銀杏葉總黃酮的微波提取及純化工藝研究

楊文婷++吳士筠++朱文婷++樂薇

摘 要：通過正交設計確定銀杏葉總黃酮用微波提取的最佳工藝，對溶劑濃度、料液比、提取時間和提取次數4個因素進行考察，確定其對銀杏葉總黃酮提取率的影響，最佳提取條件為乙醇濃度60%、料液比1∶70、提取2次、提取時間3 min，銀杏葉總黃酮得率為2.061%。銀杏葉總黃酮進一步采用大孔樹脂分離純化，以黃酮含量為指標確定其最佳工藝參數，選定D101型大孔樹脂，以80%乙醇、2倍柱體積/h的流速洗脫、收集乙醇洗脫液至3倍柱體積，為最佳工藝。經D101型大孔樹脂純化后，提取物中黃酮含量由17.08%提高到44.17%。

關鍵詞：銀杏葉 總黃酮 微波提取法 大孔樹脂

中圖分類號：O657.32 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）04（b）-0002-03

Study on microwave extraction and purification of total flavonoids from ginkgo leaf

YANG Wenting， WU Shijun， ZHU Wenting， YUE Wei

（Engineering College of Wuhan Yangtze Bussiness University，Wuhan，430065）

Abstract：The optimum process of total flavonoids in Ginkgo biloba leaves by microwave extraction were determined by orthogonal design，the solvent concentration，solid-liquid ratio， extraction time and extraction times were studied to determine the effects on the extracting of total flavonoids，the optimum extraction conditions were ethanol concentration 60%，ratio of solid to liquid 1：70， extracting 2 times，3min every time，the rate was 2.061%. The total flavonoids in Ginkgo biloba leaves was further separated and purified by macroporous resin.The optimal conditions of resin purification were that using D101 type macroporous resin，80% ethanol as solvent，flow rate of elution was 2 times of column volume pre hour，and collecting alcohol eluent to 3 times of the column volume.After purification by resin，the content of total flavonoid was increased from 17.08% to 44.17%.

Key words：Ginkgo biloba total flavonoids microwave extraction macroporous resin

銀杏（Ginkgo biloba L.）原產我國，系侏羅紀的孑遺植物，別名“活化石”。銀杏的葉、果、樹皮均有一定的藥理作用，其中葉的藥用價值最高。銀杏葉提取物主要含有黃酮類和銀杏內酯類，銀杏黃酮在提取物中的含量較高其中所含有的黃酮能夠增加腦血管流量，改善腦血管循環功能，保護腦細胞，擴張冠狀動脈，防止心絞痛及心肌梗塞，防止血栓形成，提高機體免疫能力。對冠心病、心絞痛、腦動脈硬化、老年性癡呆、高血壓病人均十分有益。以銀杏葉提取物為主要成分多種制劑已廣泛應用于臨床[1]。因此銀杏葉黃酮的安全、優化的提取具有實際應用意義。

提取制備方法較常見的有煎煮法、溶劑萃取法和CO2超臨界流體萃取法等。煎煮法直接加熱容易破壞黃酮結構，溶劑萃取法耗費大量溶劑，對環境污染較高，CO2超臨界流體萃取法對設備要求較高[2-3]。本研究主要以黃酮含量作為指標，利用正交設計考察微波法提取的最佳工藝條件[4]，并對初提物進一步通過大孔樹脂分離純化，考察其最佳純化條件[5-6]。

1 實驗材料、試劑及儀器

1.1 材料與試劑

銀杏葉，D101型大孔樹脂、AB-8 型大孔樹脂、HPD400型大孔樹脂。

蘆丁標準品（批號：100080-200306中國藥品生物制品鑒定所），5%亞硝酸鈉、1%氫氧化鋁、4%氫氧化鈉、50%乙醇溶液、60%乙醇溶液、70%乙醇溶液、80%乙醇溶液。

1.2 儀器和設備

DG 120型四兩裝中藥材粉碎機（浙江省瑞安市春海藥材器械廠）、M700型微波爐（廣東美的微波爐制造有限公司）、GL-21M型高速冷凍離心機（長沙湘麓儀器有限公司）、YP202N電子天平（上海精密科學儀器有限公司）、722型紫外可見分光光度計（上海光譜儀有限公司）。

