超聲波輔助提取河湟紅花中紅花黃色素的工藝研究

摘要：研究超聲波輔助提取河湟紅花中紅花（Ｃａｒｔｈａｍｕｓ ｔｉｎｃｔｏｒｉｕｓ Ｌ．）黃色素的工藝條件。采用單因素試驗，探討了超聲時間、料液比以及乙醇體積分數對提取紅花黃色素的影響，在單因素試驗基礎上進行正交試驗。超聲波輔助提取優化的工藝條件為，超聲時間４０ ｍｉｎ，料液比１∶２５（ｍ／Ｖ，ｇ∶ｍＬ），乙醇體積分數５０％。

關鍵詞：超聲波輔助提取；河湟紅花（Ｃａｒｔｈａｍｕｓ ｔｉｎｃｔｏｒｉｕｓ Ｌ．）；紅花黃色素；工藝

中圖分類號：Ｑ９４９．７８３．５；Ｒ２８４．２文獻標識碼：Ａ 文章編號：0439－８114（２０11）22－4698-03

Study on Ultrasonic Extraction Technique of Safflor Yellow Pigment from

Hehuang Safflower

ＹＡＮＧ Ｙａｎｇ，ＬＩＮ Ｐｅｎｇ－ｃｈｅｎｇ，ＬＩ Ｒｏｎｇ－ｒｏｎｇ，ＺＨＡＮＧ Ｌｕ－ｌｕ

（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ and Life Science， Ｑｉｎｇｈａｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ fｏｒ Ｎａｔｉｏｎａｌｉｔｉｅｓ，Ｘｉｎｉｎｇ ８１０００７，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ－ａｓｓｉｓｔｅｄ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｏｆ ｓａｆｆｌｏｒ ｙｅｌｌｏｗ ｅｌｅｍｅｎｔ ｆｒｏｍ Ｈｅｈｕａｎｇ ｓａｆｆｌｏｗｅｒ（Ｃａｒｔｈａｍｕｓ ｔｉｎｃｔｏｒｉｕｓ Ｌ．） ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ． Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ， ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｔｉｍｅ， ｓｏｌｉｄ ｔｏ ｌｉｑｕｉｄ ｒａｔｉｏ ａｎｄ ｖｏｌｕｍｅ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｅｔｈａｎｏｌ ｏｎ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｓａｆｆｌｏｒ ｙｅｌｌｏｗ ｐｉｇｍｅｎｔ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ｂｙ ｓｉｎｇｌｅ ｆａｃｔｏｒ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ； ａｎｄ ｔｈｅｎ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｗａｓ ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ａｆｏｒｅｍｅｎｔｉｏｎｅｄ ｂａｓｉｓ． Ｏｐｔｉｍｕｍ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｄａｔａ ｗｅｒｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ， ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ ｆｏｒ ４０ ｍｉｎ， ｓｏｌｉｄ ｔｏ ｌｉｑｕｉｄ ｒａｔｉｏ １∶２５（ｇ／ｍＬ） ａｎｄ ５０％ ｅｔｈａｎｏｌ ａｓ ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ ｓｏｌｖｅｎｔ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ－ａｓｓｉｓｔｅｄ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ； Ｈｅｈｕａｎｇ ｓａｆｆｌｏｗｅｒ （Ｃａｒｔｈａｍｕｓ ｔｉｎｃｔｏｒｉｕｓ Ｌ．）； ｓａｆｆｌｏｒ ｙｅｌｌｏｗ ｐｉｇｍｅｎｔ； ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ

紅花（Ｃａｒｔｈａｍｕｓ ｔｉｎｃｔｏｒｉｕｓ Ｌ．）為菊科一年生草本植物，又名黃藍、紅藍、紅藍花、草紅花、刺紅花及紅花草，主要分布在河南、浙江、四川、云南、新疆等地［１］。其味辛、性溫，歸心、肝經，活血通經、散瘀止痛，主治經閉、痛經、難產、死胎、產后惡露不止、瘀血作痛、痛腫、跌打損傷［２］。紅花主要化學成分是紅花黃色素、羥基紅花黃色素Ａ、紅花甙、紅花醌及新紅花甙等［１］，其藥理成分為紅花黃色素，它是幾種黃酮類化合物的混合物，在治療冠心病、高血壓及腦溢血等疾病方面有一定療效［３］。同時，紅花黃色素還是一種很有價值的天然色素，具有色澤艷麗、耐高溫、耐高壓、耐低溫、耐光、耐酸、耐還原性和抗微生物等優點［４］。已有很多關于紅花黃色素提取的報道，該研究采用超聲波輔助提取法來研究紅花黃色素的提取新工藝，用紫外分光光度計測定其含量，為其進一步開發利用紅花植物資源提供了科學依據。

