论文部分内容阅读
摘要:目的 优化提取阿里红总三萜酸工艺参数。方法 以提取时间、溶剂用量、溶剂体积分数为自变量,以阿里红总三萜酸得率为评价指标,对自变量各水平进行多元线性回归及二项式拟合,采用SAS Deployment Manager 9.3数据处理系统对工艺参数进行预测分析和优化。结果 最优提取工艺确定为:提取2次,加13倍量91%乙醇,每次提取145 min。结论 星点设计法优化阿里红总三萜酸的提取工艺,方法简便,精密度高,可预测性较优。
关键词:阿里红;总三萜酸;星点设计
DOI:10.3969/j.issn.1005-5304.2015.12.022
中图分类号:R284.2 文献标识码:A 文章编号:1005-5304(2015)12-0086-04
Study on Extraction of Total Tritepenoidic Acid from Fomes Officinalis Ames Based on Central Composite Design YANG Fang1, MENG Ling1, WANG Ping2 (1.College of Traditional Chinese Medicine, Xinjiang Medical University, Urumqi 830054, China;2.Traditional Medical Hospital, Xinjiang Medical University, Urumqi 830000, China)
Abstract:Objective To optimize the technological parameter for the extraction of total tritepenoidic acid from Fomes Officinalis Ames. Methods Extraction time, solvent quantity and solvent concentration were set as the independent variables;the extract yield of total tritepenoidic acid from Fomes Officinalis Ames was set as dependent variable;multiple linear regression and binomial of each level of independent variables were fitted;technological parameters were optimized and analyzed by SAS Deployment Manager 9.3 data processing system. Results The optimum extraction conditions consisted of extraction two times, 145 min for each time with thirteen fold of 91% ethanol. Conclusion Central composite design can optimize the extraction of total tritepenoidic acid from Fomes Officinalis Ames, which is simple and with high precision and high predictability.
Key words:Fomes Officinalis Ames;total tritepenoidic acid;central composite design
阿里红为多孔菌科层孔菌属(Fomes officinalis Ames)的干燥子实体,是新疆维吾尔医常用的民族药,主要分布在我国西部和东北地区[1]。阿里红含有萜烯类、皂苷类、多糖等化学成分,其主要成分为三萜酸、脂肪酸等[2]。目前,国内多采取正交设计或均匀设计法优化中药的提取工艺,这2种方法多采用线性数学模型,虽有简便、试验次数较少等优点,但精度不够高。近年来,星点设计用于优化处方或成型工艺[3-4]。本试验采用星点设计法优化阿里红总三萜酸的提取工艺,旨在优化阿里红总三萜酸提取工艺的同时,为
