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淺究微波輔助提取白頭翁皂苷
微波輔助提取具有選擇性高、用時(shí)短、加熱均勻、溶劑消耗少、有效成分提取率高等優(yōu)點(diǎn)，現已被廣泛應用于天然產(chǎn)物活性成分提取分離中。
摘要：利用響應面法對白頭翁(Pulsatilla chinensis)皂苷的微波提取條件進(jìn)行了優(yōu)化。在單因素試驗基礎上，利用Box-Behnken中心組合設計原理及響應面法分析并建立二次回歸模型。以乙醇體積分數、微波功率、微波時(shí)間為考察因素，以白頭翁皂苷提取率為響應值，研究了各因素對白頭翁皂苷提取率的影響。確定最佳微波提取條件為乙醇體積分數50%、微波功率300 W、微波時(shí)間4 min，在此條件下，白頭翁皂苷提取率達到5.33%。
關(guān)鍵詞：白頭翁(Pulsatilla chinensis);皂苷;響應面法;微波輔助提取
中藥白頭翁為毛茛科植物白頭翁(Pulsatilla chinensis)的干燥根，始載于《神農本草經(jīng)》，其性味苦寒，具有清熱解毒、涼血止痢、燥濕殺蟲(chóng)之功效[1，2]。它的化學(xué)成分有白頭翁皂苷、胡蘿卜甙、白頭翁素等，主要有效成分為白頭翁三萜皂苷[3，4]�，F代藥理研究表明，它具有增強免疫力、抗炎、抗腫瘤、抗病原微生物等作用[5，6]，尤其在抗腫瘤及抗癌的新藥開(kāi)發(fā)方面有很大的應用潛力[7，8]。近年研究還發(fā)現其所含的某些活性成分對治療老年性癡呆(阿爾茨海默病)效果顯著(zhù)[9，10]。
微波輔助提取技術(shù)(MAE)利用每秒幾億次周期變化的微波透入物料內，使物料內的各部分在同一瞬間獲得能量促使細胞破裂，使細胞液溢出并擴散到溶劑中，從而達到提取有效成分的目的[11]，具有省時(shí)、高效，操作簡(jiǎn)便、提取成本低等優(yōu)點(diǎn)[12]。本研究以白頭翁為原料，白頭翁皂苷B4含量為指標，采用微波輔助溶劑提取白頭翁皂苷，考察了乙醇體積分數、微波功率、微波時(shí)間等因素對白頭翁皂苷提取率的影響，并通過(guò)響應面法對主要因素進(jìn)行了優(yōu)化，旨在為白頭翁皂苷的綜合利用提供借鑒和參考。
一、材料與方法
1.1 材料與試劑
白頭翁干燥根，購自牡丹江市老百姓大藥房;白頭翁皂苷B4標準品，純度≥98%，貴州迪大生物科技有限公司;甲醇、乙腈(色譜純)，J&K CHEMICAL LTD公司;甲醇、乙醇(分析純);水為實(shí)驗室自制超純水。
SB-5200DTN型超聲波清洗機(寧波新芝生物科技股份有限公司);XH-MC-1型實(shí)驗室微波合成儀(祥鵠科技發(fā)展公司);Waters 2695型高效液相色譜儀(Waters公司);Waters 2998型紫外檢測器(Waters公司);色譜柱(4.6 mm×150 mm);MF 22R型臺式微量冷凍離心機(美國貝克曼庫爾特公司);BSA2245S-CW型電子分析天平(德國賽多利斯科學(xué)儀器有限公司);FZ102微型植物粉碎機(蘇州江東精密儀器有限公司)。
1.2 方法
1.2.1 標準曲線(xiàn)的制作 精密稱(chēng)取白頭翁皂苷B4標準品3.00 mg，置于5 mL容量瓶中，加入甲醇溶液定容配得濃度為0.600 mg/mL的母液，梯度稀釋為0.600、0.300、0.200、0.100、0.050、0.025 mg/mL的標準品溶液，分別標記為1、2、3、4、5、6，經(jīng)4 000 r/min離心10 min后，依次取6組標準品溶液，在檢測波長(cháng)為201 nm，流動(dòng)相為乙腈∶水∶磷酸(27∶73∶0.1)，等度洗脫，洗脫流速為1.0 mL/min;25 ℃柱溫的高效液相色譜條件下進(jìn)樣10 μL。繪制標準曲線(xiàn)，得出回歸方程。
1.2.2 單因素試驗 將白頭翁干燥根于微型植物粉碎機中粉碎，0^50目篩，準確稱(chēng)取5.0 g，若干份，分別加入一定體積分數的乙醇溶液，配制成不同料液比(g∶mL，下同)的樣品溶液，在一定的微波功率下提取一定的時(shí)間，趁熱抽濾，4 000 r/min離心10 min，取上清液入高效液相色譜儀，將得到的峰面積代入回歸方程，依下式計算白頭翁皂苷B4提取率，重復操作3次取平均值，考察不同因素對白頭翁皂苷提取率的影響。
