelopmentofthemedicinalvalueofHedyotisdiffm,a.KeywordsHedyotisdiffⅢa;Flavonoids;Microwaveextraction;Orthogonalextractionconditions.TheflavonoidsfromHedyotisrichinilavon01.IConclusion]Thestudyprovidesreferencetest黄酮类化合物是一类在植物中分布很广而且重要的多酚类天然产物,具有抗氧化、抗肿瘤、消炎及免疫调节、抗病毒等生物活性…,因此,黄酮的提取与活性研究成为当前生所提供;无水乙醇、NaOH、AICI,、Feel,、镁粉和浓盐酸等,均为国产市售分析纯。1.1.3主要仪器。Biotage微波合成仪,由环球分析测试仪器有限公司生产;l_ambda35紫外可见分光光度计,由美国PE公司生产;UV-2802PC/PCS型分光光度计,由尤尼柯(上海)仪器有限公司生产;AVATAR370型傅立叶变换红外光谱命科学研究的热点。目前,人们主要是研究如何从芸香科、唇形科、豆科及百合科旧“。等植物中提取黄酮类化合物,但从茜草科植物中提取黄酮类化合物的研究报道比较少见一1。白花蛇舌草(Hedyotisd舢口)为茜草科1年生草本植仪,由美国热电公司生产lR201旋转蒸发仪,由常州诺基仪器有限公司生产;恒温水浴锅,由江苏金坛市中大仪器厂生产;FAl004型电子天平。由上海良平仪器仪表有限公司生产;JJ-2切割粉碎机,由佛山市南海区麦可酷机械制造有限公司生产。1.2方法1.2.1白花蛇舌草中黄酮的提取工艺流程。干燥的白花蛇物,广泛分布于亚热带地区,在我国江西、福建等地均有生长,其味苦甘,无毒。前人研究表明,白花蛇舌草中含有大量生物活性物质,如黄酮类、萜类、甾醇类、多糖类等成分"1。现代药理研究表明,白花蛇舌草具有抗肿瘤、抗菌消炎、抗化学诱变和提高免疫功能等作用,l临床上主要用于治疗肝炎、肾炎、尿道炎及蛇毒,近年来又应用于各种癌症的治疗一1,具有广阔的开发前景。目前,对白花蛇舌草中黄酮的提取工艺报道很少,笔者采用微波提取工艺,从白花蛇舌草中提取了黄酮类化合物,并通过正交试验设计优化其提取工艺,应用紫外可见分光光度法测定白花蛇舌草中黄酮的含量,借助紫外光谱和红外光谱鉴定白花蛇舌草中黄酮类化合物的结构,以期为白花蛇舌草药用价值的进一步开发提供参考。1材料与方法1.1材料1.1.1研究对象。白花蛇舌草,产自江西于都禾丰,经赣南舌草一粉碎—微波提取一抽滤一定容测吸光度一旋转蒸发一粗制黄酮一煮沸溶解一热过滤一旋转蒸发一精制黄酮一结构鉴定。1.2.2标准溶液的制备。精确称取芦丁标准品100nag,置于100ml容量瓶中,加入50%乙醇溶解,摇匀,定容至刻度,精确量取此标准液5.OlIll,置于50llll容量瓶中,稀释,定容,备用。1.2.3标准曲线的制作。精确量取标准溶液O、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0医学院药学研究中心李青松教授鉴定为白花蛇舌草(^『e咖一t/s,//flea)正品,整草洗净,晾干,粉碎。1.1.2主要试剂。芦丁对照品,由中国药品生物制品检定lIll分别置于10IrII比色管中,并用浓度为50070的乙醇稀释至刻度,摇匀,配制成系列芦丁乙醇标准溶液。以试剂为空白,用lenl比色皿在2130—700nm波长范围进行扫描,计算其回归方程为A=孤2143C一0.0四l,r=o.9991.2.4单因素试验。2。基金项目作者简介收稿日期江西理工大学校级课题项目。张彩霞(1975一),女,甘肃静宁人,讲师。博士,从事应用化学研究。E-mail:zhangcx9932@sins.corno2010-lO.081.2.4.1乙醇浓度对白花蛇舌草黄酮提取率的影响。在乙醇浓度分别为0、70%、80%、95%、100%,料液比为l:30,温度为70℃,提取时间分别为40min的条件下微波提取白花万方数据132安徽农业科学2011年蛇舌草中黄酮,计算黄酮提取率,考察乙醇浓度对白花蛇舌草黄酮提取率的影响。1.2.4.2微波提取时间对白花蛇舌草黄酮提取率的影响。在提取时间分别为20,40、60、80inin,料液比分别为1:30,温度为70℃,乙醇浓度为80%的条件下微波提取白花蛇舌草中黄酮,计算黄酮提取率,考察提取时间对白花蛇舌草黄酮提取率的影响。