新疆特色民族药阿里红的开发利用提供依据,也为探讨该方法应用于其他中药材提取工艺的可行性提供参考。
1 仪器与试药
Cintra-20型紫外-可见分光光度计,澳大利亚GBC;AG-135型分析天平(0.01 mg),梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司;SI-234型电子天平,丹佛仪器北京有限公司。
阿里红(批号100601,产地新疆),安徽省亳州市双华中药饮片厂提供,新疆医科大学附属中医医院田洪林副主任药师鉴定为多孔菌科层孔菌属(Fomes officinalis Ames)的干燥子实体。熊果酸对照品(批号12020602,供含量测定用),中国食品药品检定研究院提供。所用试剂均为分析纯。
2 方法与结果
2.1 总三萜酸含量测定
2.1.1 对照品溶液的制备 精密称取熊果酸4.9 ㎎置于25 mL容量瓶中,用无水乙醇溶解并定容至刻度,摇匀,得熊果酸对照品溶液,作为贮备液。
2.1.2 供试品溶液的制备 取阿里红粉末(过五号筛)约1 g,精密称定,置索氏提取器中,加90%乙醇提取8 h,得供试品溶液。
2.1.3 检测波长的确定 分别精密量取对照品溶液和供试品溶液稀释液0.3、0.1 mL,置于20 mL具塞试管中,加入新配制5%香草醛-冰乙酸0.4 mL和高氯酸1.6 mL,置于70 ℃恒温水浴锅中加热15 min,冷却至室温,精密加入冰乙酸8 mL,摇匀,待测。以空白溶液为参比溶液,用紫外分光光度计在200~800 nm进行全波长扫描,结果对照品溶液和供试品溶液均在545.86 nm处有最大吸收,故确定总三萜酸含量测定的检测波长为545.86 nm[5-7]。 2.1.4 显色剂用量及条件筛选
2.1.4.1 5%香草醛-冰醋酸溶液用量 精密移取对照品溶液0.3 mL 6份,分别加入1.6 mL高氯酸溶液,依次加入5%香草醛-冰醋酸溶液0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2 mL,按“2.1.3”项下方法测定吸光度。结果随着5%香草醛-冰乙酸用量的增加,吸光度随之增加,当5%香草醛-冰乙酸用量超过0.8 mL时,吸光度增加开始减缓。考虑5%香草醛-冰乙酸用量少时反应不完全,随着5%香草醛-冰乙酸用量的增加,反应继续进行,吸光度逐渐增大,当5%香草醛-冰乙酸用量达到0.8 mL后,反应基本完全。故确定5%香草醛-冰乙酸用量为0.8 mL。
2.1.4.2 高氯酸用量 精密吸取对照品溶液0.3 mL 6份,加入5%香草醛-冰醋酸0.8 mL,依次加高氯酸1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2 mL,按“2.1.3”项下方法测定吸光度。结果吸光度先随着高氯酸用量的增加而增大,当其用量为1.6 mL时,吸光度达到最大,之后吸光度随着高氯酸用量的增加而下降。表明在一定范围内高氯酸的用量越大,吸光度越大,显色效果越好。高氯酸用量在1.5~1.7 mL时,吸光度平稳,故选择高氯酸用量为1.6 mL。
2.1.4.3 水浴温度 ①显色剂与水浴温度的关系。精密吸取5%香草醛-冰醋酸溶液0.8 mL和高氯酸1.6 mL,依次在40、50、60、70、80、90 ℃水浴加热15 min,冷却至室温,加入冰乙酸8 mL,以试剂空白为参比,按“2.1.3”项下方法测定吸光度。②显色剂+对照品与水浴温度的关系。精密吸取对照品溶液0.3 mL 6份,加热挥干溶剂,加5%香草醛-冰醋酸溶液0.8 mL、高氯酸1.6 mL,依次在40、50、60、70、80、90 ℃水浴加热15 min,冷却至室温,加入冰乙酸8 mL,以试剂空白为参比,按“2.1.3”项下方法测定吸光度。结果显示,温度低于70 ℃时吸光度随水浴温度的升高缓慢增长,温度超过70 ℃后吸光度变化较大,随着水浴温度的升高,显色剂本身的吸光度不断增大。综合考虑显色剂本身及加入对照品溶液二者的吸光度随水浴温度的变化趋势,确定水浴温度为60 ℃。