１材料與方法

１．１材料

１．１．１試驗原料紅花藥材由青海民族大學藥學系多巴種植基地種植采收（經青海民族大學林鵬程教授鑒定），晾干后將全草用粉碎機粉碎，過４０目篩備用。

１．１．２儀器與試劑ＭＥ２３５３型電子天平（北京賽多利斯儀器系統有限公司）；ＦＺ１０２型粉碎機（廣州華凱機電設備有限公司）；ＫＱ－３００Ｂ型超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司）；ＴＵ－１８１０紫外可見分光光度計（北京普析通用儀器有限公司）；羥基紅花黃色素Ａ標準品（江西本草天工科技有限責任公司）。

１．２方法

１．２．１標準溶液的配制精密稱取羥基紅花黃色素Ａ標準品４ ｍｇ，用５０％（體積分數，下同）的乙醇溶液溶解定容至１０ ｍＬ容量瓶中，搖勻，即得濃度為０．４ ｍｇ／ｍＬ的羥基紅花黃色素Ａ標準溶液。

１．２．２標準曲線的繪制分別移取上述標準溶液１．０、１．２、１．４、１．６、１．８、２．０ ｍＬ至５０ ｍＬ容量瓶中，加５０％乙醇稀釋并定容至刻度。稀釋液的濃度分別為８．０、９．６、１１．２、１２．８、１４．４、１６．０ μｇ／ｍＬ。以５０％乙醇溶液為參比液，在最大吸收波長４０３ ｎｍ處測定吸光度。以羥基紅花黃色素Ａ的吸光度為縱坐標（ｙ），濃度為橫坐標（ｘ），繪制標準曲線，得回歸方程為＝０．０５２ ９ｘ－０．０１３ ３，ｒ＝０．９９９ ６，方程在８．０～１６．０ μｇ／ｍＬ范圍內線性關系良好。

１．２．3河湟紅花中紅花黃色素提取率的測定精密稱取河湟紅花粉末１ ｇ，置于１００ ｍＬ錐形瓶中，以不同的條件進行超聲波輔助提取，過濾，得到紅花黃色素提取液。將提取液稀釋至１００ ｍＬ，容量瓶定容，再移取１ ｍＬ溶液稀釋至５０ ｍＬ，容量瓶定容，在最大吸收波長４０３ ｎｍ處測定其吸光度。參照標準曲線的回歸方程，計算紅花黃色素的濃度，然后依下面公式計算河湟紅花中紅花黃色素的提取率：提取率＝（紅花黃色素濃度×稀釋倍數×提取液體積／紅花質量）×１００％。

１．２．4精密度試驗精密吸取羥基紅花黃色素Ａ標準溶液２．０ ｍＬ，置于５０ ｍＬ容量瓶中，定容之后，５０％乙醇調零，４０３ ｎｍ處測定吸光度，重復６次，ＲＳＤ＝１．８６％，表明儀器精密度良好。

１．２．5穩定性試驗將同一批河湟紅花粉末，按１．２．3的操作，分別于０．０、０．５、１．０、１．５、２．０ ｈ后測定吸光度，結果ＲＳＤ＝１．５２％，表明各供試品溶液在２ｈ內能夠保持穩定。

１．２．6重復性試驗將同一批河湟紅花粉末，按１．２．3的操作，測定吸光度，重復６次，結果ＲＳＤ＝２．３４％，表明該測定方法重復性良好。

１．２．7加樣回收率試驗精密稱取已知含量的河湟紅花粉末５份，分別加入精密稱定的羥基紅花黃色素Ａ標準品適量，按１．２．3的操作，測定吸光度，計算回收率，結果平均回收率為１０２．１３％，ＲＳＤ＝２．４６％，表明該方法準確可靠。

