微波輔助提取草豆蔻中山姜素和小豆蔻明工藝研究
作者：鄭曉敏
草蔻（Alpinia katsumadai Hayata）是姜科山姜屬多年生草本植物，種子入藥，名草豆蔻，為藥典收載品種，有燥濕健脾，溫胃止嘔、祛寒止瀉、收斂等功效。山姜素和小豆蔻明是其主要有效成分，屬于黃酮類化合物，在抑制血小板聚集、抑制腫瘤形成以及抗炎抑菌方面均有較強活性。
對于黃酮類化合物的提取，一般常用溶劑提取法，包括冷提法、熱提法、超聲波萃取技術、微波萃取技術等。目前草豆蔻中山姜素和小豆蔻明的提取方法研究只有回流法，采用微波輔助法，通過單因素和正交試驗對草豆蔻中山姜素和小豆蔻明的提取工藝進行研究，為更好地開發(fā)和利用草豆蔻提供理論基礎。
1 材料與方法
1.1儀器與設備
LC 1OATvp液相色譜儀：島津公司；XH-100A微波催化合成／萃取儀：北京祥鵠科技發(fā)展有限公司；Cascada超純水系統(tǒng)：德國Pall Corporation; RE-52AA旋轉蒸發(fā)儀：上海亞榮生化儀器廠；SHB-B88型循環(huán)水式多用真空泵：鄭州長城科技工貿有限公司。
1.2試劑與原料
草豆蔻購于當?shù)厮幍�，無水乙醇、乙酸、甲醇均為分析純：天津市廣成化學試劑有限公司，山姜素和小豆蔻明對照品：中國藥品生物制品檢定所。
1.3試驗方法
1.3.1 山姜素和小豆蔻明含量的測定
采用Agilent Eclipse XDB-C18(5μm, 4.6 mm×150 mm)色譜柱，流動相梯度為：0—16 min，V（甲醇）：V（1%乙酸）=52：48; 16—60 min，V（甲醇）：V（1%乙酸）=62：38，檢測波長梯度為：0—16 min, 286 nm; 16—40 min, 346 nm。
1.3.2草豆蔻提取液的制備
將干燥的草豆蔻種子粉碎過50目篩，精密稱取1.0g，置于250 mL圓底燒瓶中，加入一定量的一定體積分數(shù)的乙醇溶液，提取一定時間，冷卻，過濾；濾液用旋轉蒸發(fā)儀減壓濃縮至干，殘留物用60%的甲醇50mL分次溶解，移人50 mL容量瓶中，定容，搖勻，避光低溫保存。
1.3.3單因素試驗
提取時間的考察：以無水乙醇提取，功率為80(1W，料液比為1：50( g/mL)，提取溫度80℃，提取時間分別為5，10，15，20和25 min，提取1次。
提取功率的考察：以無水乙醇提取，固定時間10mm，提取溫度80℃，料液比為1：50（g/mL），功率分別為600，700，800，900和1000 W，提取1次。
乙醇體積分數(shù)的考察：固定時間10 min，提取溫度80℃，功率為700 W，料液比為1：50( g/mL)．乙醇體積分數(shù)分別為20 %，40%，60%，80%和100%，提取1次。
料液比的考察：以無水乙醇提取，固定時間10min，提取溫度80℃，功率為700 W，料液比分別為1：5.1：10,1：15，1：20和1：25( g/mL)，提取1次。
1.3.4正交試驗
在單因素試驗結果的基礎上，設計L16(45)的微波萃取法正交試驗，考察乙醇體積分數(shù)、料液比、提取時間、提取次數(shù)和提取功率對提取效果的影響，正交試驗因素水平見表1，并在最優(yōu)條件下進行驗證試驗。
2結果與分析
2.1單因素試驗結果與討論
2.1.1提取時間的影響