2.1.4.4 水浴时间 精密吸取对照品溶液0.3 mL 6份,加热挥干溶剂,加入5%香草醛-冰醋酸溶液0.8 mL和高氯酸1.6 mL,在60 ℃恒温水浴锅中依次加热5、10、15、20、25、30、35、40 min,冷却至室温,加入冰乙酸8 mL,以试剂空白为参比,按“2.1.3”项下方法测定吸光度。结果随着时间延长,吸光度逐渐增大,在5~35 min之间吸光度变化较大,35 min之后增大幅度减缓,趋于平衡,故确定水浴时间为35 min。
2.1.5 标准曲线的绘制 精密吸取熊果酸对照品溶液0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 mL,分别置于20 mL具塞试管中,加热挥干溶剂,加入新制的5%香草醛-冰醋酸0.8 mL和高氯酸1.6 mL,60 ℃恒温水浴加热35 min,流水冷却至室温,精密加入冰乙酸8 mL,摇匀,以空白溶液为参比,于紫外分光光度计545.86 nm处测定吸光度,以吸光度为纵坐标,熊果酸对照品溶液浓度为横坐标,计算得回归方程Y=48.367X+0.144 9,r=0.999 5。结果表明熊果酸在0.001 9~0.011 4 ㎎/mL范围内吸光度与浓度呈良好的线性关系。
2.1.6 稳定性考察 精密移取同一供试品溶液2.0 mL,按“2.1.5”项下方法操作,每隔20 min测定1次,得RSD。结果吸光度在0~40 min不稳定,在40~80 min之间较稳定,RSD=1.19%,80 min后稳定性开始下降,表明供试品溶液适合在40~80 min测定吸光度。
2.1.7 精密度考察 精密移取同一熊果酸对照品溶液0.3 mL 6份,按“2.1.5”项下方法测定吸光度,结果RSD=0.5%(n=6),表明仪器精密度良好。
2.1.8 重复性考察 按“2.1.2”项下方法平行制得6份供试品溶液,按“2.1.5”项下方法测定吸光度。结果RSD=1.38%(n=6),表明本方法具有良好的重复性。
2.1.9 加样回收率试验 分别精密移取“2.1.8”项下供试品溶液6份,每份0.1 mL,再分别加入0.1 mL已知含量的对照品溶液,按“2.1.5”项下方法测定吸光度,计算平均回收率及其RSD,结果平均回收率为101.37%,RSD=0.83%,表明方法可靠,见表1。
表1 加样回收率试验
2.2 总三萜酸提取工艺优选
2.2.1 单因素试验
2.2.1.1 提取溶剂考察 精密称定阿里红粉末(过五号筛)约1 g,平行3份,分别加入乙酸乙酯、三氯甲烷、石油醚、乙醇、二氯甲烷、正丁醇6种溶剂100 mL,索氏提取8 h,分别移取一定体积的原溶液置于25 mL容量瓶中,稀释至刻度,按“2.1.5”项下方法测定阿里红总三萜酸含量。结果总三萜酸得率分别为32.53%、35.47%、5.96%、28.15%、28.15%、20.26%,虽然乙酸乙酯、三氯甲烷、二氯甲烷为提取溶剂时总三萜酸得率均较高,但从工业化大生产的角度考虑,本研究选用乙醇作为提取溶剂。
2.2.1.2 提取次数考察 取阿里红粉末(过五号筛)约1 g,平行3份,精密称定,分别置于锥形瓶中,加入90%乙醇10 mL,加热回流3次,每次1 h,抽滤,各提取液分别移取一定体积置于25 mL容量瓶中,并用90%乙醇稀释至刻度,按“2.1.5”项下方法测定阿里红总三萜酸含量。结果总三萜酸得率分别为19.55%、21.83%、22.19%,表明提取2次与提取3次总三萜酸得率很接近,结合工业化大生产,从节约成本的角度考虑,选择提取2次进入星点设计试验。 2.2.2 星点设计-效应面法优化提取工艺
2.2.2.1 星点设计及结果 根据工业大生产需要,采用乙醇加热回流提取法,固定提取次数为2次,选择提取时间(X1)、溶剂用量(X2)和乙醇体积分数(X3)为自变量,阿里红中总三萜酸得率为评价指标[8-9]。根据星点设计的原理,每个因素取5个水平,用a、-、0、+、A表示,因素水平见表2,试验安排及结果见表3。
表2 提取工艺因素水平表
表3 提取工艺试验安排及结果
