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黄芩中黄芩苷提取工艺的研究
作者:雷泞菲 彭书明 周嘉峪 胡国库 刘然 陈放

《时珍国医国药》 2007年 第11期

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       【摘要】 
       目的探讨黄芩中黄芩苷的最佳提取工艺。方法选取温浸法、煎煮法、加碱温浸法中较佳方法,考察粒度、次数、提取时间和次数、分离方式等因素对黄芩苷收率的影响。结果煎煮法效果优于其他两种方法,煎煮法提取黄芩苷的最佳工艺条件为:粒度40目,煎煮2次,物料比1∶10和1∶5,时间60 min和30 min,双层滤布过滤再离心分离,70℃保温60 min,酸沉静置3 h抽滤,50%乙醇洗涤2次,干燥得黄芩苷产品。黄芩苷收率可达13.67%,其含量为85.7%,黄芩苷在pH 3.98低温水浴液中性质较稳定。结论该实验结果为大规模提取生产黄芩苷提供理论依据。
       【关键词】  黄芩 黄芩苷 提取工艺 稳定性
       Abstract:ObjectiveTo investigate the best extracting technology of baicalin from Scutellaria baicalensis Georgi.MethodsThe best extraction method was selected from controlled temperature water immersing,decoction and controlled temperature alkali added water immersing method,and the affecting factors on yield and content of baicalin were investigated.ResultsThe decoction method was better than others,the good technology conditions were as follows:decocted the Scutellaria baicalensis 2 times with decuple water in 60 min and 5 folds water 30 min,respectively,then removed the residue with double filtration cloth and centrifuged,kept the temperature at 70℃ for 60 min,laid aside 3 hours,separated with centrifuge,dried the residue and obtained the baicalin product.The yield and content of baicalin was 13.67% and 85.7% respectively,the baicalin was stable at pH 3.98.ConclusionThe results provide a theoretical basis for large-scale prodution of baicalin.
       Key words:Scutellaria baicalensis Georigi;  Baicalin;  Extracting technology;  Stability
        黄芩Scutellaria baicalensis Georgi具有清热燥湿、泻火解毒、止血安胎等功效。其主要成分黄芩苷(Baicalin)是从黄芩根中提取分离出来的一种黄酮类化合物,具有抑菌、利尿、抗炎、抗变态及解痉作用,且具有较强的抗癌反应等生理效能[1]。黄芩苷还能吸收紫外线,清除氧自由基,同时,又能抑制黑色素的生成,是一种很好的功能性美容化妆品原料,具有较高的开发利用前景。
        黄芩化学成分研究逐渐为药学和化学工作者所重视,目前,国内对黄芩苷提取工艺的研究有较多报道,其提取方法主要有温浸法、煎煮法、微波法、超滤法等[1~6],但如何提高黄芩苷收率和纯度一直是实际生产中存在的问题,缺乏对整个工艺条件进行全面研究,因此,有必要对影响黄芩苷提取工艺及其影响因素作一全面探讨。本实验拟对温浸法、煎煮法、加碱温浸法进行探讨,研究黄芩苷的提取工艺,并对其稳定性进行考察,旨在为生产实践中大规模提取生产黄芩苷提供理论基础。
       1  方法