1.2.4.3料液比对白花蛇舌草黄酮提取率的影响。在料液比分别为l:25、l:30、1:35、1:40,乙醇浓度为80%,温度为70℃,提取时间为60min的条件下微波提取白花蛇舌草中黄酮,计算黄酮提取率,考察料液比对白花蛇舌草黄酮提取率的影响。1.2.4.4提取温度对白花蛇舌草黄酮提取率的影响。在提取温度分别为60、70、80、90℃,料液比为l:30,提取时问为60min,乙醇浓度为80%的条件下微波提取白花蛇舌草中黄酮,计算黄酮提取率,考察提取温度对白花蛇舌草黄酮提取率的影响。1.2.5正交试验。以乙醇一水为溶剂,根据单因素试验结果,选取对试验结果影响较为显著的4个因素设计L。。(45)正交试验表(表1)。表1正交试验的因素和水平Table1Factorsandlevelsoforthogonaltest1.2.6黄酮含量测定。参照文献[10]方法对提取液中黄酮的含量进行测定。准确吸取样品提取液1.OIIll,用浓度为50%的乙醇溶液稀释至5.Onll,摇匀,取一定量置于25IIll具塞刻度试管中,测定吸光度,代入回归方程计算出黄酮含量,并计算提取率。黄酮提取率(%)=提取液中黄酮含量/物料质量×100。1.2.7结构鉴定。将白花蛇舌草提取液在200—600nm波长范围扫描其紫外吸收光谱进行结构鉴定。将提取液旋蒸、烘干,取白花蛇舌草黄酮类化合物的微量干样与KBr混合压片,用AVATAR370型傅立叶变换红外光谱仪进行定性测定。2结果与分析2.1单因素试验结果2.1.1乙醇浓度对白花蛇舌草黄酮提取率的影响。当用水进行提取时样品漂浮于水中并未浸泡于其中,提取率很低。由图l可知,黄酮提取率随着乙醇浓度的升高而升高,在乙醇浓度为95%时达到最高,之后又逐渐降低。这可能与微波加热的机理有关,提高乙醇浓度可以增加提取剂对物料的渗透性,并可提高黄酮类化合物的溶解度,从而提高得率;但在使用微波加热时,主要是物料中的极性分子尤其是水分子吸收微波能,产生大量热量使物料升温,乙醇浓度增加减小了水的比例,使物料升温减慢从而影响得率。另外,高浓度乙醇使细胞内蛋白质凝固,黄酮不易溶出。因此,最佳乙醇浓万方数据度为95%。篆备星量笛舟鬟乙醇浓度Ⅳ%Ethanolconcentration图1乙醇浓度对黄酮提取率的影响隐.1TheinfluenceoftheconcentrationofethanolOnextrac-tionrateofflavonoids2.1.2微波时间对白花蛇舌草黄酮提取率的影响。由图2可知,在提取时间20一40min时,提取率随时间延长逐渐升高,在40min时提取率达到最高,再延长时间提取率反而逐渐下降。这可能是因为提取40min时所含黄酮物质已基本溶出,所以增加提取时间不能使提取率升高。另外,微波作用时间长环境温度也会升高,部分溶剂乙醇挥发从而影响提取效果;温度升高会使蛋白质及杂质沉淀影响黄酮溶出。所以选择提取时间为40latin。专荟罢量笛辞簧微波时间ⅣminMicromreduration圈2微波时间对黄酮提取率的影响脚2Theinfluenceofmicrowaveduration蚰extlPMtionrateofflavonoi(Is2.1.3料液比对白花蛇舌草黄酮提取率的影响。由图3可知,提取率随料液比的增大逐渐提高,在料液比为l:30时提取率达到最高,再增加料液比,提取率反而逐渐下降。其原因可能是提取剂对微波能的吸收增加导致细胞液对微波能雩琶星自笛静蔓料液比Soiid--[[quidratio圈3料液比对黄酮提取率的影响rig.3Theinfluenceofsofid-fiquidratio岫exll-ationi-ateofIla-’o删凼39卷l期张彩霞等白花蛇舌草中黄嗣提取工艺的优化及其结构鉴定133吸收减少,细胞破裂不完全,黄酮不能充分溶出。因此,最佳料液比为1:30。2.1.4提取温度对白花蛇舌草黄酮提取率的影响。由图4可知,在提取温度60一80℃时,提取率随温度延长逐渐升高,在80℃时提取率达到最高,再延长温度提取率反而逐渐下降。可能是由于提取温度太高,导致黄酮类化合物的破坏,另外温度太高可能导致乙醇的挥发。因此,最佳的提取温度为80℃。差.茎耋羹Extract提取温度II℃ingtemperature图4提取温度对黄酮提取率的影响№.4TheinfluenceofmractingtemperatureOI!extractionrateofflavonoids2.2正交试验结果根据正交表设计L。。