2.2.2.2 模型拟合 采用SAS Deployment Manager 9.3软件,以阿里红总三萜酸得率对自变量进行多元线性回归和二项式拟合并进行回归分析。多元线性回归方程:Y=18.4755+8.871816X1+0.5475172X2+3.4971206X3(r2=0.3950,P=2)。采用二次多项式回归数学模型进行拟合,二项式拟合方程:Y=23.500125+8.871816X1+0.5475172X2+3.4971206X3+6.1341513X1X2+0.8944901X1X3-3.87141X2X3-9.229227X12-8.829227X22-2.754227X32(r2=0.793633,P<0.05)。其中,Y为阿里红中总三萜酸得率,X1为提取时间,X2为溶剂用量,X3为溶剂浓度。由以上方程可知,多元线性模型拟合度不佳、预测性较差,二项式拟合复相关系数较高、拟合效果较好,其中提取时间对阿里红中总三萜酸得率有显著影响,而溶剂用量及溶剂浓度无显著影响,表明该方程可信度较好,对结果的模拟优化效果也较好,故可用此模型对阿里红总三萜酸的提取工艺进行分析与预测。
2.2.2.3 工艺优化与预测 因变量与另两因素拟合是三维曲面图,只能表达含2个因素变量的函数,因此固定3个变量中的1个为中值,再以拟合的目标函数为数学模型,运用SAS Deployment Manager 9.3软件绘制响应面图及等高线图,见图1。
图1 提取时间、溶剂用量及浓度对阿里红总三萜酸得率影响的响应面图及等高线图
通过上述响应面图及等高线图分析,可以看出,随着提取时间、溶剂用量和溶剂浓度的增大,阿里红总三萜酸得率并非一直呈增大趋势,而是到达一定值后随着提取时间、溶剂用量和溶剂浓度的增大反而减少,因此考虑到工业大生产的成本,确定较佳的提取工艺为13倍量91%乙醇提取2次,每次145 min,干浸膏中总三萜酸含量达44.19%。
2.2.3 验证试验 精密称定同一批次阿里红样品3份,根据最佳提取工艺条件进行3次平行试验,按“2.1.5”项下方法测定,总三萜酸平均得率为26.89%,而预测值为27.04%,偏差率为-0.55%,RSD=0.52%。表明所建立的模型具有良好的预测性,所选的工艺条件重复性较好。
3 讨论
本试验采用紫外-分光光度法测定阿里红中总三萜酸含量。5%香草醛-冰乙酸、高氯酸比色法是测定三萜类化合物较常用的方法,但其影响因素较多,因此在试验安排上首先对显色的影响因素进行了筛选,结果表明,严格控制好反应条件则测定结果较稳定,重复性好,可用于质量控制。
目前对阿里红的研究多为针对其有效成分阿里红多糖,少见对其有效成分三萜酸的研究。本试验采用熊果酸对照品进行定量测定,但目前还未见阿里红化学成分中有熊果酸的报道,因此在对照品的选择上可能存在一定缺陷。但由于三萜类化合物结构上有相似性,所以选用熊果酸对照品进行定量分析具有参考性。本试验对阿里红总三萜酸的提取工艺进行了研究,为其药理学研究奠定基础。
致谢:感谢新疆医科大学附属中医医院统计教研室孙奇老师对本文数据统计分析提供的帮助。
参考文献:
[1] 吴霞,杨峻山,董悦生.阿里红化学成分的研究(Ⅰ)[J].中草药,2005, 36(6):811-815.
[2] 尤努斯江·吐拉洪,木妮热·依布拉音,吐尔洪·买买提.阿里红中总三萜酸的提取工艺优选及含量测定[J].中国实验方剂学杂志,2012, 18(17):24-28.
[3] 吕邵娃,刘栋,胡畔盼,等.星点设计-效应面法优化龙芽楤木叶提取工艺[J].中药材,2010,33(3):442-445.
[4] 王秋红,苏阳,吴伦,等.星点设计-效应面法优化升麻的提取工艺[J].中国实验方剂学杂志,2012,18(1):24-27.
[5] 粟巧云.白桦脂酸型三萜类化合物的提取分离工艺及测定方法研究[D].西安:西北大学,2009.
[6] 蔡亚玲,阮金兰,苏群,等.紫背鼠尾草中总三萜酸的含量测定[J].中药材,2008,31(5):693.
[7] 胡媛.远志三萜酸类成分的提取纯化工艺及质量标准研究[D].成都:成都中医药大学,2006.
[8] 涂瑶生,李绍林,孙冬梅,等.星点设计-效应面法优化丁香叶的提取工艺[J].中国实验方剂学杂志,2012,18(5):34-37.