       1.1  黄芩苷的提取方法参考胡应权的方法[6],黄芩→粉碎→称取黄芩粗粉20 g→加水煎煮→趁热分离出滤液→40℃下加盐酸调pH 1~2→80℃下保温→静置→分离出沉淀→洗涤干燥→黄芩苷粗品,其含量用紫外分光光度法测定。温浸法和加碱温浸法分别采用蒸馏水和pH值为10的NaOH溶液60℃水浴浸提。按下式计算黄芩苷收率: 黄芩苷收率(%)=M/M0×100% 式中:M -所得黄芩苷粗品重量  M0 -提取时用黄芩的重量
       1.2  黄芩苷含量测定方法
       1.2.1  标准曲线的绘制精确称取黄芩苷标准品50 mg,用50%乙醇溶解并定容于100 ml容量瓶,配制0.5 mg/ml黄芩苷标液,分别吸取标液0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0,3.5,4.0 ml于100 ml容量瓶中,用50%乙醇定容,紫外可见分光光度计278 nm处测吸光值,得到吸光度-浓度回归曲线为y = 0.064x - 0.010 2,r2 = 0.998 2。
       1.2.2  样品含量的测定精确称取实验所得黄芩苷粗品50 mg用50%乙醇溶解定容于100 ml容量瓶。用干燥滤纸过滤,弃去初滤液,吸取续滤液2.5 ml于100 ml容量瓶中,用50%乙醇定容。另取50%乙醇作空白,于278 nm波长处测吸光度,由回归方程式计算出对应浓度,按下式计算黄芩苷含量。
        黄芩苷含量(%)=[对应浓度(μg/ml)×100×40]/样品重(mg)
       2  结果与分析
       2.1  不同提取方法的提取效果比较温浸法、煎煮法、加碱温浸法3种提取方法(图1),加碱温浸法得率最高,但粗品中含有大量黑色物质,其黄芩苷含量比较低,主要因为NaOH的加入也导致其它杂质的浸出,温浸法得率和黄芩苷含量均最低,煎煮法含量最高,主要是沸水煎煮时,减少黄芩中的酶破坏黄芩苷的几率,其收率也较高,综合考虑收率及其黄芩苷含量,煎煮法效果要优于其他两种方法。
       2.2  煎煮法提取工艺的研究
       2.2.1  黄芩粒度对黄芩苷收率和含量的影响 黄芩粉碎后,用不同筛网筛分,改变黄芩的粒度,在其他条件不变下用煎煮法提取。结果见表1。表1  黄芩粒度对黄芩苷收率和含量的影响(略)
        由表1可知,黄芩粒度越细,黄芩苷收率也越高,但根据我们的实验效果来看,粒度太小,物料容易黏结在一起,并会导致过滤困难和提取液混浊不清等问题,而且黄芩粒度为60目时的收率比40目时提高很少,为便于操作,选择黄芩粒度40目为宜。
       2.2.2  提取用水量对黄芩苷收率和含量的影响为了探讨提取溶媒量对黄芩苷得率和含量的影响,在其他条件不变下,改变提取用水量,用煎煮法提取,由表2可知当M(水)/M(黄芩)为10+5倍时,黄芩苷粗产品收率达到最大值,继续增加物料比时,黄芩苷粗产品收率增加不显著,而黄芩苷含量由于杂质的溶解还稍有所下降,故物料比为10+5较好。表2  提取用水量对黄芩苷收率和含量的影响(略)
       2.2.3  提取时间对黄芩苷收率和含量的影响为了探讨最佳提取时间,在其他条件不变下,改变提取时间,用煎煮法提取,由表3可知煎煮时间越长,黄芩苷收率也越高,但所得黄芩苷含量有所下降,品质不好。就其原因可能是随着煎煮时间的增加,杂质也大量地溶出,造成黄芩苷中杂质增多。给后续操作带来困难和降低黄芩苷含量。时间为60 min+30 min时,黄芩苷收率较高,含量也高,综合效果最好。表3  提取时间对黄芩苷收率和含量的影响(略)
       2.2.4  提取次数对黄芩苷收率和含量的影响改变提取次数,在其他条件不变下,用煎煮法提取,由表4可知,随着提取次数的增加,黄芩苷粗产品收率不断提高,含量差异不是太大,综合考虑收率和含量和经济节约各方面,以选择提取两次为宜。表4  提取次数对黄芩苷收率和纯度的影响(略)
       2.2.5  分离残渣方法对黄芩苷收率和含量的影响改变提取液和残渣的分离方法,在其他条件不变下,用煎煮法提取,由表5可以看出用离心分离的方法处理后做出来的黄芩苷含量最高,达87.03%,双层细滤布过滤的含量较低,只有68.4%。故在酸沉之前把不溶于水的杂质尽可能去除是非常必要的。表5  提取液的分离残渣方法对黄芩收率和含量的影响(略)
       2.2.6  酸沉时加酸温度对黄芩苷收率和含量的影响改变酸沉加酸温度,在其他条件不变下,用煎煮法提取,结果见表6,40℃和60℃加酸所得的结果相差不大,60℃所得的结果稍高,而在80℃,特别是在90℃加酸时会使一些黑色粒状或油状的杂质析出,分散于酸沉液中,影响黄芩苷纯度。故选60℃加酸。表6  酸沉时加酸温度对黄芩苷收率和含量的影响(略)
