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超声辅助提取夏枯草中的迷迭香酸-3-O-葡萄糖苷

冯春特 黄伊嘉 杨磊 莫开林

冯春特, 黄伊嘉, 杨磊, 等. 超声辅助提取夏枯草中的迷迭香酸-3- O-葡萄糖苷[J]. 四川林业科技, 2020, 41(3): 86−89 doi: 10.12172/202003170005
引用本文: 冯春特, 黄伊嘉, 杨磊, 等. 超声辅助提取夏枯草中的迷迭香酸-3- O -葡萄糖苷[J]. 四川林业科技, 2020, 41(3): 86−89 doi: 10.12172/202003170005
Feng C T, Huang Y J, Yang L, et al. Ultrasonic-assisted extraction of rosmarinic acid-3- O-glucoside from the fruit-spikes of Prunella vulgaris L.[J]. Journal of Sichuan Forestry Science and Technology, 2020, 41(3): 86−89 doi: 10.12172/202003170005
Citation: Feng C T, Huang Y J, Yang L, et al. Ultrasonic-assisted extraction of rosmarinic acid-3- O -glucoside from the fruit-spikes of Prunella vulgaris L.[J]. Journal of Sichuan Forestry Science and Technology, 2020, 41(3): 86−89 doi: 10.12172/202003170005

超声辅助提取夏枯草中的迷迭香酸-3-O-葡萄糖苷


doi: 10.12172/202003170005
详细信息
    作者简介:

    冯春特(1994—),男,硕士研究生,ctleyq@nefu.edu.cn

    通讯作者: ylnefu@163.com(杨磊); mokailin@126.com(莫开林)
  • 基金项目:  国家自然科学基金项目(31670580)资助

Ultrasonic-Assisted Extraction of Rosmarinic Acid-3-O-glucoside from the Fruit-spikes of Prunella vulgaris L.

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    Corresponding author: ylnefu@163.com;; mokailin@126.com
  • 图(6)
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    出版历程
    • 收稿日期:  2020-03-17
    • 网络出版日期:  2020-05-13
    • 刊出日期:  2020-06-23

    超声辅助提取夏枯草中的迷迭香酸-3-O-葡萄糖苷

    doi: 10.12172/202003170005
      作者简介:

      冯春特(1994—),男,硕士研究生,ctleyq@nefu.edu.cn

      通讯作者: ylnefu@163.com(杨磊); mokailin@126.com(莫开林)
    基金项目:  国家自然科学基金项目(31670580)资助

    摘要: 研究以夏枯草果穗为原料,采用超声细胞破碎辅助提取夏枯草中的迷迭香酸-3-O-葡萄糖苷,通过高效液相色谱法进行定量分析,得到的最佳提取条件为以50%乙醇为提取剂,液料比25 mL·g−1,空化时间1.5 s,缓冲时间2.0 s,超声功率300 W,超声时间7 min,迷迭香酸-3-O-葡萄糖苷的得率为0.71 mg·g−1。与传统提取方法相比,超声法具有稳定、高效、节能的优点。

    English Abstract

    • 夏枯草(Prunella vulgaris L.)为唇形科夏枯草属植物,是一种重要的多年生药用植物,在全国各地均有分布,主产于四川、陕西、甘肃、江苏、浙江、安徽、河南等省,国外主要分布在欧洲、北非、西亚、印度、北美洲等地[1]。夏枯草作为一种传统的中药,在中国有多年的使用历史。传统的中医学理论认为夏枯草味道苦涩而且辣性冷,具有消肿、抗发热和镇静的作用[2,3]。现代临床研究表明,夏枯草具有广泛的生物学效应,包括抗病毒、抗炎、抗氧化和抗肿瘤活性[4-7]。除药用外,夏枯草也被应用于凉茶和食品中[8]

