槐米中芦丁的提取中试工艺探究

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摘 要 以去离子水为萃取剂，以紫外分光光度法测定芦丁含量，探索从槐米中提取芦丁的中试工艺最优条件。分别以加入硼砂、亚硫酸钠的质量、pH值、萃取时间和温度五个单因素考察了对芦丁产率的影响。试验结果表明，在20 L中试反应釜中，用去离子水为萃取剂，槐米中芦丁的最佳提取工艺为：槐米、硼砂、亚硫酸钠质量比为100∶1.5∶2.5，萃取液温度维持90 ℃，pH值控制8～9，萃取时间为30 min。获得的萃取液中芦丁含量为0.46%，芦丁的产率为17.5%，这一研究结果为大规模工业提取槐米中芦丁提供了科学依据。
关键词 槐米；芦丁；中试工艺
中图分类号：TQ914 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.15.084
槐米（Flos Sophorae）属于豆科植物槐（Sophora japonica L.）的干燥花蕾及花，是我国的传统中药[1]。槐米主要含甾醇、皂苷、黄酮等成分等多种化学成分[2]。黄酮化合物含有芦丁、山奈酚-3-芸香糖苷、槐花米甲素、槲皮素等[3]，其中芦丁是其活性突出、含量较高（达20%左右）的成分[4]。芦丁为维生素P类药物，临床中可用于防治老年高血压和脑溢血等症状[5]。芦丁因能水解为苷元槲皮素而具有抗炎、抗过敏、抗菌抗病毒、抗肿瘤和抗氧化等药理活性。芦丁还用于化妆品中天然防晒剂和在食品工业的抗氧化剂和色素，所以市场需求量大。
有关从槐米中萃取芦丁的研究报道很多，主要有水萃取、碱提酸沉、有机溶剂萃取、微波萃取、超声萃取、超临界二氧化萃取等方法，然而，在这些提取方法中，存在提取效率低、产率低、设备昂贵等不同缺点，大多数还处于微型实验的初级阶段。而中试规模的槐米中萃取芦丁的研究未见报道。基于此，利用廉价、环保的水作为萃取剂，通过单因素实验，探索从槐米中萃取芦丁的中试规模的最佳工艺条件，以为槐米中芦丁的大规模生产提供科学依据。
1 材料与仪器
槐米，购于亳州市豪门中药饮片有限公司，使用前用粉碎机粉碎，备用；芦丁标准品（上海麦克林生化科技有限公司）；硼砂、乙醇、氢氧化钠、亚硫酸钠、盐酸、氧化钙、α-萘酚等均为化学纯。
LK-1000A型摇摆式高速中药粉碎机（浙江温岭市创力药材器械厂）；ESUN-0293E型玻璃双层反应釜（成都赛可隆机械设备有限公司）；SHB-3循环水式多用真空泵（郑州长城科工贸有限公司）；UV-1800 PC紫外分光光度仪（上海美谱达仪器有限公司）；RE-5299旋转蒸发仪（巩义市予华仪器有限责任公司）；DZ-1A型真空干燥箱（天津市泰斯特仪器有限公司）。
2 方法
2.1 芦丁含量的测定
芦丁标准工作曲线的绘制：根据文献报道，利用UV分光光度仪，用芦丁标准品绘制标准工作曲线，如图1所示，得到回归方程为Y=0.046x-0.000，R2=0.999，线性关系良好。
图1 芦丁对照品标准曲线
待测样品中芦丁含量测定：用公式
计算待测样品种芦丁含量。公式中c为从标准工作曲线查得的样品浓度（ug/mL），v为样品体积（mL），m为样品质量（g）。
2.2 芦丁的萃取
向20 L中试反应釜中注入18 L去离子水并不断搅拌，升温至80℃。准确称取1 000 g槐米粉末，在搅拌下缓缓加入反应釜中。继续搅拌5 min，依次加入0.75 g硼砂，再加入12.5 g亚硫酸钠，用饱和石灰水澄清液调节溶液的pH至8。搅拌萃取30 min，趁热抽滤；滤渣按上述条件再重复萃取一次，合并两次滤液，获得淡黄色萃取液36 L。利用紫外分光法测得萃取液中芦丁含量约为0.44%，通过计算芦丁的产率（芦丁质量占槐米质量的百分数）为17.1%，进一步处理提取液获得芦丁产品，纯度为92.4%。
3 结果与分析
