不同澄清方法對黃芪提取液理化性質(zhì)的影響

鄭玉忠，陳慶彪，周 霖，陳旭升，張振霞

（韓山師范學(xué)院生物學(xué)系，廣東潮州521041）

不同澄清方法對黃芪提取液理化性質(zhì)的影響

鄭玉忠，陳慶彪，周 霖，陳旭升，張振霞*

（韓山師范學(xué)院生物學(xué)系，廣東潮州521041）

為了獲得對黃芪提取液具有最佳澄清效果的方法。本實驗通過測定濁度、酸堿度、電導(dǎo)率、抗氧化性等參數(shù)，評估和比較了稀釋過濾法、AlCl3和PVP-K30等三種方法的澄清效果。結(jié)果表明三種處理方法均有澄清效果，但對黃芪提取液的理化性質(zhì)有一定影響；其中稀釋法對黃芪提取液的濁度影響不大，但與黃芪提取液的酸堿度、電導(dǎo)率、抗氧化性呈現(xiàn)線性關(guān)系；而添加AlCl3或PVP-K30等兩種方式則會在不同程度上影響黃芪提取液的理化性質(zhì)。稀釋過濾法對黃芪提取液理化性質(zhì)的影響較小，適合用于中藥提取液的制備。

中藥，黃芪，澄清，理化性質(zhì)

中藥黃芪為豆科草本植物黃芪[Astragalus membranaceus（Fisch.）Bunge.]的根，是具有補(bǔ)氣功效的重要中藥[1]，黃芪提取液常常被添加在中藥沖劑、保健品、化妝品等中。但在實際應(yīng)用中，中藥提取液往往會出現(xiàn)渾濁、沉淀、顆粒雜質(zhì)等現(xiàn)象，黃芪提取液也不例外，這對產(chǎn)品的開發(fā)和應(yīng)用帶來了諸多不利。

由于中藥提取液含有一些高分子雜質(zhì)，如：淀粉、鞣質(zhì)、色素等，它們在一定條件下會聚集而產(chǎn)生沉淀，從而影響提取液的澄清程度[2]。因此，除去提取液中的雜質(zhì)是使提取液澄清的關(guān)鍵。一般的除雜工藝都較為復(fù)雜繁瑣，或者需要昂貴的大型儀器[3-5]。目前在中藥提取中廣泛使用水提醇沉精制法，它可以有效地除去提取液中蛋白質(zhì)、糊化淀粉、粘液質(zhì)、油脂、脂溶性色素、樹脂、樹膠、部分糖類等雜質(zhì)，但在實踐中也有不少缺陷，如造成甙元、香豆素、內(nèi)酯、寡多糖、微量元素等的損失，影響中藥的療效，醇沉后藥液的濃縮困難，耗醇量大，成本高等[6]。本研究希望探索一些便捷高效的方法，用于生產(chǎn)對于澄清程度要求不高的原料成分[7-9]。因此，以黃芪提取液為對象，選擇稀釋過濾法、AlCl3和PVP-K30等三種處理方法，通過對濁度、酸堿度、離子豐度、抗氧化性等參數(shù)的測評，尋找和優(yōu)化一種不影響提取液品質(zhì)且具有良好澄清效果的方法。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

黃芪 購買于普寧藥材市場，經(jīng)國家中藥現(xiàn)代化工程技術(shù)研究中心的曹暉研究員鑒定為合格藥材；乙醇、甲醛和氯化鋁 廣州化學(xué)試劑廠；1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH） 德國Merck公司；聚乙烯吡咯烷酮-K30（PVP-K30） 美國Genview公司；以上試劑 均為分析純。

UV-2800型紫外可見分光光度計 尤尼柯（上海）儀器有限公司；PHS-3D型酸度計 上海精密科學(xué)儀器有限；DDS-320型電導(dǎo)儀 上海大普儀器有限公司；BS124S型電子天平 北京賽多利斯儀器公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 黃芪提取液的制備 根據(jù)前期實驗所得方法提取。精密稱取30 g黃芪置于圓底燒瓶，加入250 mL蒸餾水和200 mL 95%乙醇，加熱回流提取2 h。冷卻后過濾去除藥渣，利用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮提取液，回收乙醇，將提取液最終定容至200 mL。將濃縮原液進(jìn)行梯度稀釋，稀釋倍數(shù)為2、4、6、8、10倍，即稀釋濃度分別為原液的1/2、1/4、1/6、1/8和1/10。

