作者：金汝城,谢伟雪,吴卓,张东博,杜静
【摘要】 目的 优选微波技术提取大黄游离蒽醌的工艺。方法 先采用单因素考察,然后采用正交试验法考察微波输出功率、乙醇浓度、浸出时间、料液比4个因素对提取率的影响,优选大黄游离蒽醌的最佳浸出方案。结果 采用70%乙醇溶液在微波输出功率中高火,用70%乙醇,料液比为1∶8,提取5 min,提取2次,大黄游离蒽醌提取率为1.31%,相对提取率达到88.52%。结论 用微波浸提法提取大黄中的蒽醌类成分效率高、操作简便、省时。
【关键词】 微波技术；大黄；蒽醌；正交试验
abstract：objective to optimize the extraction process of free anthraquinones from rheum emodi wall. with microwave technique. methods single factor and orthogonal test design were used to investigante the effects of the four main factors including microwave power, alcohol concentration, extraction time and the ratio of materials and solution on the extraction efficiency of free anthraquinones. results using 70% ethanol solution in high-fire and the ratio of materials and solution of 1∶8 for 5 min to extract two times, the extraction rate of rhubarb anthraquinones was 1.31% and the relative rate was 88.52%. conclusion microwave extraction method is high efficient, easy and timesaving for extracting anthraquinones in rheum emodi wall..
key words：microwave technique；rheum emodi wall.；anthraqunones；orthogonal test
微波技术在化学中应用最多的是微波制样技术[1]。www.11665.cOM大黄是蓼科植物掌叶大黄、唐古特大黄或药用大黄的干燥根及根茎,其有效成分为蒽醌类化合物,掌叶大黄蒽醌衍生物总含量为2.8%～3.5%,其中游离蒽醌占0.52%～1.48%,结合型约占2%[2]。大黄具有清热解毒、抗衰老、保肝利胆等作用,对消化系统、泌尿系统、呼吸系统、心血管系统、血液系统、病原微生物都有一定作用。大黄及其蒽醌衍生物具有广泛的药理作用,且具有毒性低、安全范围广的优点。大黄蒽醌类成分的提取工艺研究已有很多论述,如罗氏等[3]分别比较了水提取法、夹层蒸汽煎煮法及乙醇提取法对大黄蒽醌含量的影响；郭氏等[4]运用正交试验法对大黄回流工艺作了优选等。近年来,微波技术开始应用于中药有效成分的提取,但至今将微波技术用于提取大黄蒽醌类成分的报道还是很少。为探索中药有效成分提取新工艺,本试验先采用单因素,然后采用正交试验法考察了微波输出功率、乙醇提取浓度、浸取时间和料液比4个因素对提取率的影响,优选出了大黄游离蒽醌的最佳提取方案。现报道如下。
1 仪器与试药
密闭式高压微波炉(顺德市路兰仕微波炉电器有限公司)；台式离心机(上海安亭科学仪器厂)；旋转蒸发仪(上海申生科技有限公司)；shd-ⅲ型循环水式多用真空泵(保定高新区阳光科教仪器厂)；dl-3005低温循环水浴(江苏省金坛市医疗仪器厂)；高压釜(兰州理工大学机械厂)；uv-9200型紫外可见光分光光度计(北京瑞利分析仪器公司)。
大黄(甘肃掌叶大黄,西北师范大学孙坤教授鉴定)；1,8-二羟基蒽醌(中国药品生物制品检定所,批号0756-200110)。乙醇、乙醚、浓盐酸、醋酸镁、甲醇均为分析纯。
2 方法与结果
2.1 大黄游离蒽醌类物质的提取方法
采用密闭式微波高压萃取系统,即在密闭容器中放入样品和溶剂,在高压条件下将有效成分从样品中萃取出来。准确称取60目大黄粉末5.0 g,根据正交试验的条件加入一定量的乙醇,放入高压釜中,再放入微波炉腔中进行提取,提取完毕后,提取液在3 000 r/min下离心10 min,上清液倒入100 ml容量瓶,并定容至刻度线。
2.2 大黄游离蒽醌类成分的含量测定
2.2.1 标准曲线的绘制
精密称取105 ℃干燥至恒重的1,8-二羟基蒽醌标准品2 mg,用乙醚溶解于10 ml量瓶中,摇匀,精密吸出5.0 ml用乙醚稀释到50 ml备用。精密吸取该标准液0.5、1.0、2.0、3.0、4.0 ml分别置于干燥25 ml量瓶中,水浴蒸去乙醚,加入0.5%醋酸镁甲醇溶液至刻度,于波长508 nm处测吸收度。得回归方程：c＝0.325 4a－0.002 9,r＝0.999 4。
2.2.2 供试品含量的测定[5]
