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摘要:目的 优选桑白皮多糖最佳提取工艺。方法 采用正交试验设计,以提取次数、提取时间及醇沉浓度作为工艺因素,每个因素采用3个水平,选择L9(34)正交表进行试验,同时用硫酸-苯酚法测定桑白皮多糖的含量作为评价指标。结果 桑白皮多糖的最佳提取工艺为超声提取30 min,提取2次,醇沉浓度为80%。结论 优选的工艺多糖提取率稳定,提取率高,提取工艺合理可行。
关键词:桑白皮多糖;正交试验;提取工艺;含量测定
DOI:10.3969/j.issn.1005-5304.2012.10.018
中图分类号:R283.5 文献标识码:A 文章编号:1005-5304(2012)10-0046-02
桑白皮为桑科植物桑Morus alba L.的干燥根皮,具有泻肺平喘、利水消肿之功效,用于治疗肺热喘咳、水肿胀满、尿少、面目肌肤浮肿等症[1]。其有效成分桑白皮多糖治疗糖尿病及其并发症有良好的疗效[2]。目前国内许多学者从不同角度研究桑白皮在降糖、降压、利尿、镇咳平喘、抗艾滋病毒(HIV)、抗肿瘤和中药配伍等方面的药效[3-4],但对桑白皮多糖提取工艺的研究较少。笔者采用正交试验法对桑白皮多糖提取工艺进行优选。
1 仪器与试药
R-205型旋转蒸发器(上海申顺生物科技有限公司),SHZ-D(Ⅱ)型循环水式真空泵(巩义市予华仪器有限责任公司),LDZ4-1.2型离心机(BEIJING JINGLI),DHG-9070A型电热恒温鼓风干燥箱(上海一恒科技有限公司),KQ-250E型超声波清洗器(昆山市超声波仪器有限公司),Sartorius BT 224S分析天平,TU-1901双光束紫外可见分光光度计。
桑白皮药材由广东康臣药业集团提供,批号20110910;AB-8型大孔吸附树脂购于南开大学化工厂;95%乙醇、丙酮、活性炭、蒽酮、硫酸及其他试剂均为分析纯。
2 方法与结果
2.1 原料处理与样品制备
2.1.1 药材前处理 桑白皮除去泥土后放入烘箱烘干至恒重,破碎,密封备用。
2.1.2 对照品制备 取105 ℃干燥至恒重的葡萄糖50 mg,精密称定,于100 mL容量瓶中,加纯化水定容至刻度,摇匀后备用。
2.1.3 供试品制备 取干燥桑白皮药材100.0 g,破碎,加10倍量水,超声提取,提取液减压浓缩至相对药材比为1∶1, 3 500 r/min离心10 min,取上清液走柱,层析柱用AB-8型大孔吸附树脂湿法填充,在大孔吸附树脂柱中用纯化水洗至洗脱液加入95%乙醇无沉淀为止,再将洗脱液浓缩至约100 mL,加入活性炭脱色,趁热过滤,滤液浓缩后加入95%乙醇使含醇量达正交表所设计的浓度,静置后抽滤,沉淀用无水乙醇、丙酮各洗3次,60 ℃低温干燥,得到白色无定形粉末,称重,精密称取,配制成浓度为20 ?g/mL的溶液,备用。
2.2 标准曲线的制备
精密吸取对照品溶液1 mL于5 mL容量瓶中,加纯化水定容。分别精取0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL置20 mL容量瓶中,加纯化水定容。分别精密吸取2.0 mL于试管中,加苯酚1 mL,摇匀,加浓硫酸5 mL,迅速摇匀,静置5 min,沸水浴加热15 min,冷至室温,分光光度法于490 nm波长处测吸收度。得标准曲线Y=6.885 7X+1.175 1,r2=0.999 6。结果表明,对照品在0~25 ?g范围内线性关系良好。
2.3 精密度试验
取供试品溶液,以空白液为参比,在490 nm处测定吸光度,连续6次重复测定,结果RSD=0.81%,表明精密度良好。
2.4 重复性试验