[9] 卢君蓉,傅超美,刘芳,等.星点设计-效应面法优选丹参中丹参总酚酸的提取工艺[J].中成药,2012,34(7):1373-1377.
(收稿日期:2015-05-21;编辑:陈静)
关键词:阿里红;总三萜酸;星点设计
DOI:10.3969/j.issn.1005-5304.2015.12.022
中图分类号:R284.2 文献标识码:A 文章编号:1005-5304(2015)12-0086-04
Study on Extraction of Total Tritepenoidic Acid from Fomes Officinalis Ames Based on Central Composite Design YANG Fang1, MENG Ling1, WANG Ping2 (1.College of Traditional Chinese Medicine, Xinjiang Medical University, Urumqi 830054, China;2.Traditional Medical Hospital, Xinjiang Medical University, Urumqi 830000, China)
Abstract:Objective To optimize the technological parameter for the extraction of total tritepenoidic acid from Fomes Officinalis Ames. Methods Extraction time, solvent quantity and solvent concentration were set as the independent variables;the extract yield of total tritepenoidic acid from Fomes Officinalis Ames was set as dependent variable;multiple linear regression and binomial of each level of independent variables were fitted;technological parameters were optimized and analyzed by SAS Deployment Manager 9.3 data processing system. Results The optimum extraction conditions consisted of extraction two times, 145 min for each time with thirteen fold of 91% ethanol. Conclusion Central composite design can optimize the extraction of total tritepenoidic acid from Fomes Officinalis Ames, which is simple and with high precision and high predictability.
Key words:Fomes Officinalis Ames;total tritepenoidic acid;central composite design
阿里红为多孔菌科层孔菌属(Fomes officinalis Ames)的干燥子实体,是新疆维吾尔医常用的民族药,主要分布在我国西部和东北地区[1]。阿里红含有萜烯类、皂苷类、多糖等化学成分,其主要成分为三萜酸、脂肪酸等[2]。目前,国内多采取正交设计或均匀设计法优化中药的提取工艺,这2种方法多采用线性数学模型,虽有简便、试验次数较少等优点,但精度不够高。近年来,星点设计用于优化处方或成型工艺[3-4]。本试验采用星点设计法优化阿里红总三萜酸的提取工艺,旨在优化阿里红总三萜酸提取工艺的同时,为
新疆特色民族药阿里红的开发利用提供依据,也为探讨该方法应用于其他中药材提取工艺的可行性提供参考。