1.2.2 稀釋對黃芪提取液光吸收的影響 將黃芪原液、2、4、6、8、10倍稀釋液等六組4℃靜置過夜，然后用濾紙過濾，以蒸餾水為空白對照在200～1000 nm波長內(nèi)測定光吸收值[5-6]。

將黃芪原液、2、4、6、8、10倍稀釋液等六組4℃靜置過夜，用濾紙過濾后再分別被稀釋至同一倍數(shù)（32倍）時，以蒸餾水為空白對照在200～1000 nm波長內(nèi)測定光吸收值。

1.2.3 AlCl3和PVP-K30的不同添加量對黃芪提取液澄清效果的影響 分別取50 mL過濾后的黃芪原液中，按照1/100、1/1000、5/1000、1/10000和5/10000的比例添加10%AlCl3，搖晃后靜置。以蒸餾水為空白對照比較各組的光吸收能力。

分別取50 mL過濾后的黃芪原液中，按照0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%和3.0%的比例添加PVP-K30，搖晃后靜置。以蒸餾水為空白對照在200～1000 nm波長內(nèi)比較各組的光吸收能力。

1.2.4 不同澄清方式對黃芪提取液澄清度的影響 根據(jù)1.2.3的分析結(jié)果，選擇AlCl3和PVP-K30的最佳添加量，制備出AlCl3澄清黃芪提取液、PVP-K30澄清黃芪提取液，配合黃芪原液，以蒸餾水為空白對照在200～1000 nm波長內(nèi)比較上述三組的光吸收能力。

1.2.5 不同處理方式對黃芪提取液電導(dǎo)率和pH的影響 將黃芪原液、2、4、6、8、10倍稀釋液及選定的最佳AlCl3和PVP-K30添加量處理液等八組4℃靜置過夜，然后用濾紙過濾；用電導(dǎo)儀依次測定各組的電導(dǎo)率值；用pH計依次測定各組的pH。

1.2.6 不同處理方式對黃芪提取物抗氧化性的影響

取黃芪原液、2、4、6、8、10倍稀釋液、選定的最佳AlCl3與PVP-K30添加量處理液分別與100 μmol/L DPPH溶液各2 mL，混勻后放置30 min，于522 nm處測定吸光度，記為Ai；取黃芪原液和50%乙醇各2 mL，靜置5 min，于522 nm處測定吸光度，記為Aj；取DPPH溶液和50%乙醇各2 mL，混勻后靜置5 min，于522 nm處測定吸光度，記為Ac。每個樣品平行測定3次，取其均值。按下式計算各待測樣品對DPPH自由基的清除率[9-10]。

計算公式：清除率（%）=[1-（Ai-Aj）/Ac]×100

1.2.7 數(shù)據(jù)處理 上述實驗過程中的各項測定包括吸光度、電導(dǎo)率和pH，每個樣品測定重復(fù)三次，分別平行取樣，結(jié)果以平均值計算。全部實驗數(shù)據(jù)用Microsoft Excel數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行處理。

2 結(jié)果和分析

2.1 過濾后不同稀釋倍數(shù)間光吸收對比

對過濾后不同稀釋倍數(shù)的黃芪提取液進(jìn)行了200～1000 nm的光吸收掃描分析，圖1結(jié)果顯示：六組（包括原液、2、4、6、8、10倍稀釋液）在300 nm處均有高的吸收峰，說明提取液中的一些沉淀可能在稀釋過程中重新溶解，使得某些物質(zhì)的濃度不至于過度降低從而影響其在300 nm處對光的吸收，或者是提取液在此波段的光吸收值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于量程。在200～300 nm即處于短波紫外線范圍，各組均無較高吸收峰，且差別不大，說明黃芪提取液對短波紫外線吸收能力極弱。在350～1000 nm波段內(nèi)，不同處理的提取液對同一波長光的吸收程度有較大的差別，說明稀釋會影響到提取液中的某些物質(zhì)的濃度，從而使與其對應(yīng)的波長的光吸收降低。

圖1 過濾后稀釋倍數(shù)對光吸收的影響Fig.1 The effect of dilution factor on optical absorption of Astragalus extract