式中，Y為提取率，%;C為目的成分的濃度，mg/mL;V為提取液體積，mL;M為原料重量，g。
1.2.3 響應面試驗設計 綜合單因素試驗的分析結果，選擇乙醇體積分數、微波功率及微波時(shí)間為考察因素，以白頭翁皂苷提取率為響應值，利用Box-Behnken設計試驗，見(jiàn)表1。
二、結果與分析
2.1 標準曲線(xiàn)方程
以質(zhì)量濃度為橫坐標，峰面積為縱坐標，得到回歸方程為Y=2 586.4X-26.734，R2=0.999 6，白頭翁皂苷在0.025～0.600 mg/mL。
2.2 單因素試驗結果
單因素試驗結果見(jiàn)圖1。初步選定過(guò)50目的白頭翁粉末，乙醇體積分數60%、料液比1∶8、微波功率300 W、微波時(shí)間4 min為最佳提取條件，采用響應面法對微波輔助提取白頭翁皂苷的條件進(jìn)行優(yōu)化。
2.3 響應面試驗結果
2.3.1 回歸模型的建立及方差分析 通過(guò)軟件Design expert 7.0對試驗設計及結果(表2)中的試驗數據進(jìn)行分析，可得到白頭翁皂苷提取率與各個(gè)影響因素之間的關(guān)系模型為：
Y=5.150-0.021A-0.100B+0.081C-0.031AB-0.410AC+0.490BC-0.500A2-0.620B2-0.160C2
在試驗設計范圍內，對一次項系數進(jìn)行分析可知，各因素影響順序為：乙醇體積分數<微波時(shí)間<微波功率。對模型的各項因素數據進(jìn)行方差分析，具體結果見(jiàn)表3。由表3可知，整個(gè)響應面的回歸方程模型的P值小于0.01，呈極顯著(zhù)水平，而失擬項F=2.14，P=0.238 1，二者均大于0.05可知，失擬項不顯著(zhù)，且試驗誤差小，說(shuō)明這是一項擬合度較高的回歸模型;此外，該模型R2=0.967 5，模型校對系數R2adj=0.925 8，表明模型可以解釋92.58%的響應值變化范圍，因此，該模型可以對微波輔助溶劑法提取白頭翁皂苷效果進(jìn)行分析和預測。
2.3.2 響應面圖分析 響應面圖形是反映響應值與各個(gè)試驗因素之間變化的三維圖形，可從中分析出參數與最佳參數間的相互作用關(guān)系[13，14]�；诙位貧w模型進(jìn)行響應面繪圖，分別給出了各因素間交互影響顯著(zhù)的響應面圖(圖2)。3個(gè)響應曲面均為開(kāi)口向下的凸形曲面，乙醇體積分數、微波功率、微波時(shí)間3個(gè)因素與白頭翁皂苷的提取率呈拋物線(xiàn)關(guān)系，各因素對白頭翁皂苷提取效果的影響較為顯著(zhù)，且在考察范圍內存在響應值的極高值。乙醇體積分數在45%～55%，微波功率在250～350 W，微波時(shí)間在3～5 min的范圍內有較大的響應值。運用 Design expert 7.0軟件對試驗結果進(jìn)行優(yōu)化，得出皂苷提取率最大時(shí)乙醇體積分數48.7%、微波功率295.8 W、微波時(shí)間4.25 min，考慮到操作的簡(jiǎn)便及實(shí)際情況，選擇最優(yōu)條件為微波時(shí)間4 min、微波功率300 W、乙醇體積分數50%。采用上述優(yōu)化條件進(jìn)行重復試驗，得出實(shí)際提取率為5.33%。因此，在實(shí)際應用提取時(shí)，可利用本研究響應面法優(yōu)化后的提取條件，該參數可靠、準確、實(shí)用。
三、結論
微波輔助溶劑提取法進(jìn)行了單因素試驗研究，考察了料液比、乙醇體積分數、微波功率、微波時(shí)間等因素對白頭翁皂苷提取率的影響，發(fā)現微波功率、微波時(shí)間、乙醇體積分數的影響較為顯著(zhù)，因此，利用Design expert 7.0軟件的響應面設計對主要影響因素進(jìn)行了優(yōu)化，得出各因素的影響順序：微波功率>微波時(shí)間>乙醇體積分數，確定最佳微波提取條件為乙醇體積分數50%、微波功率300 W、微波時(shí)間4 min，此條件下白頭翁皂苷提取率達到5.33%。