准确吸取上清液1.0 ml,置具塞试管中,水浴挥发除去乙醇,加蒸馏水定容至2.0 ml,加40% fecl3溶液2.0 ml,沸水浴加热20 min,再加入浓盐酸0.5 ml,沸水浴加热30 min,时时振摇,冷却,以10 ml乙醚分2次萃取,合并醚层,移至25 ml容量瓶中,用乙醚稀释至刻度,摇匀。
精密量取醚液1.0 ml,置于5.0 ml容量瓶中,水浴挥去乙醚,加适量0.5%醋酸镁甲醇溶液使溶解并稀释至刻度,摇匀,以0.5%醋酸镁甲醇溶液为空白,于508 nm波长处测定总蒽醌吸收度值,并按下式计算提取率：提取率(%)＝(提取液中蒽醌质量/样品质量)×100%。
2.3 单因素法对微波条件的选择[6-8]
2.3.1 微波输出功率对提取率的影响
在70%乙醇溶液、料液比为1∶8、提取时间为3 min的条件下,微波提取功率分别为低火、解冻、中低火、中火、中高火、高火,提取1次。根据“2.2.2”项下方法测定吸光度,并计算游离蒽醌类成分的质量浓度和提取率。结果当微波输出功率增大时,大黄游离蒽醌提取率也在增大,当输出功率达到中高火时,提取率达到最大值。因此,微波输出功率应选择在中高火左右。
2.3.2 提取时间对提取率的影响
在70%乙醇溶液,料液比为1∶8,提取功率为中高火的条件下,提取时间分别为2、4、6、8、10、12 min,提取1次。根据“2.2.2”项下方法测定吸光度,并计算游离蒽醌类成分的质量浓度和提取率。结果当微波提取时间增大时,大黄游离蒽醌提取率也在增大,当提取时间达到6 min左右时,提取率达到最大值。因此,微波提取时间应选择在6 min左右。
2.3.3 乙醇浓度对提取率的影响
在料液比为1∶8、提取时间为3 min、提取功率为中高火的条件下,乙醇浓度分别为40%、50%、60%、70%、80%、90%,提取1次。根据“2.2.2”项下方法测定吸光度,并计算游离蒽醌类成分的质量浓度和提取率。结果当乙醇浓度增大时,大黄游离蒽醌提取率也在增大,当乙醇浓度达到70%时,提取率达到最大值。因此,乙醇浓度应选择在70%左右。
2.3.4 料液比对提取率的影响
在乙醇浓度为70%、提取时间为3 min、提取功率为中高火的条件下,料液比分别为1∶4、1∶8、1∶12、1∶16,提取1次。根据“2.2.2”项下方法测定吸光度,并计算游离蒽醌类成分的质量浓度和提取率。结果当加入溶剂量增大时,大黄游离蒽醌提取率也在增大,但当溶剂量达到物料的8倍体积时,提取率达到最大值。因此,料液比应选择在1∶8左右。
2.3.5 提取次数对提取率的影响
在乙醇浓度为70%、提取时间为3 min、提取功率为中高火和料液比为1∶8的条件下,提取次数分别为1、2、3次。根据“2.2.2”项下方法测定吸光度,并计算游离蒽醌类成分的质量浓度和提取率。结果随着提取次数的增大,大黄游离蒽醌提取率也在增大,1次提取和2次提取相差很大,3次和4次提取其提取率的变化是比较平缓的,增加的量也不多,从经济方面来考虑,提取次数应选择在2次左右。
2.4 正交试验法对微波条件的选择
2.4.1 正交试验
考察4因素3水平,选择l9(34)正交表进行试验分析,见表1、表2。表1 因素水平表（略）表2 l9(34)正交试验设计及结果（略）
正交试验结果显示,各因素对大黄游离蒽醌提取率的影响主次顺序为d＞b＞c＞a,即料液比＞微波提取功率＞微波提取时间＞乙醇体积浓度,其中a2＞a3＞a1,b2＞b1＞b3,c3＞c2＞c1,d1＞d2＞d3,选出最佳提出方案为a2b2c3d1,即微波输出功率中高火,微波辐射时间5 min,提取溶剂乙醇浓度为70%,料液比为1∶8,提取1次,大黄游离蒽醌类成分得率1.02%。
2.4.2 提取次数的确定
根据正交试验优化得到的最佳工艺条件进行次数的确定,分别取5.0 g大黄粉末3份,提取1、2、3次,结果提取率分别为1.02%、1.29%、1.31%。可知,原料提取2次后,提取率的增加不是很明显,从经济方面来考虑,提取次数确定为2次。
2.4.3 验证试验
以正交试验优选出的提取方案为实验组(即a2b2c3d1),进行验证试验,重复3次。结果见表3。表3 验证试验结果（略）
通过正交试验法筛选出大黄中游离蒽醌的最佳提取方案为：采用微波辅助技术,微波功率中高火,对60目大黄粉用70%乙醇,微波累积辐射时间5 min,料液比1∶8,提取2次,大黄游离蒽醌类成分的得率为1.31%。
3 讨论
微波是一种超高频电磁波,具有很强的穿透作用,可以在药材颗粒内外同时均匀、迅速地加热。微波的特点极大地促进了中药材有效成分的浸出,而且在浸出过程中,药材细粉不凝聚、不焦化。本研究正是基于对微波的上述认识,将微波技术应用于大黄蒽醌类成分的提取。本研究首先采用单因素法考察了微波输出功率、乙醇浓度、提取时间、料液比、提取次数5个因素,确定了一定的范围,然后以正交试验筛选出较佳提取方案,结果表明,微波提取法对大黄游离蒽醌的提取率较好。所采用的醇提法是采用70%的乙醇体系,由于水与乙醇介质对大黄粉末的溶胀作用,在微波辅助下有利于极性溶剂的渗入和溶出,通过细胞破壁作用,使有效成分溢出,从而提高大黄游离蒽醌类成分的提取率。
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