正交設計優化山豆根黃酮、皂苷提取工藝

何婷婷+柴軍紅+張蕾

摘要：以山豆（Sophora tonkinensis Gapnep.）根為原料，采用了閃式提取法、超聲波提取法、酶促復合提取法等進行對比研究。以總皂苷、總黃酮的得率為指標，正交設計探討了超聲提取法的最佳提取條件和參數。結果表明，最佳工藝條件為乙醇體積分數50%，料液比1∶20（g∶mL），超聲時間40 min，超聲功率500 W，超聲溫度80 ℃。在最佳提取條件下，放大10倍總皂苷、總黃酮的得率分別為1.22%、2.48%，相對標準偏差在2%以內。

關鍵詞：山豆（Sophora tonkinensis Gapnep.）根；總黃酮；總皂苷；工藝優化

中圖分類號：TQ460.6+2 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2018）01-0097-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.01.025

Abstract： Using the root of Sophora tonkinensis Gapnep. as material，herbal flash，ultrasonic and composite enzymatic methods were used to extract total flavonoids and saponins. The yield of total saponins and flavonoids was taken as the index，and their extraction conditions were optimized by orthogonal test. The results showed that the optimum technological condition was that ethanol concentration was 50%，solid-liquid ratio was 1∶20（g∶mL），ultrasonic time was 40 min，ultrasonic power was 500 W and ultrasonic temperature 80 ℃. Under the optimum extraction conditions，the process is magnified ten times，total sponnins and flavonoids were 1.22%，2.48%，the relative standard deviation was less than 2%.

Key words： the root of Sophora tonkinensis Gapnep.；flavonoids；total saponins；optimization of process

山豆根又名“廣豆根”，豆科越南槐（Sophora tonkinensis Gapnep.）的干燥根莖，可入藥[1]，含黃酮、生物堿、多糖、萜類及其皂苷[2]、酚類物質、咖啡酸等[3]多種藥理活性成分，具有顯著抗炎抑菌、抗病毒、抗腫瘤、免疫激活等療效[3]，其水提取物對急性炎癥有療效[3]。山豆根醇提物對大腸桿菌、金黃葡萄菌、甲型鏈球菌等具有顯著抑制作用[4]。現代藥理研究表明，黃酮、萜類及其皂苷與抗炎抑菌、抗病毒有密切關系[4，5]。此外，山豆根含生物堿是其藥效成分之一，也是引起或誘發毒副反應的主要原因，為了進一步研究山豆根藥用部位，提高藥品質量安全性或增加相關適應癥，有必要研究其提取工藝。本研究討論常規提法、閃式提取法、超聲波提取法、酶促-微波提取法等方法，以總黃酮及皂苷為指標，采用正交試驗法優化工藝參數，以期為山豆根開發利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 主要試劑

乙醇（AR，天津市進豐化工有限公司），香草醛（AR，天津科密歐試劑廠），蘆丁、三七總皂苷標準品（>98%，貴州迪大科技有限責任公司），冰乙酸（AR，遼寧泉瑞試劑有限公司），高氯酸（AR，天津市東方化工廠），纖維素酶（WOLSEN公司），亞硫酸鈉（AR，天津市福晨化學試劑廠）等。

1.2 主要儀器

T6型紫外可見分光光度計（北京普析通用儀器公司）；BSA224S-CW型電子天平（德國賽多利斯集團）；R210型旋轉蒸發儀（瑞士Buchi公司）；SL-2010N型超聲波提取器（南京順流設備有限公司）；JHBE-50T型閃式提取器（南京庚辰科學儀器有限公司）等。

1.3 活性成分測定方法

1.3.1 總黃酮測定方法 采用亞硝酸鈉-硝酸鋁法[5，6]，建立相關標準曲線。取適量提取浸膏，少量甲醇超聲處理溶解，70%甲醇定容于100 mL容量瓶中，移取0.5～1.0 mL上清液進行測定。