取同一批样品5份,按照供试品溶液制备方法处理后进行含量测定,求得RSD=1.40%,表明本法重复性良好。
2.5 稳定性试验
取制备好的供试品溶液,室温下,在15、30、45、60、120 min测定吸光度,其RSD=1.23%,表明供试品在120 min内稳定。
2.6 加样回收率试验
精密吸取含葡萄糖0.5 mg/mL的对照品溶液1.6、2.0、2.4 mL,各3份,置100 mL容量瓶中,加入样品1.0 mg,精密称定,按“2.1.3”项下方法制备,分别精密吸取2.0 mL于试管中,加苯酚1 mL,摇匀,加浓硫酸5 mL,迅速摇匀,静置5 min,沸水浴加热15 min,冷至室温,分光光度法于490 nm波长处测吸收度,计算回收率。结果高、中、低3种加入量的回收率分别为(100.02±0.34)%、(100.32±0.22)%、(100.24±0.36)%,平均回收率为100.19%(n=9),RSD=1.16%。表明本法准确度良好。
2.7 工艺考察
2.7.1 正交试验设计 利用正交试验法“均衡分散”特点,以超声时间、提取次数、醇沉浓度为考察因素,采用L9(34)正交表进行试验,以测得的多糖含量为考察指标,确定最佳工艺,因素水平见表1。
2.7.2 正交试验结果与分析 根据表1进行试验,试验结果见表2,方差分析见表3。
根据表2中极差R的大小,各因素对多糖含量的影响主次顺序为C>A>B,即醇沉浓度>超声时间>提取次数。从表3方差分析可见,醇沉浓度对桑白皮多糖的提取有显著影响。综合分析结果确定超声提取的最佳工艺是:超声提取30 min,提取2次,加95%乙醇使含醇量达80%,产量为3.943 8 g。
2.7.3 验证试验 根据正交试验结果对A2B2C3工艺条件重复3次试验,以验证该工艺的合理性和稳定性,结果RSD=1.21%,测得桑白皮中多糖的平均含量为3.898 7 g。
3 讨论
按上述提取方法提取的桑白皮多糖溶于水,尤易溶于热水,不溶于高浓度的乙醇和丙酮,Molish反应和蒽酮-浓硫酸反应都显阳性,说明白色粉末中含多糖;茚三酮反应均为阴性,说明无蛋白质;Liebermann-Burchard反应和Salkanski反应时,均为阴性,说明提取物中无甾醇类化合物;醋酸纤维薄膜电泳:硼酸缓冲液0.2 mol/L,pH=9.2,醋酸纤维薄膜(3 cm×10 cm)载体,3%阿利新蓝醋酸溶液作显色剂,电压340 V,时间40 min,均为单一蓝色色带向负极方向泳动。可确定白色粉末为较纯桑白皮多糖。
本试验利用超声法提取多糖相对其他方法有较大的优势:提取时间缩短,提取率随之提高;提取过程无须加热,避免桑白皮多糖的分解;所用仪器、试剂简单易得,操作方便,超声仪自动化程度高,便于大规模工业化生产。因为超声提取时间过长,可能导致多糖分子结构发生变化,糖链断裂,使多糖提取含量下降,故本试验对超声提取时间进行了考察。
供试品制备时上大孔树脂,目的是除去桑白皮中其他非糖类化合物,提高多糖纯度,减少杂质对桑白皮多糖含量的测定。
目前国内对桑白皮多糖工艺方面的研究极少,笔者就超声提取进行研究分析,研究范围单一。因此,有必要对桑白皮多糖进行深入研究,尤其对提取工艺、分离方法等进行多组份对比试验研究,从而筛选出最优的提取、分离、纯化方案。
参考文献:
[1] 国家药典委员会.中华人民共和国药典:一部[S].北京:中国医药科技出版社,2010:280.
[2] 马松涛,王秋林,张效科.桑白皮提取物对实验性糖尿病神经病变的保护作用[J].中华中医药杂志,2006,21(12):776-777.
[3] 孙静芸,徐宝林,张文娟.桑白皮平喘、利尿有效成分研究[J].中国中药杂志,2002,27(5):366-367.