1 仪器与试药
Cintra-20型紫外-可见分光光度计,澳大利亚GBC;AG-135型分析天平(0.01 mg),梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司;SI-234型电子天平,丹佛仪器北京有限公司。
阿里红(批号100601,产地新疆),安徽省亳州市双华中药饮片厂提供,新疆医科大学附属中医医院田洪林副主任药师鉴定为多孔菌科层孔菌属(Fomes officinalis Ames)的干燥子实体。熊果酸对照品(批号12020602,供含量测定用),中国食品药品检定研究院提供。所用试剂均为分析纯。
2 方法与结果
2.1 总三萜酸含量测定
2.1.1 对照品溶液的制备 精密称取熊果酸4.9 ㎎置于25 mL容量瓶中,用无水乙醇溶解并定容至刻度,摇匀,得熊果酸对照品溶液,作为贮备液。
2.1.2 供试品溶液的制备 取阿里红粉末(过五号筛)约1 g,精密称定,置索氏提取器中,加90%乙醇提取8 h,得供试品溶液。
2.1.3 检测波长的确定 分别精密量取对照品溶液和供试品溶液稀释液0.3、0.1 mL,置于20 mL具塞试管中,加入新配制5%香草醛-冰乙酸0.4 mL和高氯酸1.6 mL,置于70 ℃恒温水浴锅中加热15 min,冷却至室温,精密加入冰乙酸8 mL,摇匀,待测。以空白溶液为参比溶液,用紫外分光光度计在200~800 nm进行全波长扫描,结果对照品溶液和供试品溶液均在545.86 nm处有最大吸收,故确定总三萜酸含量测定的检测波长为545.86 nm[5-7]。 2.1.4 显色剂用量及条件筛选
2.1.4.1 5%香草醛-冰醋酸溶液用量 精密移取对照品溶液0.3 mL 6份,分别加入1.6 mL高氯酸溶液,依次加入5%香草醛-冰醋酸溶液0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2 mL,按“2.1.3”项下方法测定吸光度。结果随着5%香草醛-冰乙酸用量的增加,吸光度随之增加,当5%香草醛-冰乙酸用量超过0.8 mL时,吸光度增加开始减缓。考虑5%香草醛-冰乙酸用量少时反应不完全,随着5%香草醛-冰乙酸用量的增加,反应继续进行,吸光度逐渐增大,当5%香草醛-冰乙酸用量达到0.8 mL后,反应基本完全。故确定5%香草醛-冰乙酸用量为0.8 mL。
2.1.4.2 高氯酸用量 精密吸取对照品溶液0.3 mL 6份,加入5%香草醛-冰醋酸0.8 mL,依次加高氯酸1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2 mL,按“2.1.3”项下方法测定吸光度。结果吸光度先随着高氯酸用量的增加而增大,当其用量为1.6 mL时,吸光度达到最大,之后吸光度随着高氯酸用量的增加而下降。表明在一定范围内高氯酸的用量越大,吸光度越大,显色效果越好。高氯酸用量在1.5~1.7 mL时,吸光度平稳,故选择高氯酸用量为1.6 mL。
2.1.4.3 水浴温度 ①显色剂与水浴温度的关系。精密吸取5%香草醛-冰醋酸溶液0.8 mL和高氯酸1.6 mL,依次在40、50、60、70、80、90 ℃水浴加热15 min,冷却至室温,加入冰乙酸8 mL,以试剂空白为参比,按“2.1.3”项下方法测定吸光度。②显色剂+对照品与水浴温度的关系。精密吸取对照品溶液0.3 mL 6份,加热挥干溶剂,加5%香草醛-冰醋酸溶液0.8 mL、高氯酸1.6 mL,依次在40、50、60、70、80、90 ℃水浴加热15 min,冷却至室温,加入冰乙酸8 mL,以试剂空白为参比,按“2.1.3”项下方法测定吸光度。结果显示,温度低于70 ℃时吸光度随水浴温度的升高缓慢增长,温度超过70 ℃后吸光度变化较大,随着水浴温度的升高,显色剂本身的吸光度不断增大。综合考虑显色剂本身及加入对照品溶液二者的吸光度随水浴温度的变化趋势,确定水浴温度为60 ℃。