      研究表明,夏枯草中含有多种类型的化学成分,目前从中已分离出萜类、甾醇类、酚酸类、黄酮类、挥发油及糖类等多种化学成分[9]。迷迭香酸-3-O-葡萄糖苷(Rosmarinic acid-3-O-glucoside)作为夏枯草的特征成分[10,11],已被人们广泛研究。药理学研究表明,迷迭香酸-3-O-葡萄糖苷都具有广泛的生物活性,如抗氧化、抗菌、抗病毒和抗肿瘤等[12-14]

      超声细胞破碎辅助提取是近些年来发展起来的新技术,拥有操作简单,提取时间短和溶剂消耗少的特点,已经成功应用于很多中药植物活性成分的提取[15]。本实验将超声探头直接接触植物组织与提取溶剂,对夏枯草中迷迭香酸-3-O-葡萄糖苷的提取工艺进行研究,为中药夏枯草资源的深度开发提供技术基础。

      • 夏枯草购于安徽亳州市大西北药业有限责任公司,经东北林业大学谷会岩教授鉴定,用粉碎机粉碎,过60~80目备用。

        迷迭香酸-3-O-葡萄糖苷(纯度98%,成都瑞芬思生物科技有限公司),甲醇(色谱级,赛莫非世尔科技(中国)有限公司),乙醇(分析级,天津市天士力化学试剂有限公司)。

        高效液相色谱仪(安捷伦Agilent 1260),超声波细胞破碎仪(型号JY92-IID)。

      • 对迷迭香酸-3-O-葡萄糖苷进行HPLC定量分析,色谱条件为:Agilent 5 TC-C18色谱柱(5 μm,4.6 mm × 250 mm),检测波长315 nm,柱温25 ℃,进样量10 μL,流速为1 mL·min−1;流动相体系为0.2 %磷酸-甲醇(60∶40),等度洗脱30 min。

        按照上述色谱条件,配制系列浓度(0.1 mg·mL−1、0.2 mg·mL−1、0.3 mg·mL−1、0.4 mg·mL−1和0.5 mg·mL−1)的迷迭香酸-3-O-葡萄糖苷对照品溶液,HPLC检测,线性拟合得到回归方程分别为:

        $$ Y = {\rm{ }}58\;218x + {\rm{ }}2.0037,\;{R^2} = {\rm{ }}0.9999 $$ (1)

        式中: x为对照品的浓度(mg·mL−1),Y为峰面积

      • 称取夏枯草粉末0.5g,于10 mL 50%乙醇中超声提取10 min。过滤得粗提液。取粗提液2 mL过0.45 μm微孔滤膜,HPLC检测得目标产物峰面积,代入回归方程得到产物浓度。产物得率计算公式为:

        $$Y = \frac{{cv}}{m}$$ (2)

        式中:Y为产物的率(mg·g−1);c为粗提液浓度(mg·mL−1);v粗提液为体积(mL);m为夏枯草粉末质量(g)

      • 根据迷迭香酸类物质的稳定性,实验选取乙醇作为提取溶剂[16]。精确称取夏枯草粉末0.5 g于容器中,在不同条件下进行超声辅助提取,计算得率。分别考察乙醇体积分数、液料比、空化时间、缓冲时间、超声功率和提取时间对目标产物得率的影响。

      • 准确称取夏枯草粉末0.5 g,分别加入10 mL不同体积分数的乙醇(0、10 %、20 %、30 %、40 %、50 %、60 %、70 %和80 %),空化时间1.5 s,缓冲时间2.0 s,超声功率250 W,在此条件下超声提取10 min。取滤液过0.45 μm微孔滤膜,HPLC检测,计算得率。

        乙醇体积分数对迷迭香酸-3-O-葡萄糖苷得率的影响如图1所示,由图可见,随着乙醇体积分数的增加,目标产物迷迭香酸-3-O-葡萄糖苷的得率增长显著,但当乙醇体积分数超50%时,产物的得率有下降趋势,综合考虑,选取体积分数50 %的乙醇作为最佳浓度。