(45)试验,结果见表2。襄2正交试验结果Table2Theresultoforthogonalexperiments空歹U试验号黄酮提取率∥%ABCBlankDI.'lavonoidTestNo.columnextractionratet&t良良L乱tU"舛他拍t矗&i毛叭舛稻孵B矗&&i卜%"恐¨盯i&i&L孔"∞砸弱i王衢B馏卯驺由表2可知,微波提取白花蛇舌草中黄酮的最佳条件为:A3B:C,D,,即乙醇浓度为80%、提取时间为40min、料液比l:40、提取温度为80℃。各因素对白花蛇舌草中黄酮的提取率影响的大小顺序为:提取温度>乙醇浓度>提取时间>料液比。2.3验证试验由于微波提取白花蛇舌草中黄酮的最佳条万方数据件未在正交试验中进行,需进行验证试验。按照最佳工艺条件进行试验,测得白花蛇舌草中黄酮的提取率为2.86%,优于正交试验表中的提取率,说明该最优条件稳定。2.4黄酮类化合物的定性鉴定结果通过盐酸一镁粉反应,黄酮化合物溶液颜色由浅黄色逐渐变为紫红色,另外在提取物中加入1%FeCI,、NaOH,溶液分别变为蓝色、棕黄色,由此可判断被测物可能是黄酮醇类、黄酮等黄酮类化合物。2.5自花蛇舌草中黄酮类化合物的结构鉴定结果2.s.1红外吸收光谱测定结果。白花蛇舌草提取物红外吸收光谱测定结果如图5所示,扫描范围为4000—400cm~,分辨率4cm~,扫描次数32。由图5可知,在3444.7em“处羟基伸缩振动吸收峰很强,表明羟基的数目较多,在苯环第V区900~600cm“处的吸收峰中,黄酮醇类具有五取代特征(黄酮中的A环),在468cm“附近有1个中强吸收,系苯环(黄酮中的B环)l,2,4一i取代的特征吸收峰。1096.2cm“处有1中强吸收峰,系黄酮醇类中C—O—C醚键伸缩振动,l644.7crn“为C=0的特征吸收峰,l389.6cm。为酚羟基(Ar-OH)的吸收峰。从谱图对照结果可知,提取物为黄酮醇类物质。萎o8曼磊卜星稚霉蝌波数Wavena蚍rsⅣ耐图5白花蛇舌草提取物的红外光谱图Fig.5IRSpectraofextractfromHedyotisdiffum2.5.2紫外吸收光谱测定结果。对白化蛇舌草中黄酮提取物进行紫外扫描所得到的吸收光谱如图6。皇耋蓉波长WavetergthIInm图6白花蛇舌草提取物的紫外光谱图Fig.6UVSpectraofextractfromHe@otis哟归骝由图6可知,白花蛇舌草提取物在波长240—250nm和360am处各有1个吸收峰。黄酮和黄酮醇在波长250、350—370nnl处有2个主要的吸收峰.因此可初步判断白花蛇舌草中黄酮类化合物主要为黄酮、黄酮醇类。又因在NaOH显色反应中,其溶液呈棕黄色,由此可知白花蛇舌草中黄酮类化合物主要成分为黄酮醇类。(下转第136页)136安徽农业科学2011年原酸的提取率为超声时间25min,乙醇水比2.5:1,超声频率8相比于传统的乙醇回流提取方法,用超声波来提取植物中的有效成分具有提取时间短,提取效率高,更能有效保留植物中的有效成分等优点。目前,牛蒡叶是一种尚未被开发利用的很有价值的药用资源,该研究采用现代超声波技术,对牛蒡叶中的有效成分绿原酸进行提取,优化了超声波提取条件,为其得到合理开发应用奠定了基础。参考文献[1]高新楼,李晓青,韩燕丽牛蒡的营养保健功能与加工利用[J].中国食物与营养,2005(12):43—44.[2]马利华,宋慧,秦杰.牛蒡提取物体外抗氧化性的研究EJ].科研开发,2007.23(1):69~72.8,提取功率900W,绿原酸的提取率最高为2.904%,正交试验结果说明优化试验条件可行,可靠。袭2正交试验结果Table2Resultsofortllogonaltest[3]尹玲,刘丹赤,邵长明.牛蒡的研究与开发进展[J].Et照职业技术学院学报,2007,2(2):27—29.[4]阎I,J娟,韩鲁佳,江正强.金银花中绿原酸提取纯化工艺的优化[J].中国农业大学学报,2002,7(2):22—26.[5]张克陂金银花绿原酸提取工艺的改进[J].中草药,1982,13(12):14一16.[6]马柏林,梁淑芳.杜仲中绿原酸的提取分离研究进展[J].陕西林业科技,z003(4):74—79.[7]刘佳佳,赵固玲,章晓骅,等.金银花绿原酸酶法提取新工艺研究[J].