由圖1分析可知，時間過短，目標成分不能充分溶出，時間過長，可能導致目標成分的熱分解以及溶劑的損失。當提取時間為10 min時，山姜素和小豆蔻明含量均達到最大。
2.1.2提取功率的影響
由圖2分析可知，山姜素和小豆蔻明的含量隨微波功率的增加先增加后減小，在700 W時達到最大，可能是由于隨著微波功率的增加，分子運動加劇，細胞膜破碎程度加大，微波功率過大，則對細胞內物質的選擇加熱性能差異減小，一些雜質物質先被溶出，從而造成含量降低。
2.1.3乙醇體積分數(shù)的影響
由圖3分析可知，當乙醇體積分數(shù)在40%～100%范圍內變化時，山姜素和小豆蔻明的提取含量變化不明顯。
2.1.4料液比的影響
由圖4分析可知，溶劑相對用量太少，不利于山姜素和小豆蔻明的浸出，在料液比達到1：10(g／mL)以上后，提取量變化不大。
2.2正交試驗結果與討論
2.2.1 正交試驗設計及試驗結果
由表2可知，以山姜素含量為指標，直觀分析結果表明各因素對測定結果影響順序是：D>E>A>B>C，最佳提取條件為：A4B4C3D4E4；以小豆蔻明的含量為指標，直觀分析結果表明各因素對測定結果的影響順序是：C>A>E>B>D，最佳提取條件為：A3B4C3D3E3；以總含量為指標，直觀分析結果表明各因素對測定結果的影響順序是：E>D>A>B>C，最佳提取條件為：A4B4C3D4E4。
由方差分析表3可知，微波功率對小豆蔻明的提取含量影響有統(tǒng)計學意義，最佳提取功率選為800W，而乙醇體積分數(shù)、提取時間、料液比和提取次數(shù)對山姜素和小豆蔻明的提取量均無顯著影響。本著經(jīng)濟有效的原則，最后確定最佳提取工藝為：采用100%乙醇、提取12 min、功率800 W、料液比1：12（g/mL）、提取2次，即A4B4C3D2E2。
2.2.2驗證試驗
在最佳提取工藝條件下，用同樣方法檢測，重復5次，山姜素和小豆蔻明的平均含量分別為8.73 mg/g和0.99 mg/g，總含量為9.72 mg/g，與正交表的最高得率相當。表明選取的最佳工藝穩(wěn)定、可靠。同一批藥品在回流法最優(yōu)條件下提取，山姜素和小豆蔻明的含量分別為8.61 mg/g和0.94 mg/g，表明微波萃取法的提取量稍高于加熱回流法，且大大縮短了提取時間。
取10 g草豆蔻粉末，在微波萃取法最佳工藝條件下提取，進行放大試驗，用同樣方法檢測，測定結果山姜素和小豆蔻明的質量分別為8.75 mg/g和1.12 mg/g，放大結果良好，上述提取工藝為山姜素和小豆蔻明的最佳提取工藝。
3結論
用乙醇作為提取溶劑，通過單因素試驗和正交試驗，確定了草豆蔻中山姜素和小豆蔻明微波萃取法最佳工藝為：100%乙醇、溫度80℃、提取12 min、功率800 W、料液比為1：12( g/mL)、提取2次。提取工藝合理，操作簡單，為山姜素和小豆蔻明的進一步純化奠定了堅實的基礎。4摘要
利用微波輔助提取法，采用單因素和正交試驗對草豆蔻中山姜素和小豆蔻明的提取工藝進行優(yōu)化，確定最佳工藝條件為：100%乙醇、12倍溶劑用量、提取時間12 min、微波功率800 W，提取2次，山姜素和小豆蔻明的提取率分別為8.73 mg/g和0．99 mg/g。所選取的提取工藝提取效率高、穩(wěn)定，為草豆蔻的藥物綜合利用提供了依據(jù)。
上一篇:酶法穩(wěn)定化新鮮米糠研究