2 實驗方法

2.1 蘆丁的標準曲線

精密稱取一定量的蘆丁標準品，加60%乙醇制成0.2 mg/mL標準品溶液。準確吸取0、0.4、0.8、1.2、1.6、2.0 mL蘆丁標準溶液，放入已標好號的1～6號10 mL容量瓶內，分別加入2.0、1.6、1.2、0.8、0.4、0 mL的60%乙醇溶液；再加入5%亞硝酸鈉溶液0.5 ml搖勻，放置6 min；加入10%硝酸鋁溶液0.5 mL，放置6 min后；加入4%氫氧化鈉溶液4.0 mL，加60%乙醇定容，搖勻后，放置15 min；在510 nm處測定吸光度。用1號容量瓶作為空白，用蘆丁濃度作為橫坐標、吸光度作為縱坐標繪制標準曲線。endprint

2.2 銀杏葉黃酮的提取工藝的優化

2.2.1 銀杏葉中總黃酮的提取工藝流程

市售干燥的銀杏葉用粉碎機粉碎。精密稱取1 g的銀杏葉粉末于燒杯中，加入一定體積的60%乙醇，在微波低火檔處理一定時間，提取1～3次，紗布粗過濾后，6000 rpm離心15 min，上清液減壓抽濾，即得銀杏葉提取液。

2.2.2 提取液中黃酮含量的測定

精密量取上清液1 mL，加至25 mL容量瓶中，再加入5%亞硝酸鈉溶液0.5 ml搖勻，放置6 min；加入10%硝酸鋁溶液0.5 ml，放置6 min后；加入4%氫氧化鈉溶液4.0 ml，加60%乙醇定容，搖勻后，放置15 min；定容至刻度，510 nm測定吸光度，帶入回歸方程求得黃酮濃度。按照以下公式計算總黃酮提取率：

銀杏葉總黃酮含量=濃度（mg/ml）×稀釋倍數×提取液體積（ml）×10-3/原料干重（g）。

2.3 大孔樹脂分離純化銀杏葉黃酮

2.3.1 大孔樹脂的預處理

將大孔樹脂用乙醇浸泡24 h，倒去上層乙醇然后裝柱，洗至流出液加水不呈白色渾濁為止，以去除樹脂中所含有的低聚物、添加劑等雜質。

2.3.2 大孔樹脂的靜態吸附實驗

2.3.2.1 大孔樹脂類型的選擇

大孔樹脂在黃酮的分離純化中應用較多，而樹脂的廠家和型號眾多，本實驗選取較常用的三種大孔樹脂D101型、AB-8型和HPD400型，分別考察其比吸附量和解吸率。

2.3.2.2 比吸附量的考察

分別取按2.3.1方法預處理好的三種大孔樹脂1g置50 mL帶塞錐形瓶中，精密稱取銀杏葉初提液20 mL，在振蕩器中震蕩24 h，待其飽和后測得其比吸附量。

P=（Cm-Cn）V/W

其中，P為比吸附量（mg/g），Co為起始質量濃度（1 g/L），Ct為上清液的質量濃度（1 g/L），V為溶液體積（mL），W為樹脂質量（g）。

2.3.2.3 大孔樹脂解吸率的測定

按2.3.2.2的方法將充分吸附后的樹脂加入70%乙醇30 mL振蕩器中震蕩12 h后，過濾，精密量取2 mL濾液測定黃酮含量，按如下公式計算解吸率。

解析率=洗脫液總黃酮濃度×洗脫液體積/（比吸附量×樹脂質量）

2.3.3 大孔樹脂純化銀杏黃酮的工藝考察

2.3.3.1 乙醇洗脫濃度的考察

取銀杏提取液8 mL，共分成4份，分別加入到裝有10 g大孔樹脂的層析柱中，吸附流速為2倍柱體積/h，再以兩倍柱體積/h的水洗脫，棄去水洗液，然后分別以60%、70%、80%、90%乙醇洗脫，分別收集乙醇洗脫液至200 mL，合并乙醇洗脫液，測定吸光度，計算總黃酮含量及解吸率。精密吸取洗脫液50 mL，旋轉蒸發器濃縮后，真空干燥箱中充分干燥，得干浸膏質量。計算干浸膏中黃酮含量。

2.3.3.2 洗脫劑流速的考察

取銀杏提取液6 mL，共分成3份，分別加入到裝有10g大孔樹脂的層析柱中，吸附流速分別為1倍柱體積/h、2倍柱體積/h、3倍柱體積/h，再以兩倍柱體積/h的水洗脫，棄去水洗液，然后以80%乙醇洗脫，分別收集乙醇洗脫液至200 mL，合并乙醇洗脫液，測定吸光度，計算解吸率。

