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       【摘要】 
       目的研究缬草中缬草素的提取工艺条件。方法以缬草为原料，采用二次回归通用旋转组合实验设计，探讨超声波辅助提取缬草素的最佳工艺参数。结果确定最优工艺条件为：甲醇浓度80%，超声功率250 W，萃取时间5.5 min，液料比22∶1，缬草素得率达1.66%±0.02%。结论实验中所选参试因子对超声波辅助缬草素得率影响显著，其顺序为甲醇浓度＞超声波功率＞提取时间＞液料比。
       【关键词】  缬草； 缬草素； 超声波； 工艺优化
       缬草，属多年生草本植物，其根茎中含有缬草素、挥发油、黄酮、生物碱、木脂素等生物活性成分［1］，是优良的天然药用保健资源。有研究表明，缬草制剂具有镇静安神、抗心血管病、降血脂、增强免疫能力等活性功能［2～4］。
       
       由于缬草中的缬草素具有良好的药用保健功能，其提取加工受到了广泛关注。目前植物有效成分提取使用的方法主要有有机溶剂提取法［5］、酶解技术辅助提取法［6］、CO2超临界流体萃取法［7］等。由于常规有机溶剂和酶法提取的时间比较长，而缬草素性质不稳定，在过酸、过碱、过热环境下易发生羟醛缩合生成半缩醛羟基，使得率和生物活性降低；超临界CO2萃取虽然具有无毒，不污染环境等优点，但因为这种萃取方法生产缬草素的成本较高，大规模推广难度较大。应用超声波辅助提取植物有效成分则操作时间短，提取效率高，比较适宜缬草中缬草素提取。本实验采用二次通用旋转组合设计方法，研究超声波辅助提取缬草根中缬草素的最优工艺条件，旨在为今后规模化生产提供实验基础。
       1  材料与仪器
       1.1  材料宽叶缬草Valeriana officinalis L.var. latifolia Miq.采于湖南湘西自治州，取其根茎，冷冻干燥12 h后粉碎，过40目筛备用。
       1.2  药品与仪器缬草素（自行提取精制），乙腈（色谱纯），甲醇（分析纯）。高效液相分析仪（P680泵，UVD170监测器，美国戴安公司），FD-1A型冷冻干燥机（北京博医实验仪器公司），VCX500超声波细胞粉碎仪（Sonics & Materials Inc. USA），R201D-Ⅱ旋转蒸发器（郑州长城科工贸有限公司）。
       2  方法
       2.1  缬草素的测定条件色谱柱为Hyperclone C18柱（250 mm × 4.60 mm × 5 μm）；流动相为水∶乙腈＝40∶60；流速0.9 ml/min；检测波长256 nm；进样量10 μl；柱温38℃。
       2.2  超声提取缬草素准确称取缬草粉5.00 g，按照实验设计中的条件进行超声辅助提取，控制提取温度为25 ℃。真空抽滤后残渣用20.00 ml的甲醇冲洗3次，合并滤液得到缬草素提取液。
       2.3  超声提取缬草素二次通用旋转组合优化实验方案缬草素的提取受到多种因素的影响，在预试验的基础上，选择甲醇浓度（X1）、超声功率（X2）、萃取时间（X3）、液料比（X4）为参试因子，考察缬草素的提取得率（Y），采用四元二次通用旋转组合试验设计，各因子的水平列于表1。表1  四元二次通用旋转组合设计因素水平表（略）
       2.4  超声提取缬草素实验数据处理实验所得数据，采用DPS 7.05统计分析软件进行二次通用旋转回归分析，并对回归模型及回归模型中各项的显著性进行检验，剔除非显著项，确定简化回归模型方程，同时对实验中各参试因子进行方差分析。采用Statiatica 6.0软件根据回归模型进行响应面分析，绘出3D曲面图，分析各参试因子对超声波提取缬草根中缬草素效果的影响大小。
       3  结果
       3.1  二次通用旋转组合试验结果分析二次通用旋转组合试验结果如表2所示。表2  四元二次通用旋转组合试验结果（略）
       