       2.2.7  酸沉保温时间对黄芩苷收率和含量的影响改变酸沉保温时间,由表7可知随着保温时间增加,黄芩苷收率越高,其原因是由于黄芩苷的分子结构中的C2上羧基易于形成盐,加酸后黄芩苷分子就被还原出来,但这种反应必须有较高温度和较长时间才使反应完全,相对来说保温时间越长,黄芩苷的产率就越高,但保温90 min时,收率无明显增加,含量反而下降,保温60 min足以使反应完全,故我们认为保温60 min效果较好。表7  酸沉保温时间对黄芩苷收率和含量的影响(略)
       2.2.8  酸沉静置时间对黄芩苷收率和含量的影响改变酸沉静置时间,在其他条件不变下,用煎煮法提取。结果见表8。表8  酸沉静置时间对黄芩苷收率和含量的影响(略)
        由表8可知,静置时间增加,收率增加的并不多,3 h的静置时间促使酸沉反应已基本进行完全,静置时间继续增加虽能增加一点收率,但粗品的纯度有所下降。分析其原因可能是由于时间的加长使大部分溶在水中的杂质与黄芩苷混在一起,使黄芩苷纯度反下降。
       2.2.9  沉淀物洗涤方法对黄芩苷收率和含量的影响改变沉淀物洗涤方法, 在其他条件不变下,用煎煮法提取。结果见表9。表9  沉淀物洗涤条件对黄芩苷收率和含量的影响(略)
        由表9可知,用两倍量蒸馏水洗涤效果最好,含量虽比乙醇沉淀稍低,但得率较其它方法高,且生产成本比其它方法低。1%盐酸沉淀其收率和黄芩苷均不高。这可能是由于盐酸的加入,在洗去多糖、树脂等杂质的同时,带走了部分黄芩苷。乙醇可以除去部分杂质纯化黄芩苷,其收率比蒸馏水沉淀略低。综合考虑选用50%的乙醇进行洗涤。
       2.3  黄芩苷水溶液性稳定性研究
       2.3.1  温度对黄芩苷水溶液稳定性影响称取黄芩苷粗品50 mg于烧杯中加入一定量蒸馏水,再加NaOH调pH 6~7使之完全溶解,加水至100 ml,过滤,取滤液,测定含量后,分别于50~90℃水浴锅中加热,每隔一定时间取出冷却,测其吸光度,计算含量,以药物残留百分比自然对数值对时间作图。从图3可知温度、加热时间对黄芩苷水溶液稳定性有影响,温度越高,时间越长,分解越多。将各实验温度下黄芩苷相对百分含量的对数值对时间作图,具有线性关系,说明黄芩苷的降解属于一级化学方程k=[Ln(C0/C)]/t。综合各方面因素,既保证提取效率,又避免黄芩苷的损失最少,本实验认为70℃保温较好。
       2.3.2  pH对黄芩苷水溶液稳定性的影响吸取本品水溶液测含量,用氢氧化钠和盐酸分别调节制成pH值为2,3,4,5,6,7,8的溶液,至100℃加热1 h,取出冷却,测含量,并以下式计算黄芩苷反应速度常数K=[Ln(C0/C)]/t。实验表明,本品水溶液受pH影响较大,以-Lnk对pH作图,得最稳pH为3.98左右。
       2.4  根据上述实验的最佳条件,设计提取工艺流程根据上述实验的最佳条件,以粒度40目,15倍水,煎煮两次(60 min和30 min),双层细滤布过滤再离心分离,60℃加酸调pH 1~2, 70℃保温60min,酸沉静置3h,50%乙醇洗涤,其收率为13.67%,含量85.7%,其收率和含量相当稳定。
       3  结论
        用煎煮法提取黄芩苷效果较好,其提取最佳工艺条件:煎煮两次,物料比为10和5倍,时间为60 min和30 min,分离方式为先用双层细滤布过滤再离心分离,60℃用盐酸调pH 1~2,再 70℃保温60 min,静置3 h,蒸馏水分离洗涤两次,干燥得黄芩苷粗品,收率13.67%,含量85.7%。
        黄芩苷在高温和强碱性溶液中极不稳定,在低温和酸性条件下比较稳定,提取 pH值不应超过4,酸沉保温温度不宜太高。
       【参考文献】
           [1]张红医,赵淑军,成 谦,等.中药黄芩提取方法的优化[J].河北大学学报(自然科学版)2006,26(4):390.
       
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       [4]赵越平,雷其云,苏永芝,等.黄芩中黄芩苷不同提取方法的比[J].第四军医大学学报,1996,17(6):80.
       
       [5]唐海燕,牛雪平,卢慧斌,等.黄芩中黄芩苷的提取工艺研究[J].内蒙古大学学报(自然科学版) ,2004,35(3):355.
       
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