2.3.3.3 洗脫劑用量的考察

取銀杏提取液8 mL，共分成4份，分別加入到裝有10 g大孔樹脂的層析柱中，吸附流速為2倍柱體積/h，再以兩倍柱體積/h的水洗脫，棄去水洗液，然后以80%乙醇洗脫，每隔3 min對流出液檢驗，至沒有黃酮反應為止，記錄乙醇用量[10]。

2.3.4 大孔樹脂洗脫液中黃酮的含量測定及得率計算

精密吸取洗脫液200 mL，旋轉蒸發儀初步干燥，然后置于真空干燥箱中充分干燥，得干浸膏質量。稱取一定量少量干浸膏，無水乙醇溶解，測定其中黃酮含量，以求得干浸膏中黃酮含量。

3 實驗結果

3.1 蘆丁的標準曲線

在510 nm下測定溶液的吸光度，以不同濃度蘆丁溶液為橫坐標，吸光度為縱坐標繪制標準曲線（如圖1），線性方程為y=10.435x，R2=0.9993。

3.2 銀杏葉黃酮提取的正交試驗結果

根據前期單因素實驗結果，確定影響總黃酮提取效率的4個主要因素：溶劑濃度（A）、料液比（B）、提取次數（C）、提取時間（D），因素水平表見表1，進行L9（34）的正交試驗。

由表2可知：1）直觀分析結果表明，各因素極差值的高低影響銀杏葉中黃酮提取工藝因素大小依次為乙醇濃度>料液比>提取次數>提取時間，最佳工藝條件為A2B2C2D1，即乙醇濃度60%、料液比1：30、提取2次、每次提取時間3 min。在此條件下再進行驗證試驗，平均得率2.161%。在最佳工藝下提取銀杏葉黃酮用于后續純化，計算結果如下：

提取液中黃酮含量=樣品濃度×樣品體積×稀釋倍數=0.4325 g；

干浸膏重量=2.532 g

干浸膏中黃酮含量=提取液中黃酮含量/干浸膏重量×100%=17.08%

3.3 大孔樹脂最佳純化工藝的考察

3.3.1 大孔樹脂的靜態吸附實驗

3.3.1.1比吸附量的考察

三種大孔樹脂對銀杏黃酮的比吸附量見表3。

3.3.1.2 大孔樹脂解析率的測定

3種大孔樹脂對銀杏黃酮的解析率見表4。

由表3和表4可知，三種大孔樹脂對銀杏黃酮的比吸附量D101型﹥HPD400型﹥AB-8型，對銀杏黃酮的解析率D101型﹥HPD400型﹥AB-8型，因此在三種樹脂中選定D101型大孔樹脂作為純化銀杏葉中黃酮的樹脂，考察乙醇洗脫濃度、洗脫速率、洗脫劑用量等因素對黃酮純化的影響。endprint

3.3.2 大孔樹脂純化銀杏黃酮的工藝條件考察

3.3.2.1 乙醇洗脫濃度的考察

由表5可知，隨著乙醇濃度的升高，黃酮收率略增加，但增加不明顯，但解吸率和產物濃度是80%乙醇最好，因此選擇80%乙醇作為洗脫劑。

3.3.2.2 洗脫劑流速的考察

由表6可知，洗脫劑的過柱速度主要影響工作效率和黃酮的吸附率。流速增加黃酮的吸附量下降，結合實驗效率選擇2BV/h合適。

3.3.2.3 洗脫劑用量的考察

以80%乙醇洗脫，每隔3 min對流出液檢驗，至沒有黃酮反應為止，乙醇用量約為3倍柱體積。

3.3.2.4 最佳工藝的實驗

取銀杏提取液2 mL，上樣到裝有10 g大孔樹脂的層析柱中，吸附流速為2倍柱體積/h，再以2倍柱體積/h的水洗脫，棄去水洗液，然后以80%乙醇洗脫，收集乙醇洗脫液至180 mL，合并乙醇洗脫液，測定吸光度，計算總黃酮含量。精密吸取洗脫液150 mL，旋轉蒸發儀初步干燥，然后置于真空干燥箱中充分干燥，得干浸膏質量。計算純化后的干浸膏中黃酮得率。

