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关于款冬花多糖提取工艺研究
【编者按】:
医药论文是科技论文的一种是用来进行医药科学研究和描述研究成果
的论说性文章。
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关于款冬花多糖提取工艺研究
作者:
吕培霖,李成义,郑明霞
【摘要】目的探索超声法提取款冬花多糖的工艺条件,为款冬花多糖的提取工业化
提供理论依据。
方法采用正交试验法,对甘肃款冬花多糖的提取工艺进行研究。
结果
最佳工艺为10倍量水,水温40℃,超声时间50min,频率为50kHz。
结论此方法是一种
简单、快捷、高效的提取方法。
【关键词】款冬花;款冬花多糖;含量测定;提取工艺
1
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款冬花来源于菊科植物款冬(TussilagofafaraeL.)的干燥花蕾,为临床常用中药。
主要
用于治疗新久咳嗽、劳嗽咯血等症[1]。
多糖具有抗肿瘤、免疫、抗凝血、降血糖和抗
病毒等多种活性[2]。
本试验采用单因素考察和正交试验方法探讨超声法,提取款冬花多
糖的最佳工艺,为款冬花多糖工业化生产提供一定的理论参考。
1仪器与试药
BS2245型电子天平(北京赛多利斯仪器系列有限公司);KQ2100型超声清洗器(昆山市
超声仪器有限公司);UV-9100型紫外分光光度仪(北京瑞利分析仪器公司);HHS112电热
恒温水浴锅(江苏省医疗器械厂);SHZDⅢ循环水式多用真空泵(巩义市英峪子华仪器
厂)。
葡萄糖对照品(购于中国药品生物制品检定所,批号0833-9504);款冬花药材(甘肃中
医学院李成义教授鉴定)。
浓硫酸、苯酚、95%乙醇、乙醚、丙酮等试剂均为分析纯。
蒸馏水自制。
2试验方法
2.1标准曲线的制备
2
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精密称取105℃干燥至恒重的葡萄糖标准品100mg,置于100mL容量瓶中,加蒸馏水
溶解,稀释至刻度。
量取上述溶液10mL于100mL容量瓶中,稀释至刻度,得浓度为0.1
mg/mL的葡萄糖标准溶液。
精密量取上述葡萄糖标准液0.1、0.2、0.4、0.6、0.8mL,分
别置于10mL刻度试管中,依次加蒸馏水至2.0mL,摇匀。
分别加入5%苯酚溶液1.0mL,
再迅速加入5.0mL浓硫酸,振摇5min,于沸水浴中静置加热15min,冷却。
随行空白。
在
490nm处测定吸光度[3]。
以葡萄糖浓度(C)为横坐标,吸光度(A)为纵坐标,进行线性回归。
得回归方程:
C=15.67A-0.00407(r=0.9995),浓度在1.22~9.727mg/mL范围内呈良好的线性关系。
2.2款冬花多糖的提取
称取1g款冬花样品粉末(18目),置于100mL锥形瓶中,加80%乙醇20mL,在温度为
30℃、频率为60kHz条件下超声提取30min,滤过。
同样条件,重提一次。
合并药渣。
对预处理后的药渣,分别以不同料液比、超声时间、温度和频率进行提取,合并提取液,参
照2.1项下方法,在波长490nm处测定吸光度,单因素考察,采用正交试验优选出多糖最
佳提取工艺[3]。
3结果与分析
3
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中药提取分离新技术的研究进展
【关键词】中药;提取分离;综述
现代中药质量控制及研究在很大程度上依赖于中药有效成分提取分离的结果。
常用
的提取分离方法(如煎煮法、回流法、浸渍法、渗漉法等)在保留有效成分、去除无效成
分方面,存在着有效成分损失大、周期长、工序多、提取率不高等缺点。
近年来,在中药
提取分离方面出现了许多新技术、新方法,如超临界流体萃取技术、大孔树脂吸附法、
半仿生提取法、高速离心分离技术等,这些新技术和方法的应用,使得中药提取既符合传
统的中医药理论,又能达到提高有效成分的收率和纯度的目的。
因此,运用新提取技术研
究中药,是实现中药现代化的重要途径,必将为中药现代化研究注入新的活力。
笔者就近
年来几种新方法在中药提取过程中的应用进行简单的概述。
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1中药提取新技术
1.1超临界流体萃取技术
超临界流体是指处于临界温度和临界压力以上,物理性质介于气体与液体之间的流
体。
这种流体兼有气体和液体的特点,它具有和气体相当的高渗透能力和低粘度,又具有
和液体相近的密度和对许多物质优良的溶解能力。
超临界流体萃取是以超临界流体代
