微波輔助提取夏枯草中齊墩果酸工藝

任堅(jiān)忍，余凡，張?jiān)娸恚子锕廨x

（陜西理工學(xué)院化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，陜西漢中 723001）

夏枯草（Spica Prunellae）為唇形目唇形科植物，別名麥穗夏枯草、鐵線夏枯草、鐵色草等，主要生長(zhǎng)于疏林、荒山、田埂及路旁，花期4月～6月，果期7月～10月，夏至即枯。夏枯草具有清火明目、清肝火、降血壓、抗病原微生物等作用，是一種常見(jiàn)的中藥材。一般是在夏季采取半干燥果穗入藥，但在臺(tái)灣市場(chǎng)多見(jiàn)全草使用。在一般涼茶鋪都有賣(mài)夏枯草飲料[1－2]。齊墩果酸是五環(huán)三萜類(lèi)化合物，以游離體和配糖體的形式存在于多種植物中。齊墩果酸主要具有護(hù)肝降酶、促進(jìn)肝細(xì)胞再生、抗炎、強(qiáng)心、利尿、抗腫瘤等作用，還具有降血糖、降血脂、鎮(zhèn)靜的作用，是開(kāi)發(fā)治療肝病和降血糖等藥物有效成分[3]。這里采取微波提取技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)是可以大幅度地提高有效成分的提取率，簡(jiǎn)化提取操作步驟，縮短生產(chǎn)周期，節(jié)省溶劑，通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)，探討夏枯草中齊墩果酸最佳提取工藝[4－6]，使夏枯草中齊墩果酸提取達(dá)到一個(gè)較高水平，為夏枯草中齊墩果酸的工業(yè)生產(chǎn)以及夏枯草在飲料產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用提供一定參考。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料、試劑和儀器

1.1.1 材料

野生夏枯草收集于陜南秦巴山區(qū)，漂洗干凈，烘干研磨成粉狀，避光低溫密封備用。

1.1.2 試劑

乙醇、丙酮、甲醇、氯仿、正丁醇、冰醋酸、高氯酸、香草醛（均為國(guó)產(chǎn)分析純，西安試劑廠），齊墩果酸標(biāo)準(zhǔn)品（外購(gòu)）。水為二次蒸餾水。

1.1.3 儀器

UV－6300PC紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)：上海美譜達(dá)儀器有限公司；UWave－1000型微波萃取儀：上海新儀微波化學(xué)科技有限公司；DOB－2003型光電分析天平：重慶試驗(yàn)設(shè)備廠；SHB－III循環(huán)水式多用真空泵：鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司；101型電熱鼓風(fēng)干燥箱：北京科偉永興儀器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 齊墩果酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

精密稱取齊墩果酸標(biāo)準(zhǔn)品10 mg，用無(wú)水乙醇溶解并定容到50 mL容量瓶，即得0.2 mg/mL的齊墩果酸標(biāo)準(zhǔn)溶液。準(zhǔn)確移取齊墩果酸標(biāo)準(zhǔn)溶液0.5 mL置于5 mL比色管中，顯色（加熱揮發(fā)掉溶劑，加5%香草醛－冰醋酸0.2 mL，高氯酸0.8 mL，后60℃水浴15 min，取出后冰水浴冷卻2 min，再加4 mL乙酸乙酯，搖勻），以未加對(duì)照品的的試劑空白為參比，于波長(zhǎng)300 nm～800 nm間進(jìn)行掃描，的最大吸收波長(zhǎng)為654 nm，見(jiàn)圖1，準(zhǔn)確移取標(biāo)準(zhǔn)溶液 0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7 mL，顯色，在波長(zhǎng)654 nm下測(cè)定其吸光度A654，繪制其標(biāo)準(zhǔn)曲線，見(jiàn)圖2。

圖1 夏枯草齊墩果酸光譜吸收Fig.1 Absorption spectrum of Spica Prunellae oleanolic acid

圖2 標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.2 Standard curve

1.2.2 夏枯草中齊墩果酸的提取

采用不同乙醇濃度、微波時(shí)間、溫度、料液比4個(gè)因素對(duì)夏枯草中齊墩果酸提取率的影響進(jìn)行單因素考查。結(jié)合單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果設(shè)計(jì)四因素三水平L9（34）的正交試驗(yàn)如表1，尋求最佳提取工藝條件。

表1 正交試驗(yàn)因素表Table 1 Factor level of orthogonal design

2 結(jié)果與討論

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)

2.1.1 溶劑的影響

分別準(zhǔn)確稱取1.000 g夏枯草粉末，分別在10 mL蒸餾水、無(wú)水乙醇、丙酮、甲醇、正丁醇、氯仿溶劑中進(jìn)行提取中，微波提取90 s，抽濾，再重復(fù)提取一次，定容，在波長(zhǎng)為654.00 nm處測(cè)定不同濾液的吸光值A(chǔ)654，其結(jié)果如表2。無(wú)水乙醇作為溶劑時(shí)，所測(cè)吸光度最大，即齊墩果酸提取率最高，選用乙醇作為提取溶劑。

表2 不同溶劑對(duì)夏枯草中齊墩果酸提取率的影響Table 2 Effects of different solvents on Spica Prunellae oleanolic acid