150 mL提取液中黃酮含量=樣品濃度×樣品體積×稀釋倍數=0.0451 g

干浸膏重量=0.1021 g

干浸膏中黃酮得率=提取液中黃酮含量/干浸膏重量×100%=44.17%

4 結語

為了確定銀杏葉總黃酮用微波提取的最佳工藝，采用正交設計法對溶劑濃度、料液比、提取時間和提取次數4個因素進行考察，確定其對銀杏葉總黃酮提取率的影響，由正交試驗得出的優化工藝條件為乙醇濃度60%、料液比1∶20、提取2次、微波低檔作用3 min，在此條件下，黃酮提取率為2.161%。理論上來說，提取次數越多，黃酮的提取效果越好。但是，單因素試驗中提取次數的結果表明提取兩次時的效果最好，原因可能是因為提取次數進行到三次以上后，微波溫度偏高，破壞了黃酮結構，黃酮提取率反而越低。

另外，以銀杏葉黃酮含量的指標確定了大孔樹脂純化的最佳工藝參數，結論如下：（1）D101型、AB-8型、HPD400型大孔樹脂中選用D101型作為純化樹脂；（2）通過實驗篩選，以80%乙醇、2倍柱體積/h的流速洗脫、收集乙醇洗脫液至3倍柱體積，為最佳工藝。（3）經大孔樹脂分離純化后，黃酮含量由17.08%提高到44.17%，即經過純化提取后黃酮的含量明顯提升。在本研究過程中，銀杏葉黃酮提取純化所用溶劑僅有生物安全性較好的乙醇和水，沒有其他有機溶劑及試劑的引入，適合應用于制藥領域，因此本研究為銀杏葉黃酮工業化的提取及生產提供了一定的參考和依據。

參考文獻

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[4] 張志紅，黃毅.銀杏葉提取物中黃酮類化合物的分光光度分析研究[J].分析實驗室，2005，24（6）：17-19.

[5] 徐海南.大孔吸附樹脂純化射干總異黃酮的工藝考察[J].中國醫藥學雜志，2007，27（5）：607-609.

[6] 于智峰.大孔樹脂精制苦蕎總黃酮工藝[J].中國醫藥學雜志，2007，32（7）：385-587.endprint

3.3.2 大孔樹脂純化銀杏黃酮的工藝條件考察

3.3.2.1 乙醇洗脫濃度的考察

由表5可知，隨著乙醇濃度的升高，黃酮收率略增加，但增加不明顯，但解吸率和產物濃度是80%乙醇最好，因此選擇80%乙醇作為洗脫劑。

3.3.2.2 洗脫劑流速的考察

由表6可知，洗脫劑的過柱速度主要影響工作效率和黃酮的吸附率。流速增加黃酮的吸附量下降，結合實驗效率選擇2BV/h合適。

3.3.2.3 洗脫劑用量的考察

以80%乙醇洗脫，每隔3 min對流出液檢驗，至沒有黃酮反應為止，乙醇用量約為3倍柱體積。

3.3.2.4 最佳工藝的實驗

取銀杏提取液2 mL，上樣到裝有10 g大孔樹脂的層析柱中，吸附流速為2倍柱體積/h，再以2倍柱體積/h的水洗脫，棄去水洗液，然后以80%乙醇洗脫，收集乙醇洗脫液至180 mL，合并乙醇洗脫液，測定吸光度，計算總黃酮含量。精密吸取洗脫液150 mL，旋轉蒸發儀初步干燥，然后置于真空干燥箱中充分干燥，得干浸膏質量。計算純化后的干浸膏中黃酮得率。

150 mL提取液中黃酮含量=樣品濃度×樣品體積×稀釋倍數=0.0451 g

干浸膏重量=0.1021 g

干浸膏中黃酮得率=提取液中黃酮含量/干浸膏重量×100%=44.17%

4 結語

為了確定銀杏葉總黃酮用微波提取的最佳工藝，采用正交設計法對溶劑濃度、料液比、提取時間和提取次數4個因素進行考察，確定其對銀杏葉總黃酮提取率的影響，由正交試驗得出的優化工藝條件為乙醇濃度60%、料液比1∶20、提取2次、微波低檔作用3 min，在此條件下，黃酮提取率為2.161%。理論上來說，提取次數越多，黃酮的提取效果越好。但是，單因素試驗中提取次數的結果表明提取兩次時的效果最好，原因可能是因為提取次數進行到三次以上后，微波溫度偏高，破壞了黃酮結構，黃酮提取率反而越低。