        图  1  乙醇体积分数的影响

        Figure 1.  Effect of ethanol concentration on yield

      • 选用50%的乙醇作为提取溶剂,选用不同的液料比(10、15、20、25和30 mL·g−1),在250 W功率下,空化1.5 s,缓冲2.0 s,超声提取10 min。图2显示了不同液料比对产物得率的影响。由图可知,随着液料比的增加,迷迭香酸-3-O-葡萄糖苷的得率呈递增趋势,这是由于溶剂用量的增加,物料与溶剂的接触面积增加,有利于目标产物扩散速度的提高。当液料比在增长到25 mL·g−1时,随着液料比的增加,迷迭香酸-3-O-葡萄糖苷的得率变化不明显,因此考虑不造成溶剂的浪费,我们选择25 mL·g−1作为最佳液料比。

        图  2  液料比的影响

        Figure 2.  Effect of liquid-solid ratio on yield

      • 选用50%的乙醇,25 mL·g−1的液料比,在250 W功率下考察不同超声时间(1、3、5、7、9和11 min)对目标产物得率的影响,结果如图3所示,7 min之后随着时间的增加,目标产物得率变化不显著,推测可能是由于超声探头直接与提取溶剂与物料接触,能够更充分地破坏细胞壁使目标产物释放,使其在较短的时间内达到提取完全,因此为避免造成资源的浪费,我们选取提取时间7 min作为最佳的超声时间。

        图  3  超声时间的影响

        Figure 3.  Effect of ultrasonic irradiation time on yield

      • 提取溶剂为50%的乙醇,液料比为25 mL·g−1,在不同的超声功率(150 W、200 W、250 W、300 W、350 W、400 W、450 W和500 W)条件下空化1.5 s,缓冲2.0 s,提取7 min。目标产物得率随功率变化的趋势如图4所示,功率由150 W增加到300 W时,目标产物的得率有增加趋势,300 W之后随着功率的增加,产物得率变化不显著,推测可能是超声探头直接接触物料,避免了超声波在传输过程中能量的损耗,所以较低的功率就能够充分破坏细胞壁,因此将300 W作为最佳的超声功率。

      • 在超声功率300 W,超声时间7 min,液料比25 mL·g−1,提取溶剂选用50%乙醇条件下,分别考察不同空化时间(0.5~3.5 s)、不同缓冲时间(0.5~3.5 s)对目标产物得率的影响。不同空化时间对产物得率的影响如图5所示,0.5 s至1.5 s目标产物得率有增加趋势,1.5 s之后,随着空化时间的增加,目标产物的得率变化不显著,考虑到能耗的因素,因此我们选择空化时间1.5 s作为最佳条件。

        图  4  超声功率的影响

        Figure 4.  Effect of ultrasonic irradiation power on yield

        图  5  空化时间的影响

        Figure 5.  Effect of cavitation time on yield

        图6显示了不同缓冲时间对迷迭香酸-3-O-葡萄糖苷得率的影响。如图所示,缓冲时间在0.5~2.0 s时间范围内,迷迭香酸-3-O-葡萄糖苷的得率有增加趋势,2.0 s之后,随着缓冲时间的增加,目标产物的得率有降低趋势,推测可能是随着缓冲时间增加,同一提取过程中空化时间减少,降低了目标产物向溶剂的扩散,从而导致得率的降低。因此,我们选择2.0 s作为最佳缓冲时间。

        图  6  缓冲时间的影响

        Figure 6.  Effect of buffer time on yield

      • 实验选用乙醇作为提取剂,通过单因素实验得到超声细胞破碎辅助提取夏枯草中迷迭香酸-3-O-葡萄糖苷的最佳提取工艺:乙醇体积分数50%,液料比25 mL·g−1,空化时间1.5 s,缓冲时间2.0 s,超声功率300 W,提取时间7 min,在最佳条件下迷迭香酸-3-O-葡萄糖苷的得率为0.71 mg·g−1。超声细胞破碎辅助提取在常温下就可进行,具有提取效率高、时间短、绿色环保的优点。

    参考文献 (16)

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