黃芩中黃芩苷的提取工藝研究

高 鵬,馬巧霞,朱金芳,銀 秀

0 引言

黃芩(Scutellariabaicalensis)為唇形科植物黃芩的干燥根,屬多年生草本植物,主要功效有清熱燥濕、消炎抗菌、抗氧化等[1-2]。黃芩苷作為黃芩的主要有效成分,具有抑菌抗炎、鎮靜、降壓、抗變態反應等藥理作用,亦被作為黃芩和黃芩制劑的主要質量控制指標成分[3-5]。目前,市銷的黃芩苷有30%～98%等不同的規格,根據黃芩苷的純度可以制成片劑(>70%)、膠囊(>90%)、沖劑(>92%)、針劑(>96%)等不同劑型[6]，應用于不同領域。

目前,報道的黃芩苷的提取方法主要有煎煮法、溫浸法、超聲法、微波法等[7-9]。在提取工藝研究上,除提取率和純度外,低成本、環境友好型亦是實際生產中關注的焦點問題。本實驗采用煎煮法,一步酸沉,以黃芩苷含量作為考察指標,對影響提取率的工藝參數，如浸泡條件、料液比、提取時間、提取次數進行考察,優化了黃芩苷水提工藝,以期為生產實踐提供指導。

1 儀器與試藥

黃芩根,產自山東臨沂,經新疆農業大學食品科學與藥學學院馬生軍副教授鑒定為黃芩(ScutellariabaicalensisLeorgi)的根;黃芩苷對照品(批號:MVSI-16111113,成都曼思特生物科技有限公司,含量≥98.59%);其他試劑均為分析純。

T6新世紀紫外可見分光光度計:北京普析通用儀器有限責任公司;W201電熱恒溫水浴鍋:上海申生科技有限公司;AL204-IC電子天平:梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;DHG-9240A電熱恒溫鼓風干燥箱:上海精宏實驗設備有限公司。

2 方法與結果

2.1 藥材預處理 黃芩根藥材粉碎,過20目篩后分裝于樣品袋中,備用。

2.2 黃芩苷提取率的計算 取篩后黃芩根粗粉10 g,以料液比1∶10和1∶5煎煮2次,時間分別為60 min和30 min,過濾,合并兩次提取液,用4 mol/L鹽酸調pH值至1～2,于80 ℃水浴保溫1 h,再靜置12 h,過濾,水洗至中性,40 ℃下干燥得黃芩苷粗品[10]。

注:M—黃芩苷粗品質量(g);M0—黃芩根粗粉質量(g)。

2.3 黃芩苷含量測定

2.3.1 檢測波長的選擇 參照文獻[11-12]的方法并加以改進。

精密稱取黃芩苷標準品2.1 mg,置10 ml容量瓶中,用50%乙醇溶解,定容,即得黃芩苷對照品儲備液(0.207 mg/ml)。吸取儲備液625 μl于10 ml量瓶,定容,即得濃度為12.938 μg/ml的黃芩苷待測液。以50%乙醇作為空白對照,用紫外分光光度計在200～800 nm處進行全波長掃描,選取最大吸收波長作為黃芩苷的測定波長。從圖1可知,在278 nm處黃芩苷對照品溶液有最大吸收,與唐海燕等[13]報道的結果相一致,故以278 nm作為本試驗黃芩苷的測定波長。

圖1 黃芩苷全波長掃描

2.3.2 標準曲線的繪制 吸取黃芩苷對照品儲備液250、375、625、750、875 μl,分別用50%乙醇定容于10 ml量瓶中,既得濃度分別為 5.175、7.762、12.938、15.525、18.112 μg/ml 的對照品溶液。以50%乙醇溶液作空白對照,于最大吸收波長處測定吸光度。

以濃度C(μg/ml)為橫坐標,吸光值A為縱坐標,繪制標準曲線,得黃芩苷對照品的線性回歸方程為:y=0.0316x+0.0766,r=0.999,由圖2看出,黃芩苷對照品在2.0～20 μg/ml 范圍內線性關系良好。

圖2 黃芩苷標準曲線

2.3.3 含量測定 精密稱取上述黃芩苷粗品50 mg,50%乙醇溶液溶解,定容于50 ml容量瓶中,過濾,取續濾液1 ml，置于50 ml容量瓶,定容[1]。以50%乙醇溶液作為空白對照,于最大吸收波長處測定吸光度值,計算黃芩苷的含量。計算公式為:

注:C為對應的濃度;D為稀釋倍數;V為吸取續濾液的體積;m為樣品質量。

2.4 黃芩苷提取工藝優化

2.4.1 單因素試驗 試驗方法參照文獻[14]并加以改進。稱取黃芩根粗粉每份10 g,采用煎煮法提取,以黃芩苷含量為評價指標,考察浸泡條件(冷水加入、冷水浸泡4 h、沸水加入)、用水量(5+5、10+5、15+10、15+15倍)、提取時間(60+60、60+30、30+30、30+15 min)、提取次數(1、2、3次),初步篩選提取條件,結果見圖3。

從圖3可以看出,浸泡條件對黃芩苷的含量影響最為明顯,料液比和提取時間次之,提取次數的影響最小。初步確定提取條件為:適量黃芩根粗粉加入10倍和5倍量的沸水煎煮2次,時間分別為60 min和30 min。

圖3 單因素試驗篩選黃芩苷的提取條件

2.4.2 正交試驗 在單因素試驗基礎上,選用L9(34)正交試驗進一步對提取工藝中有較大影響的因素:提取用水量(A)、提取時間(B)、浸泡條件(C)進行考察,每個因素設置3個水平,篩選黃芩苷的最佳提取工藝。正交試驗因素水平見表1。

表1 因素與水平

黃芩藥材粗粉以每份10 g的量,稱取9份,按“2.2”、“2.3.3”的方法提取和計算黃芩苷的含量。正交試驗和方差分析結果見表2、表3。

根據表2中的正交試驗直觀分析結果可以看出,不同因素的不同水平對黃芩根中黃芩苷的含量均有一定的影響。

由表3可以得出,因素C(浸泡條件)各水平之間差異有統計學意義(P<0.05),因素A(料液比)、因素B(提取時間)各水平之間差異無統計學意義(P>0.05),即浸泡條件是影響黃芩苷含量的主要因素。

根據實驗結果并結合生產實際,確定黃芩根中黃芩苷的最佳提取工藝為:用水量為10+5倍,沸水加入,煎煮2次,時間分別為60 min和30 min。

表2 正交試驗結果

表3 方差分析結果

2.5 黃芩苷提取工藝驗證試驗 按照確定的最佳提取工藝,平行3份進行工藝驗證,計算黃芩苷的提取率和含量,結果見表4。結果表明,該提取工藝下所得黃芩苷含量比較穩定,耗資少,節約成本,且黃芩苷含量較高。

表4 工藝驗證試驗結果

3 討論

本試驗采用煎煮法,以黃芩苷的含量為評價指標,通過單因素試驗,發現影響提取效果的主次因素順序為浸泡條件>料液比>提取時間>提取次數,選取對黃芩苷提取率有較大影響的3個因素(浸泡條件、料液比、提取時間)進行正交試驗。通過數據分析,得到最適宜的提取工藝組合為C3A2B3,即加入黃芩藥材10+5倍的沸水,煎煮2次,時間分別為60 min和30 min。合并兩次提取液,將pH值用稀鹽酸調至1～2,80 ℃水浴30 min,靜置12 h后過濾,水洗至中性,40 ℃干燥得黃芩苷粗品。該條件下得到的黃芩苷收率可達15.08%,純度84.58%。與邵紅等[14]采用超聲法提取黃芩苷的得率16.52%相比,差異并不明顯。施春陽等[15]以60%乙醇、1∶18的料液比于60 ℃、32 kHz超聲提取2 h,得到黃芩苷提取率11.84%,純度85%,在得率和純度相差不大的情況下,此法避免了有機溶劑的使用,更加環保經濟。

黃芩本身含有多種酶[16],在溫度和濕度適宜的情況下,會使部分黃芩苷水解,影響收率。因此選用沸水加入,能有效抑制酶的活性,防止部分黃芩苷的水解。溶劑用量、提取時間和次數增加到一定程度時,黃芩苷的含量由于雜質的溶出反而會有所下降。本試驗確定的水煎煮提取工藝簡便、穩定,黃芩苷提取率和純度較高,且成本低,環境友好,適用于工業化生產,具有良好的實際意義。