2.1.4.4 水浴时间 精密吸取对照品溶液0.3 mL 6份,加热挥干溶剂,加入5%香草醛-冰醋酸溶液0.8 mL和高氯酸1.6 mL,在60 ℃恒温水浴锅中依次加热5、10、15、20、25、30、35、40 min,冷却至室温,加入冰乙酸8 mL,以试剂空白为参比,按“2.1.3”项下方法测定吸光度。结果随着时间延长,吸光度逐渐增大,在5~35 min之间吸光度变化较大,35 min之后增大幅度减缓,趋于平衡,故确定水浴时间为35 min。
2.1.5 标准曲线的绘制 精密吸取熊果酸对照品溶液0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 mL,分别置于20 mL具塞试管中,加热挥干溶剂,加入新制的5%香草醛-冰醋酸0.8 mL和高氯酸1.6 mL,60 ℃恒温水浴加热35 min,流水冷却至室温,精密加入冰乙酸8 mL,摇匀,以空白溶液为参比,于紫外分光光度计545.86 nm处测定吸光度,以吸光度为纵坐标,熊果酸对照品溶液浓度为横坐标,计算得回归方程Y=48.367X+0.144 9,r=0.999 5。结果表明熊果酸在0.001 9~0.011 4 ㎎/mL范围内吸光度与浓度呈良好的线性关系。
2.1.6 稳定性考察 精密移取同一供试品溶液2.0 mL,按“2.1.5”项下方法操作,每隔20 min测定1次,得RSD。结果吸光度在0~40 min不稳定,在40~80 min之间较稳定,RSD=1.19%,80 min后稳定性开始下降,表明供试品溶液适合在40~80 min测定吸光度。
2.1.7 精密度考察 精密移取同一熊果酸对照品溶液0.3 mL 6份,按“2.1.5”项下方法测定吸光度,结果RSD=0.5%(n=6),表明仪器精密度良好。
2.1.8 重复性考察 按“2.1.2”项下方法平行制得6份供试品溶液,按“2.1.5”项下方法测定吸光度。结果RSD=1.38%(n=6),表明本方法具有良好的重复性。
2.1.9 加样回收率试验 分别精密移取“2.1.8”项下供试品溶液6份,每份0.1 mL,再分别加入0.1 mL已知含量的对照品溶液,按“2.1.5”项下方法测定吸光度,计算平均回收率及其RSD,结果平均回收率为101.37%,RSD=0.83%,表明方法可靠,见表1。
表1 加样回收率试验
2.2 总三萜酸提取工艺优选
2.2.1 单因素试验
2.2.1.1 提取溶剂考察 精密称定阿里红粉末(过五号筛)约1 g,平行3份,分别加入乙酸乙酯、三氯甲烷、石油醚、乙醇、二氯甲烷、正丁醇6种溶剂100 mL,索氏提取8 h,分别移取一定体积的原溶液置于25 mL容量瓶中,稀释至刻度,按“2.1.5”项下方法测定阿里红总三萜酸含量。结果总三萜酸得率分别为32.53%、35.47%、5.96%、28.15%、28.15%、20.26%,虽然乙酸乙酯、三氯甲烷、二氯甲烷为提取溶剂时总三萜酸得率均较高,但从工业化大生产的角度考虑,本研究选用乙醇作为提取溶剂。
2.2.1.2 提取次数考察 取阿里红粉末(过五号筛)约1 g,平行3份,精密称定,分别置于锥形瓶中,加入90%乙醇10 mL,加热回流3次,每次1 h,抽滤,各提取液分别移取一定体积置于25 mL容量瓶中,并用90%乙醇稀释至刻度,按“2.1.5”项下方法测定阿里红总三萜酸含量。结果总三萜酸得率分别为19.55%、21.83%、22.19%,表明提取2次与提取3次总三萜酸得率很接近,结合工业化大生产,从节约成本的角度考虑,选择提取2次进入星点设计试验。 2.2.2 星点设计-效应面法优化提取工艺
2.2.2.1 星点设计及结果 根据工业大生产需要,采用乙醇加热回流提取法,固定提取次数为2次,选择提取时间(X1)、溶剂用量(X2)和乙醇体积分数(X3)为自变量,阿里红中总三萜酸得率为评价指标[8-9]。根据星点设计的原理,每个因素取5个水平,用a、-、0、+、A表示,因素水平见表2,试验安排及结果见表3。
表2 提取工艺因素水平表
表3 提取工艺试验安排及结果