1.3.2 總皂苷測定方法 采用香草醛-冰乙酸顯色法[7]，以三七總皂苷為對照品，建立相關標準曲線。取適量提取浸膏，50%乙醇超聲溶解，定容100 mL容量瓶中，移取上清液0.6 mL進行檢測。

1.4 提取方法對比試驗

采用常規提取法（浸提法、索氏連續提取法）、超聲波輔助法[6]、閃式提取法及酶促法[7，8]等，略有改動。山豆根去雜破碎，過20～30目篩備用，其試驗方法如表1所示。依據表1參數組織試驗，試驗重復3次，得率取平均值，結果見表2。

1.5 正交試驗

在單因素試驗的基礎上，選取乙醇體積分數、超聲功率、提取時間、料液比（g∶mL，下同）、超聲溫度為試驗因素，以總黃酮、皂苷得率為指標，采用L16（45）正交試驗，各因素和水平見表2。

2 結果與分析

2.1 活性成分標準曲線

2.1.1 總黃酮標準曲線 依據“1.3.1”方法建立標準曲線，蘆丁對照品在0.11～0.66 mg/mL，線性關系良好，其回歸方程為Y=0.590 9x+0.012 4，R2=0.999 2。endprint

2.1.2 總皂苷標準曲線 依據“1.3.2”方法建立標準曲線，皂苷在10.01～80.08 μg/mL范圍內呈良好線性關系，其回歸方程為Y=0.006 3x+0.012 9，R2=0.999 2。

2.2 提取方法對比試驗結果

由表3可知，傳統的提取法從提取時間、效率等方面，與超聲波輔助法、酶促輔助法等存在差異，浸提法總黃酮得率是酶法+超聲波法的45%左右。閃式提取法由于具有快速同時溫度低等優勢[2]，相對提取率也較高，但是由于工程化不易實現等原因，本研究采用超聲波法作為提取方法進行優化試驗。

2.3 正交試驗優化結果

依據正交試驗設計，其試驗結果見表4。為了更好地評價工藝，參考文獻[9，10]對總皂苷及總黃酮得率進行加權處理，以得率的算數平均值比值為系數，經計算多糖系數為1，總黃酮為1.54，其總指標計算公式如下：

總指標=1.54×S（皂苷）+F（黃酮）

由表4可知，各因素對提取影響的順序為乙醇體積分數>料液比>超聲時間>超聲功率>超聲溫度，最佳工藝條件為4號A1B4C4D4E4，乙醇體積分數50%，料液比1∶20，超聲時間40 min，超聲功率在500 W，超聲溫度80 ℃，其加權收率為4.898 4。依據K值最佳組合為A1B4C2D3E4不在正交設計表范圍內，所以需要進一步驗證，以期獲得最佳工藝。將A1B4C2D3E4組合依據前方法提取，獲得皂苷得率為1.12%，總黃酮為2.08%，其結果低于組合A1B4C4D4E4，所以最佳工藝為A1B4C4D4E4。此外，隨著工藝中試放大，傳質、傳熱、傳動會出現變化。為了研究工藝參數的穩定性，進行工藝放大驗證試驗。

2.6 工藝放大驗證試驗

選取4號工藝參數，試驗放大10倍，重復3次，結果取算數平均值，驗證工藝穩定性，其結果如表5所示。穩定性試驗結果表明，總黃酮得率平均值為2.479%，相對標準偏差0.93%，皂苷為1.196%，相對標準偏差1.98%，此偏差與偏離算術平均值的程度均在2.0%以內，考慮試驗誤差，表明該提取工藝參數較為穩定。

3 結論

對山豆根總黃酮、總皂苷提取方法進行研究，較低體積分數乙醇對于總皂苷、總黃酮有好的浸提率。同時，超聲波法顯示出良好的可控及操作性，正交試驗優化和加權分析表明，其影響因素順序為乙醇體積分數>料液比>微波時間>微波功率>微波溫度，工藝放大10倍后，總黃酮得率可達2.48%，皂苷1.22%，相對標準偏差均在2%以內，所以此工藝具有一定穩定性。

參考文獻：

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