另外，以銀杏葉黃酮含量的指標確定了大孔樹脂純化的最佳工藝參數，結論如下：（1）D101型、AB-8型、HPD400型大孔樹脂中選用D101型作為純化樹脂；（2）通過實驗篩選，以80%乙醇、2倍柱體積/h的流速洗脫、收集乙醇洗脫液至3倍柱體積，為最佳工藝。（3）經大孔樹脂分離純化后，黃酮含量由17.08%提高到44.17%，即經過純化提取后黃酮的含量明顯提升。在本研究過程中，銀杏葉黃酮提取純化所用溶劑僅有生物安全性較好的乙醇和水，沒有其他有機溶劑及試劑的引入，適合應用于制藥領域，因此本研究為銀杏葉黃酮工業化的提取及生產提供了一定的參考和依據。

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[6] 于智峰.大孔樹脂精制苦蕎總黃酮工藝[J].中國醫藥學雜志，2007，32（7）：385-587.endprint

3.3.2 大孔樹脂純化銀杏黃酮的工藝條件考察

3.3.2.1 乙醇洗脫濃度的考察

由表5可知，隨著乙醇濃度的升高，黃酮收率略增加，但增加不明顯，但解吸率和產物濃度是80%乙醇最好，因此選擇80%乙醇作為洗脫劑。

3.3.2.2 洗脫劑流速的考察

由表6可知，洗脫劑的過柱速度主要影響工作效率和黃酮的吸附率。流速增加黃酮的吸附量下降，結合實驗效率選擇2BV/h合適。

3.3.2.3 洗脫劑用量的考察

以80%乙醇洗脫，每隔3 min對流出液檢驗，至沒有黃酮反應為止，乙醇用量約為3倍柱體積。

3.3.2.4 最佳工藝的實驗

取銀杏提取液2 mL，上樣到裝有10 g大孔樹脂的層析柱中，吸附流速為2倍柱體積/h，再以2倍柱體積/h的水洗脫，棄去水洗液，然后以80%乙醇洗脫，收集乙醇洗脫液至180 mL，合并乙醇洗脫液，測定吸光度，計算總黃酮含量。精密吸取洗脫液150 mL，旋轉蒸發儀初步干燥，然后置于真空干燥箱中充分干燥，得干浸膏質量。計算純化后的干浸膏中黃酮得率。

150 mL提取液中黃酮含量=樣品濃度×樣品體積×稀釋倍數=0.0451 g

干浸膏重量=0.1021 g

干浸膏中黃酮得率=提取液中黃酮含量/干浸膏重量×100%=44.17%

4 結語

為了確定銀杏葉總黃酮用微波提取的最佳工藝，采用正交設計法對溶劑濃度、料液比、提取時間和提取次數4個因素進行考察，確定其對銀杏葉總黃酮提取率的影響，由正交試驗得出的優化工藝條件為乙醇濃度60%、料液比1∶20、提取2次、微波低檔作用3 min，在此條件下，黃酮提取率為2.161%。理論上來說，提取次數越多，黃酮的提取效果越好。但是，單因素試驗中提取次數的結果表明提取兩次時的效果最好，原因可能是因為提取次數進行到三次以上后，微波溫度偏高，破壞了黃酮結構，黃酮提取率反而越低。

另外，以銀杏葉黃酮含量的指標確定了大孔樹脂純化的最佳工藝參數，結論如下：（1）D101型、AB-8型、HPD400型大孔樹脂中選用D101型作為純化樹脂；（2）通過實驗篩選，以80%乙醇、2倍柱體積/h的流速洗脫、收集乙醇洗脫液至3倍柱體積，為最佳工藝。（3）經大孔樹脂分離純化后，黃酮含量由17.08%提高到44.17%，即經過純化提取后黃酮的含量明顯提升。在本研究過程中，銀杏葉黃酮提取純化所用溶劑僅有生物安全性較好的乙醇和水，沒有其他有機溶劑及試劑的引入，適合應用于制藥領域，因此本研究為銀杏葉黃酮工業化的提取及生產提供了一定的參考和依據。

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[6] 于智峰.大孔樹脂精制苦蕎總黃酮工藝[J].中國醫藥學雜志，2007，32（7）：385-587.endprint