2.1.2 微波提取時(shí)間的選擇

分別準(zhǔn)確稱取夏枯草粉末1.000 g，加入10mL無(wú)水乙醇，依次在微波中提取 30、60、90、120、150 s，抽濾，重復(fù)提取一次，定容，在波長(zhǎng)654.00 nm處測(cè)其吸光度A654，如表3所示微波時(shí)間對(duì)夏枯草中齊墩果酸提取率的影響曲線，說(shuō)明微波提取90 s齊墩果酸的提取率最高，提取最佳時(shí)間為90 s。

表3 不同超聲時(shí)間對(duì)夏枯草齊墩果酸提取率的影響Table 3 Effects of ultrasonic time on Spica Prunellae oleanolic acid

2.1.3 溫度的影響

準(zhǔn)確稱取夏枯草粉末1.000 g，加入10 mL無(wú)水乙醇，分別在不同溫度條件下，微波提取90 s，抽濾，重復(fù)提取一次，定容于容量瓶中，然后在654.00 nm下測(cè)定吸光度A654，結(jié)果如表4，表明夏枯草齊墩果酸在30℃至70℃時(shí)提取率隨溫度上升而上升，在70℃時(shí)提取率達(dá)到最大。

表4 不同溫度對(duì)夏枯草齊墩果酸提取的影響Table 4 Effects of ultrasonic temperature on Spica Prunellae oleanolic acid

2.1.4 微波功率的選擇

分別準(zhǔn)確稱取夏枯草粉末1.000 g，加入10 mL無(wú)水乙醇，依次在不同微波功率下提取90 s，抽濾，重復(fù)提取一次，定容，在波長(zhǎng)654.00 nm處測(cè)其吸光度A654，如表5所示，微波功率為300 W夏枯草齊墩果酸提取率最高，故提取最佳功率為300 W。

表5 不同功率對(duì)夏枯草齊墩果酸提取的影響Table 5 Effects of microwave power ature on Spica Prunellae oleanolic acid

2.1.5 最佳料液比的尋找

準(zhǔn)確稱取夏枯草粉末1.000 g，加入10 mL無(wú)水乙醇，分別按 1 ∶5、1 ∶10、1 ∶15、1 ∶20、1 ∶25、1 ∶30（g/mL）比例加入溶劑，微波（300 W，70℃）提取90 s，抽濾，重復(fù)提取一次，定容，然后在654.00 nm下測(cè)定吸光度A654，結(jié)果如表6，表明夏枯草齊墩果酸在料液比1∶5 g/mL～1∶20 g/mL時(shí)提取率隨溶劑增加而上升，在1∶20 g/mL時(shí)提取率達(dá)到最大。

表6 不同液料比對(duì)夏枯草齊墩果酸提取的影響Table 6 Effects of ultrasonic Liquid-solid ratio on Spica Prunellae oleanolic acid

2.1.6 乙醇濃度的影響

分別準(zhǔn)確稱取夏枯草粉末1.000 g，分別在20 mL 50%、60%、70%、80%、90%、100%的乙醇溶液中進(jìn)行提取，微波（300 W，70℃）提取90 s，抽濾，重復(fù)提取一次，定容，在波長(zhǎng)為654.00 nm處測(cè)定不同濾液的吸光值A(chǔ)654，其結(jié)果如表7所示，90%乙醇溶液作為提取溶劑時(shí)，齊墩果酸提取率最高。

表7 不同乙醇濃度對(duì)夏枯草齊墩果酸提取率的影響Table 7 Effects of different Ethanol concentration on Spica Prunellae oleanolic acid

2.2 夏枯草齊墩果酸提取工藝優(yōu)化

2.2.1 因素與水平設(shè)計(jì)

將微波時(shí)間、溫度、乙醇濃度、料液比4個(gè)因素各取3個(gè)水平，結(jié)合單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果設(shè)計(jì)的L9（34）正交試驗(yàn)安排實(shí)驗(yàn)，正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表8所示。

經(jīng)極差分析可知，夏枯草齊墩果酸提取工藝的影響因素次序大小是C＞D＞B＞A，夏枯草齊墩果酸提取最佳工藝為C2D2B2A2，即微波時(shí)間為120 s，料液比為1∶20 g/mL，溶劑為90%的乙醇溶液，溫度為70℃，提取率比普通浸取高出將近一倍（普通浸取24 h提取率為 6.894 mg/g）。

表8 正交試驗(yàn)方案和結(jié)果Table 8 Orthogonal experimental program and results

3 結(jié)論

夏枯草齊墩果酸在提取過(guò)程中用90%乙醇溶液作溶劑提取效果較好，對(duì)環(huán)境友好，價(jià)廉易得，且溶劑能回收循環(huán)利用。溫度、料液比、微波提取時(shí)間對(duì)夏枯草齊墩果酸提取率影響較大，夏枯草齊墩果酸的提取溫度不宜太高，應(yīng)在60℃～70℃下為宜，夏枯草齊墩果酸提取過(guò)程中微波功率在300 W，料液比設(shè)定在 1∶20 g/mL，時(shí)間為90 s就能達(dá)到較好的提取效果，提取周期較短，且提取率達(dá)到13.276 mg/g，是一種綠色環(huán)保、節(jié)能經(jīng)濟(jì)的提取過(guò)程。夏枯草是一種有開(kāi)發(fā)價(jià)值的天然藥材，在保健飲品開(kāi)發(fā)方面具有非常大的開(kāi)發(fā)應(yīng)用空間，其具體的應(yīng)用還需要進(jìn)一步探究。

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