中威药,2002,24(6)-416-418.【8]SHEblJ,LIJOAc.Compsl'iⅫ'tonmethodsforextractingDNAfromptmi-dophyt.[J].AgriculturalScience&Technology,2009,10(6):26—28.[9]魏晓玲,孙海洲,卢德勋,等.苜蓿总甙提取工艺的研究[J].畜牧与饲料科学,2007,28(3):28—29.[10]SHIKM,ZHOIJYF.AnimprovedmethodofextractingArtemisiaabrota-iltlmGenomicOr、『A[J].A画c山JralScience&Technology,2008,9(2):36—38.3结论与讨论该研究通过单因素试验考察了超声时间、乙醇水比、超声频率、超声功率对提取牛蒡叶中绿原酸的提取率的影响,结合考虑其他因素优化单因素试验条件;并在此基础上通过正交试验设计,综合考察上述4个主要因素对绿原酸得率的影响,分析得出影响牛蒡叶中绿原酸提取率的因素主次顺序依次为乙醇水比>超声时间>超声频率>超声功率,得出牛蒡叶中绿原酸提取工艺的最佳条件:超声时间25min,乙醇水比2.5:1,超声频率8s,提取功率900W,在此条件下,绿原酸的提取率最高,为2.922%。[11]苏兰利,张书杰.苜蓿多糖提取工艺改进rJ].畜牧与饲料科学加昕,28(4):31.[12]YANGPz,皿、NGsT,PANLJ,da1.Effectsofultrasound/diluteH2S04pretreatmentOlieellula..,eactivityoftomstrawliquidfermenuation[J].AgriculturalScience&Technology,2009,10(6):20—22.[13]朱飞娥,田自华,张产义.甘草总黄酮微波法提取上艺的研究【J].畜牧与饲料科学,加嘴,29(5):l一2.+・+—+・+・+-+—_.—-+—_.——+—一.——_.—-■叶—+—+—+-+—+—■—-+——-・——・■——■——・’一-■—-+—..——■一—+—+—■—呻—_.一—+-+—■——■——_.—-■一—..——+-・●・・+-+-—卜・(上接第133页)3结论与讨论通过正交试验设计,得出各因素对黄酮提取率影响顺序为提取温度>乙醇浓度>提取时间>料液比;确定微波辅助提取白花蛇舌草中的黄酮类化合物的最佳工艺条件为乙醇浓度为80%,提取时间为40min,料液比为1:40,提取温度为踟℃,在此条件下黄酮的提取率为2.86%。通过紫外光谱及红外光谱鉴定,结果表明,白花蛇舌草中的黄酮类化合物主要为黄酮醇类化合物,这为白花蛇舌草药用价值的进一步开发提供了参考。该试验只对白花蛇舌草中的黄酮类化合物的提取方法和工艺进行了初步研究,有关提取物的分离、纯化等方面的理论研究有待于进一步深入。参考文献[1]张培晓黄酮化学[M].北京:化学工业出版社,:a009:364一了74.【2]胡志军,郝幂Ⅱ君,王南溪,等.D-101大孑1趿附树脂分离纯化橘皮中的黄酮类物质[J].食品科学,2010,31(8):65—69.【3]杨斌,觇蕾朝,陈功锡,等.微波提取槲撅根茎中黄酮类物质条件优化试验[J].中药材,2009,32(12):1907—1910.[4]赵永光,赵莹,张建平,等.超声波法提取枸杞叶中黄酮类化合物的研究[J].中固酿造,2009,213(12):131—133.[5]谢建伟,黄兰芳,贺云彪,等.黄芪中黄酮类化合物色谱指纹图谱的光谱相关色谱分析[J].光谱试验室,2010,27(2):553—557.[6]马宏芳,牛雪平,孟双明,等.正交试验法优选黄花菜中黄酮的微波提取工艺[J].内蒙古大学学报:自然科学版,2010,41(3):297—300.C7]符稳群,林雨婷.微波辅助提取白花蛇舌草黄酮的研究[J].安徽农业科学,2009,37(30):14680—14681.[8]逯萍,戴乾圜.白花蛇舌草化学成分研究进展[J].北京工业大学学报,2000,26(9):68-71.[9]吴柏林,徐燕白花蛇舌草抗肿瘤药理研究近况[J].现代中西医结合杂志,2008,17(9):1451—1452.[10]蔡定建,徐晶,辅堍鸱,等.棕笋中黄酮类物质的提取[J].贵州农业科学,2009,37(t2):164—168.万方数据