2.2.2.2 模型拟合 采用SAS Deployment Manager 9.3软件,以阿里红总三萜酸得率对自变量进行多元线性回归和二项式拟合并进行回归分析。多元线性回归方程:Y=18.4755+8.871816X1+0.5475172X2+3.4971206X3(r2=0.3950,P=2)。采用二次多项式回归数学模型进行拟合,二项式拟合方程:Y=23.500125+8.871816X1+0.5475172X2+3.4971206X3+6.1341513X1X2+0.8944901X1X3-3.87141X2X3-9.229227X12-8.829227X22-2.754227X32(r2=0.793633,P<0.05)。其中,Y为阿里红中总三萜酸得率,X1为提取时间,X2为溶剂用量,X3为溶剂浓度。由以上方程可知,多元线性模型拟合度不佳、预测性较差,二项式拟合复相关系数较高、拟合效果较好,其中提取时间对阿里红中总三萜酸得率有显著影响,而溶剂用量及溶剂浓度无显著影响,表明该方程可信度较好,对结果的模拟优化效果也较好,故可用此模型对阿里红总三萜酸的提取工艺进行分析与预测。
2.2.2.3 工艺优化与预测 因变量与另两因素拟合是三维曲面图,只能表达含2个因素变量的函数,因此固定3个变量中的1个为中值,再以拟合的目标函数为数学模型,运用SAS Deployment Manager 9.3软件绘制响应面图及等高线图,见图1。
图1 提取时间、溶剂用量及浓度对阿里红总三萜酸得率影响的响应面图及等高线图
通过上述响应面图及等高线图分析,可以看出,随着提取时间、溶剂用量和溶剂浓度的增大,阿里红总三萜酸得率并非一直呈增大趋势,而是到达一定值后随着提取时间、溶剂用量和溶剂浓度的增大反而减少,因此考虑到工业大生产的成本,确定较佳的提取工艺为13倍量91%乙醇提取2次,每次145 min,干浸膏中总三萜酸含量达44.19%。
2.2.3 验证试验 精密称定同一批次阿里红样品3份,根据最佳提取工艺条件进行3次平行试验,按“2.1.5”项下方法测定,总三萜酸平均得率为26.89%,而预测值为27.04%,偏差率为-0.55%,RSD=0.52%。表明所建立的模型具有良好的预测性,所选的工艺条件重复性较好。
3 讨论
本试验采用紫外-分光光度法测定阿里红中总三萜酸含量。5%香草醛-冰乙酸、高氯酸比色法是测定三萜类化合物较常用的方法,但其影响因素较多,因此在试验安排上首先对显色的影响因素进行了筛选,结果表明,严格控制好反应条件则测定结果较稳定,重复性好,可用于质量控制。
目前对阿里红的研究多为针对其有效成分阿里红多糖,少见对其有效成分三萜酸的研究。本试验采用熊果酸对照品进行定量测定,但目前还未见阿里红化学成分中有熊果酸的报道,因此在对照品的选择上可能存在一定缺陷。但由于三萜类化合物结构上有相似性,所以选用熊果酸对照品进行定量分析具有参考性。本试验对阿里红总三萜酸的提取工艺进行了研究,为其药理学研究奠定基础。
致谢:感谢新疆医科大学附属中医医院统计教研室孙奇老师对本文数据统计分析提供的帮助。
参考文献:
[1] 吴霞,杨峻山,董悦生.阿里红化学成分的研究(Ⅰ)[J].中草药,2005, 36(6):811-815.
[2] 尤努斯江·吐拉洪,木妮热·依布拉音,吐尔洪·买买提.阿里红中总三萜酸的提取工艺优选及含量测定[J].中国实验方剂学杂志,2012, 18(17):24-28.
[3] 吕邵娃,刘栋,胡畔盼,等.星点设计-效应面法优化龙芽楤木叶提取工艺[J].中药材,2010,33(3):442-445.
[4] 王秋红,苏阳,吴伦,等.星点设计-效应面法优化升麻的提取工艺[J].中国实验方剂学杂志,2012,18(1):24-27.
[5] 粟巧云.白桦脂酸型三萜类化合物的提取分离工艺及测定方法研究[D].西安:西北大学,2009.
[6] 蔡亚玲,阮金兰,苏群,等.紫背鼠尾草中总三萜酸的含量测定[J].中药材,2008,31(5):693.
[7] 胡媛.远志三萜酸类成分的提取纯化工艺及质量标准研究[D].成都:成都中医药大学,2006.
[8] 涂瑶生,李绍林,孙冬梅,等.星点设计-效应面法优化丁香叶的提取工艺[J].中国实验方剂学杂志,2012,18(5):34-37.
[9] 卢君蓉,傅超美,刘芳,等.星点设计-效应面法优选丹参中丹参总酚酸的提取工艺[J].中成药,2012,34(7):1373-1377.
(收稿日期:2015-05-21;编辑:陈静)