2.2 過濾后稀釋至同一倍數(shù)的光吸收比較

對過濾后的黃芪原液稀釋10、8、6、4、2倍后，再分別被稀釋至同一倍數(shù)32倍時，檢測其光吸收圖發(fā)生變化（圖2）。可以看出，不同稀釋倍數(shù)的提取液被稀釋至同一倍數(shù)時，在300 nm處均有一個高的吸收峰，其吸收峰的大小順序為：10倍＞8倍＞6倍＞4倍＞2倍＞原液，其原因可能是提取液中存在著一些顆粒較大的可溶性固形物，若原液直接過濾后再稀釋則可以去除這一些可溶性固形物，從而使光吸收峰下降；而先稀釋再過濾再稀釋的方式可能使這些大顆粒的可溶性固形物溶解成較小的顆粒物，且能通過濾紙，從而使10倍稀釋液的吸收峰遠(yuǎn)高于原液。

圖2 過濾后稀釋至同一倍數(shù)的光吸收對比圖Fig.2 Optical absorption of the same multiple of Astragalus extract

2.3 最佳AlCl3添加量的確定

利用AlCl3對黃芪提取液進(jìn)行澄清處理，設(shè)置1/100、5/1000、1/1000、5/10000和1/10000的五個梯度。從圖3結(jié)果可以看出，5/10000和1/10000的AlCl3添加量的光吸收曲線與其他的添加量的曲線相比，其吸收值較小，1/10000的AlCl3添加量的光吸收曲線與其他的添加量的曲線相比，其吸收值較小，即澄清效果最好；但是以添加物的角度來說，AlCl3應(yīng)該添加的越少越好，所以最佳的AlCl3添加量是1/10000。

圖3 AlCl3添加量對光吸收的影響Fig.3 The effect of AlCl3on optical absorption of Astragalus extract

2.4 最佳PVP-K30添加量的確定

采用PVP-K30對黃芪提取液進(jìn)行澄清處理，設(shè)置0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%和3.0%的六個梯度。從不同添加量的PVP-K30的光吸收圖4可以看出，2%PVP-K30添加量的光吸收曲線與其他的添加量的曲線相比，其吸收值較小，即澄清程度較高；同時2%的添加量不會過多影響提取物的質(zhì)量，所以最佳的PVP-K30添加量是2%。

圖4 PVP-K30添加量對光吸收的影響Fig.4 The effect of PVP-K30 on optical absorption of Astragalus extract

2.5 不同澄清方式對黃芪提取液澄清度的影響

把一系列添加AlCl3、PVP-K30的提取液做光吸收掃描后，根據(jù)其吸收峰的高低情況選擇最佳的AlCl3添加量為1/10000，PVP-K30添加量為2%，將這兩個添加量的提取液過濾后與原液過濾后的光吸收進(jìn)行比較，圖5可以看出吸收峰的大小順序為：原液＞PVP-K30＞AlCl3。說明澄清劑的添加會影響提取液對各波長的吸收，且AlCl3的影響大于PVP-K30的影響。

圖5 不同澄清方式處理后的光吸收對比圖Fig.5 The comparison of optical absorption between different clarify methods

2.6 不同處理方式對黃芪提取液電導(dǎo)率的影響

將經(jīng)過不同處理并過濾的黃芪提取液測量其電導(dǎo)率，由圖6可見，黃芪提取液的電導(dǎo)率隨著稀釋倍數(shù)的增加而逐漸降低，從2603 μs/cm降到424 μs/cm，說明提取液中的可溶性物質(zhì)較少；經(jīng)過AlCl3和PVPK30澄清處理的提取液電導(dǎo)率值則比未處理前高，分別是3006 μs/cm和2686 μs/cm，因為電導(dǎo)率值代表著溶液中所含離子的數(shù)量多少，AlCl3和PVP-K30的添加導(dǎo)致額外的離子被添加到了溶液中，所以電導(dǎo)率不能作為AlCl3和PVP-K30的評價指標(biāo)。但在稀釋過濾法中，電導(dǎo)率的變化符合澄清效果。

圖6 不同澄清方式對電導(dǎo)率的影響Fig.6 The effect of different clarify method on conductivity of Astragalus extract