[4] 罗士德,J Nemec,宁冰梅.桑白皮中抗人HIV成分研究[J].云南植物研究,1995,17(1):89-95.
(收稿日期:2012-03-10,编辑:陈静)
关键词:桑白皮多糖;正交试验;提取工艺;含量测定
DOI:10.3969/j.issn.1005-5304.2012.10.018
中图分类号:R283.5 文献标识码:A 文章编号:1005-5304(2012)10-0046-02
桑白皮为桑科植物桑Morus alba L.的干燥根皮,具有泻肺平喘、利水消肿之功效,用于治疗肺热喘咳、水肿胀满、尿少、面目肌肤浮肿等症[1]。其有效成分桑白皮多糖治疗糖尿病及其并发症有良好的疗效[2]。目前国内许多学者从不同角度研究桑白皮在降糖、降压、利尿、镇咳平喘、抗艾滋病毒(HIV)、抗肿瘤和中药配伍等方面的药效[3-4],但对桑白皮多糖提取工艺的研究较少。笔者采用正交试验法对桑白皮多糖提取工艺进行优选。
1 仪器与试药
R-205型旋转蒸发器(上海申顺生物科技有限公司),SHZ-D(Ⅱ)型循环水式真空泵(巩义市予华仪器有限责任公司),LDZ4-1.2型离心机(BEIJING JINGLI),DHG-9070A型电热恒温鼓风干燥箱(上海一恒科技有限公司),KQ-250E型超声波清洗器(昆山市超声波仪器有限公司),Sartorius BT 224S分析天平,TU-1901双光束紫外可见分光光度计。
桑白皮药材由广东康臣药业集团提供,批号20110910;AB-8型大孔吸附树脂购于南开大学化工厂;95%乙醇、丙酮、活性炭、蒽酮、硫酸及其他试剂均为分析纯。
2 方法与结果
2.1 原料处理与样品制备
2.1.1 药材前处理 桑白皮除去泥土后放入烘箱烘干至恒重,破碎,密封备用。
2.1.2 对照品制备 取105 ℃干燥至恒重的葡萄糖50 mg,精密称定,于100 mL容量瓶中,加纯化水定容至刻度,摇匀后备用。
2.1.3 供试品制备 取干燥桑白皮药材100.0 g,破碎,加10倍量水,超声提取,提取液减压浓缩至相对药材比为1∶1, 3 500 r/min离心10 min,取上清液走柱,层析柱用AB-8型大孔吸附树脂湿法填充,在大孔吸附树脂柱中用纯化水洗至洗脱液加入95%乙醇无沉淀为止,再将洗脱液浓缩至约100 mL,加入活性炭脱色,趁热过滤,滤液浓缩后加入95%乙醇使含醇量达正交表所设计的浓度,静置后抽滤,沉淀用无水乙醇、丙酮各洗3次,60 ℃低温干燥,得到白色无定形粉末,称重,精密称取,配制成浓度为20 ?g/mL的溶液,备用。
2.2 标准曲线的制备
精密吸取对照品溶液1 mL于5 mL容量瓶中,加纯化水定容。分别精取0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL置20 mL容量瓶中,加纯化水定容。分别精密吸取2.0 mL于试管中,加苯酚1 mL,摇匀,加浓硫酸5 mL,迅速摇匀,静置5 min,沸水浴加热15 min,冷至室温,分光光度法于490 nm波长处测吸收度。得标准曲线Y=6.885 7X+1.175 1,r2=0.999 6。结果表明,对照品在0~25 ?g范围内线性关系良好。
2.3 精密度试验
取供试品溶液,以空白液为参比,在490 nm处测定吸光度,连续6次重复测定,结果RSD=0.81%,表明精密度良好。
2.4 重复性试验
取同一批样品5份,按照供试品溶液制备方法处理后进行含量测定,求得RSD=1.40%,表明本法重复性良好。
2.5 稳定性试验
取制备好的供试品溶液,室温下,在15、30、45、60、120 min测定吸光度,其RSD=1.23%,表明供试品在120 min内稳定。