替常规有机溶剂对目标组分进行萃取和分离的新型技术,与传统的提取分离法相比,其最
大的优点是可以在近常温条件下提取分离不同极性、不同沸点的化合物,几乎保留中药
中全部有效成分,无有机溶剂残留,因此,其中药有效成分提取的纯度高,而且收率高,操作
简单、节能。
葛氏等[1]研究了超临界C02萃取柴胡挥发油和皂苷的工艺,大大提高收
率,缩短提取时间,而挥发油的组成一致,只是各成分的含量有差异。
黄氏等[2]研究了超
临界CO2萃取当归中藁苯内酯,确定了工艺条件:
萃取温度40℃,压力35MPa,CO2消
耗量6OmL。
郁氏[3]对单味当归、川芎及复方当归和川芎在不同的工艺条件萃取结果
进行了比较,结果显示,复方产物的提取率明显高于单味产物提取率之和。
1.2大孔树脂吸附法
大孔树脂吸附分离技术是以采用特殊的吸附剂从中药复方煎液中有选择地吸附其中
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的有效成分、除去无效成分的一种提取精制的新工艺。
此外,大孔吸附树脂还可应用于
中药有效成分样品组成含量测定前的预分离。
该方法具有设备简单、操作方便、节省
能源、成本低、产品纯度高、不吸潮等优点,因此,大孔树脂吸附法在中药研究和生产中
的应用日益广泛,取得了相当显著的成果。
近年来,大孔吸附树脂法已广泛地应用于中药
有效成分的分离与精制。
麻氏等[4]用大孔树脂分离银杏叶黄酮取得良好回收率。
陈氏
等[5]利用大孔吸附树脂分离银杏总内酯,得到质量合格而稳定的银杏叶提取物。
芦氏等
[6]利用大孔树脂法分离绞股皂苷得到良好收率。
耿氏等[7]用大孔吸附树脂对三七叶中
的总皂苷进行分离纯化,工艺流程已基本成熟,并进入日处理茎叶40kg的中试阶段,所得
三七叶苷含量达95%以上,提取率6%以上。
1.3半仿生提取法
半仿生提取法[8]是指从生物药剂学的角度,模仿1∶3服药物及其在胃肠道的转运过
程,采用一定DH的酸水和碱水依次连续提取,其目的是提取含指标成分高的活性混合
物。
它与纯化学观点酸碱法是不能等同的又因为此种提取方法的工艺条件要适合工
业化生产的实际.不可能完全与人体条件完成相同,仅半仿生而已,故称半仿生提取
法。
半仿生提取法的主要特点,一是提取过程符合中医配伍和临床用药的特点和口服药
物在胃肠道转运吸收的特点;二是在具体工艺选择上,既考虑活性混合成分又以单体成分
作指标,这样不仅能充分发挥混合物的综合作用,又能利用单体成分控制中药制剂的质量;
三是有效成分损失少。
总之,它可以提取和保留更多的有效成分,能缩短生产周期,降低成
本。
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在对多个单味中药和复方制剂的研究中,半仿生提取法已经显示出较大的优势和广阔
的应用前景。
有研究以阿魏酸、苦参碱、苦参总碱及干浸膏为指标,采用半仿生提取法
和水提取法对当归苦参丸的提取工艺进行比较研究,经4个指标综合评价发现,半仿生提
取法优于水提取法。
但目前半仿生提取法仍沿袭高温煎煮方式,容易影响许多有效活性
成分,降低药效。
因此,有学者建议将提取温度改为近人体温度,在提取液中加入拟人体消
化酶活性物质,使提取过程更接近于药物在人体胃肠道的转运吸收过程,更符合辨证施治
的中医药理论。
林氏等[9]以小檗碱、黄芩苷、栀子苷、总生物碱、总黄酮的含量、干
浸膏得率等为指标,采用半仿生法提取法对黄连解毒汤的最佳药材组合方式进行筛选,结
果表明,黄连解毒汤以黄连、黄柏与栀子合煎,黄芩单煎的提取方式最佳。
1.4酶工程技术
传统的提取方法如煎煮、有机溶剂浸出醇处理方法等,提取时温度高、提取率低、浪
费乙醇、成本高、不安全,而中药制剂的杂质大多为淀粉、果胶、蛋白质等,针对杂质选
用适当的酶,可以通过酶反应温和地将植物组织分解,加速有效成分的释放提取。
选用相
应的酶可将影响液体制剂澄清度的杂质如淀粉、蛋白质、果胶等分解祛除,也可促进某
些极性低的脂溶成分转化成糖苷类易溶于水的成分而有利于提取。
酶提取法在药物提
取中有较大的应用潜力,但该技术也存在一定的局限性。
酶提取法对实验条件要求比较
高,为使酶发挥最大作用,需先通过实验确定,掌握最适合的温度、pH值及作用时间等。
王氏等[10]研究用酶提取法提取银杏叶中黄酮,发现银杏叶经纤维索酶预处理后浸提,总
黄酮得率可提高到2.01%,其酶解过程的最优参数为:
料液中酶的质量浓度为0.125g/L,
酶与底物配比为1∶1200,酶解温度45℃,自然pH值,酶解时间2h。
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1.5超微粉碎技术