參考文獻：
[1] 國家藥典委員會(huì ).中華人民共和國藥典：一部[M].北京：中國醫藥科技出版社，2010.
[2] 劉 琳，金鳳燮.白頭翁皂苷的分離提純[J].大連輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報，2004，23(1)：18-21.
[3] 鐘長(cháng)斌，李 祥.白頭翁的化學(xué)成分及藥理作用研究述要[J].中醫藥學(xué)刊，2003，21(8)：1338.
[4] BANG S C，KIM Y，LEE J H，et al. Triterpenoid saponins from the roots of Pulsatilla koreana[J].J Nat Prod，2005，68(2)：268-272.
[5] 舒瑩，韓廣軒，劉文庸，等.中藥白頭翁的藥材、化學(xué)成分和藥理作用的研究[J].藥學(xué)實(shí)踐雜志，2000，18(6)：387.
[6] 蔡 鷹，唐永明，梁秉文.白頭翁體外抗腫瘤實(shí)驗研究[J].中草藥，1999，30(6)：441-443.
[7] XU Q M，SHU Z，HE W J，et al.Anti-tumor activity of Pulsatilla chinensis(Bunge)Regel saponins in human liver tumor 7402 cells in vitro and in vivo[J].Phytomedicine，2012，19(3/4)：293-300.
[8] 莊賢韓，耿寶琴，雍定國.白頭翁抗腫瘤作用實(shí)驗研究[J].實(shí)用腫瘤雜志，1999，12(5)：94-97.
[9] HAN C K，PARK Y H，JIN D Q，et al.SK-PC-B70M from Pulsatilla koreana improves scopolamine-induced impairments of memory consolidation and spatial working memory[J].Brain research，2007，1184(12)：254-259.
[10] XUE J F，LIU Z J，HU J F，et al. Ginsenoside Rb1 promotes neurotransmitter release by modulating phosphory-lation of synapsins through a cAMP-dependentprotein kinase pathway[J].Brain Res，2006，11(6)：91-98.
[11] 李 楊.微波輔助萃取技術(shù)在食品工業(yè)中的研究進(jìn)展[J].中國釀造，2006(9)：5-8.
[12] 王 菲.響應面分析法優(yōu)化微波輔助提取軟棗獼猴桃黃酮[J].食品研究與開(kāi)發(fā)，2010，9(31)：6-10.
[13] YIN X，YOU Q，JIANG Z.Optimization of enzyme assisted extraction of polysaccharides from Tricholoma matsutake by response surface methodology[J].Carbohydrate Polymers，2011， 86(3)：1358-1364.
[14] ZHANG J，JIA S，LIU Y，et al. Optimization of enzyme-assisted extraction of the Lycium barbarum polysaccharides using response surface methodology[J].Carbohydrate Polymers，2011， 86(2)：1089-1092.
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