2.6 加样回收率试验
精密吸取含葡萄糖0.5 mg/mL的对照品溶液1.6、2.0、2.4 mL,各3份,置100 mL容量瓶中,加入样品1.0 mg,精密称定,按“2.1.3”项下方法制备,分别精密吸取2.0 mL于试管中,加苯酚1 mL,摇匀,加浓硫酸5 mL,迅速摇匀,静置5 min,沸水浴加热15 min,冷至室温,分光光度法于490 nm波长处测吸收度,计算回收率。结果高、中、低3种加入量的回收率分别为(100.02±0.34)%、(100.32±0.22)%、(100.24±0.36)%,平均回收率为100.19%(n=9),RSD=1.16%。表明本法准确度良好。
2.7 工艺考察
2.7.1 正交试验设计 利用正交试验法“均衡分散”特点,以超声时间、提取次数、醇沉浓度为考察因素,采用L9(34)正交表进行试验,以测得的多糖含量为考察指标,确定最佳工艺,因素水平见表1。
2.7.2 正交试验结果与分析 根据表1进行试验,试验结果见表2,方差分析见表3。
根据表2中极差R的大小,各因素对多糖含量的影响主次顺序为C>A>B,即醇沉浓度>超声时间>提取次数。从表3方差分析可见,醇沉浓度对桑白皮多糖的提取有显著影响。综合分析结果确定超声提取的最佳工艺是:超声提取30 min,提取2次,加95%乙醇使含醇量达80%,产量为3.943 8 g。
2.7.3 验证试验 根据正交试验结果对A2B2C3工艺条件重复3次试验,以验证该工艺的合理性和稳定性,结果RSD=1.21%,测得桑白皮中多糖的平均含量为3.898 7 g。
3 讨论
按上述提取方法提取的桑白皮多糖溶于水,尤易溶于热水,不溶于高浓度的乙醇和丙酮,Molish反应和蒽酮-浓硫酸反应都显阳性,说明白色粉末中含多糖;茚三酮反应均为阴性,说明无蛋白质;Liebermann-Burchard反应和Salkanski反应时,均为阴性,说明提取物中无甾醇类化合物;醋酸纤维薄膜电泳:硼酸缓冲液0.2 mol/L,pH=9.2,醋酸纤维薄膜(3 cm×10 cm)载体,3%阿利新蓝醋酸溶液作显色剂,电压340 V,时间40 min,均为单一蓝色色带向负极方向泳动。可确定白色粉末为较纯桑白皮多糖。
本试验利用超声法提取多糖相对其他方法有较大的优势:提取时间缩短,提取率随之提高;提取过程无须加热,避免桑白皮多糖的分解;所用仪器、试剂简单易得,操作方便,超声仪自动化程度高,便于大规模工业化生产。因为超声提取时间过长,可能导致多糖分子结构发生变化,糖链断裂,使多糖提取含量下降,故本试验对超声提取时间进行了考察。
供试品制备时上大孔树脂,目的是除去桑白皮中其他非糖类化合物,提高多糖纯度,减少杂质对桑白皮多糖含量的测定。
目前国内对桑白皮多糖工艺方面的研究极少,笔者就超声提取进行研究分析,研究范围单一。因此,有必要对桑白皮多糖进行深入研究,尤其对提取工艺、分离方法等进行多组份对比试验研究,从而筛选出最优的提取、分离、纯化方案。
参考文献:
[1] 国家药典委员会.中华人民共和国药典:一部[S].北京:中国医药科技出版社,2010:280.
[2] 马松涛,王秋林,张效科.桑白皮提取物对实验性糖尿病神经病变的保护作用[J].中华中医药杂志,2006,21(12):776-777.
[3] 孙静芸,徐宝林,张文娟.桑白皮平喘、利尿有效成分研究[J].中国中药杂志,2002,27(5):366-367.
[4] 罗士德,J Nemec,宁冰梅.桑白皮中抗人HIV成分研究[J].云南植物研究,1995,17(1):89-95.
(收稿日期:2012-03-10,编辑:陈静)