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3.1不同料液比对款冬花多
糖得率的影响
采用提取时间为40min,温度为30℃,频率为50kHz,考察不同料液比对款冬花多糖得
率的影响。
结果如图1所示。
款冬花多糖得率随料液比的增大而提高,在料液比从1∶
15到1∶20,提取多糖的量增长明显,从6.1%到最高值7.48%。
当料液比为1∶20时,款
冬花中的多糖成分已基本溶出,再增加提取液,多糖的得率减少。
3.2不同时间对多糖得率的影响
采用料液比为1∶20,提取温度为30℃,频率为50kHz,考察不同提取时间对款冬花多
糖得率的影响。
结果如图2所示。
结果表明,多糖的得率起初上升较快,提取至40min
时,达到最高点,而随着超声时间延长,多糖的得率反而减少。
由于超声处理时间过长,可
能导致部分多糖结构发生变化,糖链断裂,使多糖含量下降。
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3.3不同提取温度对多糖得率的影响
采用料液比为1∶20,提取时间为40min,频率为50kHz,考察不同温度对款冬花多糖得
率的影响。
结果如图3所示。
结果表明,30℃和40℃提取,对多糖得率差异不大,当温
度的上升50℃时,多糖得率从6.97%升高到11.21%。
随着温度的上升,多糖分子的运动
速度加快,使其更容易从款冬花细胞中提取出来,且热作用对细胞有破坏作用,使多糖更容
易溶出。
提取温度为60℃时,由于部分多糖水解,多糖得率略有下降。
3.4不同频率对多糖得率的影响
采用料液比为1∶20,温度为30℃,时间为40min。
考察不同频率对款冬花多糖得率
的影响,结果如图4所示。
不同频率对款冬花多糖得率的影响不明显,30~70kHz条件
下,多糖的得率在8.095%~11.44%之间,频率为50kHz时,多糖的得率最高。
3.5最佳工艺条件的确定
根据单因素试验的结果,选择料液比(A)、提取时间(B)、提取频率(C)、提取温度(D),
各个因素取3个水平,见表1。
按照L9(34)进行正交试验,以多糖得率为提取效果评价指
标对水提工艺条件进行优化[4],对测定结果进行直观分析,可知各因素对多糖含量的影响
大小为BCDA,且B3B1B2,C2C1C3,D2D1D3,A1A2A3,最佳水平组合为
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A1B3C2D2。
结果见表2。
将离差平方和较小的因素A和D列合并,作为误差估计,进行
方差分析,见表3。
表1因素水平表(略)表2水提法工艺L9(34)正交试验结果(略)表3
方差分析表(略)注:
F0.05(2,2)=19.00,F0.01(2,2)=99.00
方差分析结果表明因素B对多糖含量有显著影响,因素A、C、D对多糖含量无显著
影响。
由直观分析和方差分析结果,得到款冬花多糖超声提取的最佳工艺条件为A1B3C2D2,
即加10倍量水,40℃,超声提取50min,超声频率为50kHz。
4讨论
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先用80%乙醇提取,去除单
糖、低聚糖、苷类及生物碱等干扰性成分,然后用水提取多糖类成分。
超声法提取款冬
花多糖不仅增加了多糖的得率,节省溶剂,而且简化了提取步骤,也避免了高温对多糖的破
坏。
由表2可知,比较4个因素的极差值为BCAD,说明提取时间对款冬花粗多糖得率影
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响最大。
由正交试验结果分析表可得,较优的工艺条件为B3C2A1D2,即:
提取时间50
min,提取频率50kHz,料液比为1∶10,提取温度为40℃。
正交试验与采用单因素考察
结果基本一致。
单因素考察时,料液比为1∶20时多糖得率最高。
而正交试验时,10倍量
水的提取工艺最好。
【参考文献】
[1]国家药典委员会.中华人民共和国药典(一部)[S].北京:
化学工业出版社,2005.233.
[2]韦巍,李雪华.多糖的研究进展[J].国外医学药学分册,2005,32(3):
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[3]邬方宁.超声提取技术在现代中药中的应用[J].中草药,2007,38
(2):
315-316.
[4]方开泰.均匀设计与均匀设计表[M].北京:
科学出版社,1994.1-35.
医药卫生栏目
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