２結果與分析

２．１單因素試驗結果分析

２．１．１超聲時間對提取率的影響精密稱取河湟紅花粉末１ ｇ，置于１００ ｍＬ錐形瓶中，加入５０％乙醇１０ ｍＬ，分別超聲波輔助提取２０、３０、４０、５０、６０ ｍｉｎ。過濾提取液，定容后測定黃色素的濃度，計算提取率。結果如圖１。由圖１可看出，提取率隨著超聲時間的增加而升高，當超聲時間到達４０ ｍｉｎ后，提取率又隨著超聲時間的增加而降低，因此，超聲時間為４０ ｍｉｎ時提取率最高。

２．１．２料液比對提取率的影響精密稱取河湟紅花粉末１ ｇ，置于１００ ｍＬ錐形瓶中，分別加入５０％乙醇５、１０、１５、２０、２５、３０、３５ ｍＬ，超聲波輔助提取４０ ｍｉｎ。過濾提取液，定容后測定紅花黃色素的濃度，計算提取率。結果見圖２，可看出，料液比為１∶２５（ｍ／Ｖ，ｇ∶ｍＬ，下同）時，提取率達到最高，之后，再增加料液比中液體所占比重，提取率反而下降，因此，選取料液比１∶２５為最佳提取條件。

２．１．３乙醇體積分數對提取率的影響精密稱取河湟紅花粉末１ ｇ，置于１００ ｍＬ錐形瓶中，分別加入２５ ｍＬ不同體積分數（２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％）的乙醇，超聲波輔助提取４０ ｍｉｎ。過濾提取液，定容后測定紅花黃色素的濃度，計算提取率，結果見圖３。由圖３可看出，乙醇體積分數為５０％時提取率最高。隨后紅花黃色素提取率顯著下降，可能是由于乙醇體積分數的增加導致溶液黏度增加，影響了黃色素類化合物的浸出。

２．２正交試驗結果與分析

以單因素試驗為基礎，進行三因素三水平正交試驗。因素與水平見表１，正交試驗結果見表２。從表２可看出，３種因素對紅花黃色素提取率的影響大小依次為Ａ＞Ｂ＞Ｃ，３種因素的最佳組合為５０％乙醇，料液比１∶２５，超聲時間４０ ｍｉｎ，此條件下，河湟紅花中的紅花黃色素提取率最高。

２．３驗證試驗結果

準確稱取紅花粉末１ ｇ置于１００ ｍＬ錐形瓶中，按照正交試驗結果得出的最佳提取條件進行提取，按１．２．3計算提取率，進行３次平行試驗，結果（表３）表明，在該提取工藝條件下提取率穩定，平均提取率可達６．１６％。

３結論與討論

１）通過單因素試驗和正交試驗，確定河湟紅花中的紅花黃色素的最佳提取工藝參數為乙醇體積分數５０％，料液比１∶２５，超聲時間４０ ｍｉｎ。

２）超聲波輔助提取法是利用超聲波的空化作用、機械作用、熱效應等以提高細胞內容物的穿透力和傳輸能力，增大物質分子運動頻率和速度，提高中藥成分的浸出率［５］。與傳統的提取方法相比，具有無需高溫、縮短時間、提高效率等優點。試驗用超聲波輔助提取法，降低了萃取工藝成本，綜合經濟效益顯著。

參考文獻：

［１］ 康麗，顏曉燕，辛志偉． 紅花的藥理作用研究進展［Ｊ］．西醫軍醫，２００８，１０（６）：１３６－１３８．

［２］ 郭美麗，張芝玉，張漢名，等． 紅花干物質和化學成分含量動態變化規律研究［Ｊ］．中草藥，１９９９，２（２）：１１－１３．

［３］ 楊志福，梅其柄，蔣永培，等． 紅花有效成分及藥理作用［Ｊ］．西北藥學雜志，２００１，１６（３）：１３１．

［４］ 楊艷紅，戴富華，劉慎，等． 微波法提取紅花黃色素的工藝研究［Ｊ］．食品研究與開發， ２００８，２９（８）：１９０－１９２．

［５］ 秦梅頌． 超聲提取技術在中藥中的研究進展［Ｊ］．安徽農學通報，２０１０，１６（３）：５４－５６．