2.7 不同處理方式對黃芪提取液pH的影響

將經(jīng)過不同處理并過濾的黃芪提取液測量其pH，由圖7可見，通過稀釋過濾處理的各提取液的pH變幅不大，均在5.55～5.65范圍內(nèi)，說明提取液的pH的稀釋穩(wěn)定性較高，因為中藥提取液的澄清程度受pH的影響顯著[5-6]，而黃芪提取液的酸堿性不會過酸或者過堿，有利于較大程度地保存其有效成分。經(jīng)過澄清劑處理的提取液pH較高，pH增加到5.8左右，這可能是澄清劑的添加在一定程度上影響提取液的離子構(gòu)成，進(jìn)而影響提取液的pH。

圖7 不同澄清方式對pH的影響Fig.7 The effect of different clarify method on pH value of Astragalus extract

2.8 不同處理方式對黃芪提取物抗氧化性的影響

由圖8可見，黃芪提取液中活性成分DPPH自由基清除率在經(jīng)過2、4、6、8和10倍的稀釋過濾后會逐漸的下降，說明提取液中的抗氧化活性物質(zhì)的含量也隨之稀釋減少，從89.33%降到54.30%，可見提取液的抗氧化性降低；而經(jīng)過AlCl3處理的提取液的DPPH自由基清除率為72.33%，要低于原液，接近4倍提取液，這說明AlCl3澄清劑的存在會影響提取液中的抗氧化物質(zhì)的活性，可能與之發(fā)生化學(xué)作用，使抗氧化物質(zhì)功效降低[11]；相比之下，PVP-K30處理后黃芪活性成分DPPH自由基清除率為85.65%，和提取液未稀釋前較為接近，可見PVP-K30的存在對黃芪活性成分的影響沒有AlCl3的明顯。

圖8 不同澄清方式對抗氧化性的影響Fig.8 The effect of different clarify method on oxidation resistance of Astragalus extract

3 結(jié)論

本研究可知，通過稀釋過濾法處理的提取液對于光吸收的影響不大，而對pH、電導(dǎo)率、抗氧化性則有一定影響，而添加AlCl3、PVP-K30這兩種方式則在不同程度上影響黃芪提取液的理化性質(zhì)。因此，綜上研究發(fā)現(xiàn)稀釋過濾法對黃芪提取液理化性質(zhì)的影響較小，比較適合用于中藥提取液制備。稀釋過濾法對于那些注重原料本性的產(chǎn)品（如保健品或化妝品）來說是很好的選擇；而且，稀釋過濾法能有效保存防紫外線成分，適用于美白防曬產(chǎn)品的制備，這也是現(xiàn)代美容護(hù)膚的趨勢。在生產(chǎn)中可以根據(jù)實際需求選擇相應(yīng)的澄清方式，如需要保存中藥原液抗氧化性又要有一定的澄清效果可以選擇添加PVP-K30；只需考慮澄清程度，可以選擇添加AlCl3。

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Effects of clarification methods to physicochemical properties of Astragalus extract

ZHENG Yu-zhong，CHEN Qing-biao，ZHOU Lin，CHEN Xun-sheng，ZHANG Zhen-xia*
（Department of Biology，Hanshan Normal University，Chaozhou 521041，China）

In order to find the best way to clarify the extract of Astragalus membranaceus.The paper had evaluated the efficiencies of three methods，including dilution，addition of AlCl3and PVP-K30，by comparing the turbidity，pH value，conductivity，antioxidant properties of the extract.The results showed that three methods could partly clarify the Astragalus extract，however the physicochemical properties of extract would be affected to a certain extent.The dilution could affect the pH，conductivity and antioxidant of Astragalus extract in a dose-dependent manner，but not to the turbidity.While the addition of AlCl3or PVP-K30 could in varying degrees affect the physicochemical properties of Astragalus extract.Dilution had little effect on the physicochemical properties of Astragalus extract，therefore，it was suitable for the production technology of traditional Chinese medicine cosmetics.

medicine；Astragalus membranaceus；clarification；physicochemical properties

TS201.2

A

1002-0306（2015）22-0129-04

10.13386/j.issn1002-0306.2015.22.018

2015－01－08

鄭玉忠（1977-），博士，副研究員，研究方向：中藥學(xué)，E-mail：zhengyuzhong@gmail.com。

*通訊作者：張振霞（1975-），博士，副教授，研究方向：植物生物技術(shù)，E-mail：zhangzhenxia2006@gmail.com。

國家自然基金項目（81202907）；廣東普通高校工程技術(shù)開發(fā)中心項目（GCZX-A1415）；廣東順大食品調(diào)料有限公司（韓合[2012]170號）。