       对表2的数据进行二次多项回归拟合，建立二次回归数学模型，对模型作回归分析，结果如表3所示， X1，X2，X3，X4，X12， X22 ，X32，X42，X2X3、对响应值的影响显著，说明甲醇浓度、超声功率、萃取时间、液料比对缬草素的提取率影响起重要作用，其中超声功率与萃取时间有显著交互作用。表3  回归模型各项方差分析（略）
       
       方差分析表中统计量F1 = 0.093 2>0.05说明失拟项在置信水平0.95下是不显著的，可进一步用统计量F2进行二次回归模型进行检验；统计量F2 = 0.000 1<0.05说明回归方程在0.95置信水平上显著，二次回归方程与实际情况拟合的较好。
       为了说明模型的有效性和各因素对缬草素得率影响的重要程度, 对方程和各回归因子进行统计检验，剔除不显著项，得到下面简化后的回归方程。
       
       从简化方程的回归系数绝对值看，甲醇浓度对缬草素提取率影响最大，其次是超声功率、萃取时间和料液比。
       3.2  响应因子的水平优化对回归模型进行响应面分析，绘出3D响应面图1，从响应面分析图可知，响应值有最大值，X1、X2、X3、X4存在极值点，所以对模型进行最优化求解。得到4个因素的最优试验点即（79.53，245.70，5.53，22.19），此时响应值的最大值是1.66%，基本符合各因素趋势动态。为实验操作简便，对各点取值进行取整得（80，250，5.5，22）。即超声波提取缬草根中缬草素的最优条件是甲醇浓度80%，超声功率250 W，萃取时间5.5 min，液料比22∶1。
       3.3  最优工艺验证结果为了检验模型预测的准确性，以甲醇浓度80%，超声功率250 W，萃取时间5.5 min，液料比22∶1为萃取条件，进行缬草素提取最优工艺的验证试验，重复5次，验证值为1.66% ± 0.02%，与提取理论得率基本一致，表明实验中所设模型与实际情况相符，回归模型可靠。
       4  结论
          
       建立了超声波辅助提取缬草根中缬草素的工艺的回归方程模型，得到了超声波辅助提取的最优工艺条件，即甲醇浓度80%，超声功率250 W，萃取时间5.5 min，液料比22∶1，缬草素得率达1.66%±0.02%。
       
       试验中所选参试因子对超声波辅助提取缬草素得率影响显著，其顺序为甲醇浓度> 超声波功率> 提取时间> 液料比。
       【参考文献】
         　　［1］Fernandez S,Wasowski C. Sedative and sleep-enhancing properties of linarin, a flavonoid -isolated from Valeriana officinalis ［J ］.Pharmacol，Biochemistry and Behavior, 2004, 77 (2) : 399 .
       
       ［2］薛存宽，何学斌，张书勤，等. 缬草环烯醚萜抗肿瘤作用的实验研究［J］. 现代中西医结合杂志， 2005，14(15)：1969.
       
       ［3］Piccinelli A L， Arana S. New lignans from the roots of Valeriana p rionophylla with antioxidative and vasorelaxant activities［J］. J N at Prod， 2004， 67 (7) : 1135.
       
       ［4］Block K I， Gyllenhaal C. Safety and efficacy of herbal sedatives in cancer care［J］. Integr Cancer Ther， 2004， 3 (2) : 128 .
       
       ［5］狄宏晔， 石晋丽，闫兴丽，等.蜘蛛香中总缬草素的提取纯化工艺研究［J］. 中药材， 2007， 30(9):1125.
       
       ［6］王 晓， 李林波， 马小来， 等. 酶法提取山楂叶中总黄酮的研究［J］. 食品工业科技， 2002， 23(3): 37.
       
       ［7］吕兆林， 王 骏， 周金池， 等. 超临界CO2萃取油松针叶萜烯化合物的方法研究［J］. 中药材，2005，28(4): 155.