葛根中葛根素提取工艺研究

发布日期:2022/1/26 8:46:43

背景及概述

葛根是豆科植物甘葛藤(粉葛)PuerariathomsoniiBenth.或野葛Puerarialobata(Willd.)Ohwi.的根。味甘、辛，性凉。归脾、胃、肺经。有解肌退热、透疹、生津止渴、升阳止泻、通经活络、解酒毒之功效。常用于外感头痛发热、项背强痛、麻疹不透、口渴、消渴、热痢、泄泻、眩晕头痛、中风偏瘫、胸痹心痛、酒毒伤中。葛根中含有多种有效成分，主要为葛根素。葛根素中文别名8-beta-D-葡萄吡喃糖-4',7-二羟基异黄酮，英文名称：puerarin，CAS号：3681-99-0，分子式：C21H20O9，分子量：416.378，密度：1.642g/cm3，沸点：791.2ºCat760mmHg，熔点：187-189°C。近代有关研究表明，葛根素对突发性耳聋以及心脑血管疾病等有较好的疗效。用于扩张血管，改善血液循环；降低心肌耗氧量，抑制癌细胞；增加冠脉流量，调整血液微循环；治疗各年龄阶段的突发性耳聋；降低心脑血管疾病危险。随着人们对葛根的药理作用进行深入研究，将其当作原料加工制作的各类食品药品广受国内外民众好评。

制备

目前常用于葛根素提取的方法有醇提法、水提法、微波辅助萃取法、超声波辅助法等[1]。

1材料与方法

1.1仪器TU－1901双光束紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器有限公司);电子天平TA1003(上海菁海仪器有限公司);HH－2恒温水浴锅(常州市江南实验仪器厂);N－1300旋转蒸发仪(EYEL4)。

1.2试药葛根饮片购于国药控股国大药房内蒙古有限公司，用粉碎机超微粉化后，用密封袋分两次包装备用;葛根素标准品(来源于中国食品药品检定研究院)。95%乙醇、实验过程中所用蒸馏水、无水乙醇。

2方法与结果

2.1葛根素标准曲线绘制

精密称量葛根素标准品10mg，置于50mL的容量瓶中，加30%乙醇定容，即配制成质量浓度为0.2mg/mL的葛根素标准品溶液。分别精密吸取0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2mL置于25mL容量瓶中，加30%乙醇定容。以30%乙醇作空白对照，在波长为250nm处测定吸光度，并绘制吸光度和质量浓度的标准曲线。

2.2单因素试验

2.2.1乙醇浓度对葛根素提取率的影响精密称取3份10.000g的葛根粉，分别加入相95%乙醇、75%乙醇和50%乙醇(固液比1∶20g/mL)，在90℃恒温水浴下用索氏提取器回流提取60min，所得溶液用旋转蒸发仪除去溶剂后用30%乙醇稀释，取样，在250nm处测定吸光度并记录数据。

2.2.2提取时间对葛根素提取率的影响称取3份10.000g的葛根粉，按照固液比1∶20(g/mL)加入相应量的95%乙醇，在90℃恒温水浴下分别用索氏提取器回流提取90min、75min、60min，所得溶液用旋转蒸发仪除去溶剂后用30%乙醇稀释，取样，在250nm处测定吸光度并记录数据。

2.2.3提取温度对葛根素提取率的影响称取3份10.000g的葛根粉，按照固液比1∶20(g/mL)加入相应量的95%乙醇，分别在90℃、85℃、80℃恒温水浴下用索氏提取器回流提取60min，所得溶液用旋转蒸发仪除去溶剂后用30%乙醇稀释，取样，在250nm处测定吸光度并记录数据。

2.2.4乙醇浓度对葛根素提取率的影响称取3份10.000g的葛根粉，分别按照固液比1∶15、1∶20、1∶25(g/mL)加入相应量的95%乙醇，在90℃恒温水浴下用索氏提取器回流提取60min，所得溶液用旋转蒸发仪除去溶剂后用30%乙醇稀释，取样，在250nm处测定吸光度并记录数据。

2.3正交试验葛根素提取的因素很多，通过单因素试验确定了各因素的水平。但考虑到各因素之间的相互影响，以紫外分光光度法测得的葛根素含量为参考指标，采用正交L9(34)试验设计，研究葛根素的提取条件。

2.4葛根素标准曲线以葛根素质量吸光度为纵坐标、浓度为横坐标，可获得线性回归方程:y=0.1313x－0.101(Ｒ2=0.9982)式中:y为吸光度;x为质量浓度(μg/mL)。结果表明，葛根素质量浓度在1.6～9.6μg/mL范围内，线性关系良好。

图1 葛根素标准曲线图

2.5单因素试验

2.5.1乙醇浓度对葛根素提取率的影响选择最合适的溶剂从样品基质中提取目标分析物是开发提取方法的基础步骤。离子液体作为一种环境友好的绿色溶剂，在过去的几十年中得到了越来越多的关注。然而，离子液体也有一些缺点，包括太昂贵而不能大规模用于商业生产，难以再生和有一些毒性等。为此，对不同浓度乙醇对葛根素提取率的影响进行研究。前人对不同乙醇浓度下超声法提取葛根素的提取率进行了研究，发现50%乙醇才是选择。当乙醇浓度为75%时提取出的葛根素浓度最高，由此可知，增加乙醇浓度可以提高提取效率。

2.5.2提取时间对葛根素提取率的影响。随着提取时间的延长，葛根素的提取率75min达到值，随后提取时间越长，提取率越低，这可能是由于在较长时间的加热过程中部分葛根素被破坏所致。而前人同样对不同提取时间下超声法提取葛根素的提取率进行了研究，发现75min是选择。

2.5.3提取温度对葛根素提取率的影响，在85℃温度时，葛根素的产率达到顶峰，这可能是由于升高温度导致细胞基质的打开，从而提高葛根素的提取效率，也可能是在高温下，溶剂粘度降低，扩散系数增大，从而提高了提取效率。而在90℃时，葛根素的产率反而下降，这可能是高温下葛根素的分解和烧焦所致。而前人同样对不同温度下超声法提取葛根素的提取率进行了研究，发现85℃是工艺条件。

2.5.4固液比对葛根素提取率的影响固液比是提高葛根素提取率的一个重要因素。一般来说，溶剂体积越大，提取率越高，然而较高的溶剂体积会使操作困难，导致不必要的浪费。采用不同的固液比进行了一系列实验，以评价固液比的影响。葛根素提取率在固液比1∶25时达到顶峰。

2.6正交试验对数据进行极差分析可得，极差的因素是乙醇浓度，葛根素浓度提取率最高的乙醇浓度为75%，这与单因素试验的结果一致，说明乙醇浓度的选择为75%;其次是提取温度，根据上述结果，单因素试验确定在85℃时葛根素提取率最高，而由于各因素间的相互作用，正交试验最终决定采用90℃作为提取温度;再次是固液比，从单因素试验结果可以看出，葛根素提取率在固液比1∶20时达到顶峰，但同样由于各因素间的相互作用，同时考虑到试验误差的影响，最终选用1∶25为固液比;极差最小的因素是提取时间，单因素试验与正交试验一致得出了提取时间为75min时提取效果。综上所述，在乙醇浓度为75%、提取温度为90℃、固液比为1∶25的条件下提取75min所得葛根素浓度最高，提取率最高。

葛根素的乙醇热回流法提取工艺为在乙醇浓度为75%、提取温度为 90℃、固液比为 1∶25 的条件下提取 75 min。