3.1 硼砂用量对芦丁产率的影响
实验条件同2.2部分，研究含1 000 g槐米的提取液中加入不同量的硼砂对芦丁萃取效果的影响，结果如表1所示。
从表1的实验结果可以看出，当硼砂用量逐渐增加时，芦丁产率随之提高；用量为15.0 g时，产率最高，为18.2%；再增加硼砂的量，产率呈平稳状态。故含1 000 g槐米的提取液中加入15.0 g硼砂较好，即槐米与硼砂质量比约为100∶1.5。硼砂能够保护芦丁结构，减少芦丁损失。
3.2 亚硫酸钠用量对芦丁产率的影响
实验条件同2.2部分，研究含1 000 g槐米的提取液中加入不同量的亚硫酸钠对芦丁萃取效果的影响，结果如表2所示。
从表2的实验结果看出，当其他条件不变时，逐渐增加亚硫酸钠用量，芦丁产率基本呈正态增加。当加入16.5 g
以下时，产率较低；当增至25.0 g左右时，产率较高；后再增加亚硫酸钠的用量，芦丁产率已无影响。故含
1 000 g槐米的提取液中加入为25.0 g左右的亚硫酸钠为宜，即槐米与亚硫酸钠二者质量比约为100∶2.5。
3.3 pH值对芦丁产率的影响
实验条件同2.2部分，研究萃取液处于不同的pH值时对芦丁萃取效果的影响，结果如表3所示。
实验结果表明，保持其他条件不变，当溶液接近中性时，芦丁产率缓增；处弱碱性时，产率呈递增状态；碱性再增强时，产率递减。故pH值应保持8～9较为合适。提取时，应保持溶液弱碱性提取，可使原料中含有的果胶、黏液质等水溶性杂质生成钙盐沉淀而不被溶出，有利于提高芦丁收率，也有利于后续的纯化处理。
3.4 萃取时间对芦丁产率的影响
实验条件同2.2部分，研究不同的萃取时间对芦丁产率的影响，结果如表4所示。
从表4中可知，在芦丁溶出平衡之前，随着萃取时间延长溶出率增加，但达到平衡后，增加萃取时间得率反而减少，萃取时间为30 min时芦丁收率最高。通过反复实验发现，提取时间应保持在30 min较好。
3.5 萃取液温度对芦丁产率的影响
实验条件同2.2部分，研究不同萃取温度对蘆丁萃取率的影响，结果表5所示。
实验结果显示，当萃取温度低时，产率较低；温度升高时，芦丁产率增高，但温度过高会破坏芦丁结构，使产率下降。综合考虑，萃取液温度维持90℃为宜。
4 结论
综上所述，在20 L中试反应釜中，用去离子水为萃取剂，从槐米的粉末中芦丁的最佳萃取工艺为：槐米、硼砂、亚硫酸钠质量比为100∶1.5∶2.5，萃取液温度维持90 ℃，pH值控制8～9，萃取时间30 min。在此条件下，萃取液中芦丁含量为0.46%，芦丁的产率17.5%，进一步处理提取液，获得芦丁产品的纯度为92.4%。
槐米中芦丁的含量很高，芦丁具有吸收紫外线、抗氧化、抗菌消炎等作用而被广泛用于食品、保健化妆品和医药中，开发价值很高。基于此，研究了槐米中芦丁提取的中试工艺，以水为萃取剂，环保、经济，且芦丁提取率效果良好，获得的产品易于后续纯化处理，为大规模工业生产提供了科学依据。
参考文献：
[1]《中华人民共和国药典》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.
[2]EI Dnditys E， Khalifa TL， Annarha， et al. Chemical and Biological Study of Sophora Japonica L. Growing in Egypt[J].Al Azhar J Pharm Sci，1999，（24）：230.
[3]许植方，韩公羽.国产槐花米成分研究（Ⅱ）[J].药学学报，1957，5（3）：205.
[4]李炳奇，廉宜君.天然产物化学实验技术[M].北京：化学工业出版社，2012，（3）：175-179.
[5]周新妹，姚慧，夏满莉，等.槲皮素与芦丁对离体大鼠主动脉环的舒张作用及机制[J].浙江大学学报（医学版），2006，35（1）：29-33.
（责任编辑：刘昀）