響應面法優化短梗五加中刺五加苷B和E的超聲提取工藝

史偉國，崔立勇，2，佟 慶，2，袁 寰，吳莉莉，周清波，李 洋

(1.佳木斯大學，黑龍江佳木斯 154007;2.黑龍江省合江林業科學研究所黑龍江佳木斯 154002)

短梗五加(Eleutherococcus sessiliflorus)，又名無梗五加，為五加科五加屬(Eleutherococcus)多年生落葉植物［1］。近年來，隨著刺五加藥用的發展，野生資源出現相對緊缺的狀況，短梗五加的藥用價值越來越得到人們的重視。研究表明，短梗五加短梗五加中含有大量的苷類物質，其中刺五加苷B、E為主要的活性成分［2］。刺五加苷E是具有明顯的抗應激反應的作用，有抗炎、抗疲勞、抗菌、抗氧化、降血糖、保肝等多種生物活性［3－4］。因此，筆者采用高效液相色譜法對短梗五加莖皮中的刺五加苷B和刺五加苷E的含量進行測定，并應用響應面法優化刺五加苷B、E的提取條件，以期為刺五加苷B、E的開發和利用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 研究對象。短梗五加，采于雙鴨山市嶺東苗圃，經鑒定為五加科五加屬(Eleutherococcus)多年生落葉植物。

1.1.2 主要儀器。Agilent 1100高效液相色譜儀，購自Agilent公司;KQ-500DE型數控超聲清洗器，購自昆山超聲儀器有限公司;RE-52A旋轉蒸發器，購自上海亞榮生化儀器廠。

1.1.3 主要試劑。刺五加苷B、E對照品，購自上海源葉生物科技有限公司，苷B批號:20130724，苷E批號:20130729;所用試劑均為國產分析純，市售。

1.2 方法

1.2.1 短梗五加刺五加苷B、E含量測定。刺五加苷B、刺五加苷E的測定參考文獻［5－9］(HPLC法測定刺五加不同部位刺五加苷B、E含量)的方法獲得標準曲線的回歸方程。

1.2.2 響應面法試驗。在單因素試驗基礎上選取料液比、提取時間和甲醇濃度3因素，采用響應面法試驗設計優化刺五加苷 B、E 的甲醇超聲提取工藝參數［10－11］。精密稱取3.000 g短梗五加粉末，按試驗方案中的條件甲醇超聲提取2次，取上清液旋轉蒸干加甲醇定容，采用高效液相色譜法測定刺五加苷B、刺五加苷E的得率。

表1 刺五加苷B、E提取響應面法試驗因素水平設計

2 結果與分析

2.1 線性關系的考察 由表2可知，刺五加苷B、刺五加苷E在各自的質量濃度范圍內線性關系良好。

表2 刺五加苷B、E的HPLC標準曲線的回歸方程

2.2 回歸方程的建立及統計檢驗 將所得試驗數據使用Design-Expert7.1.3 軟件分析，得到刺五加苷 B(1)、E(2)的二元多次回歸方程為:

由回歸方程可見，失擬項不顯著(P＜0.05)，說明未知因素對試驗結果干擾很小。刺五加苷B的擬合檢驗極顯著(P＜0.01)，刺五加苷E的擬合檢驗顯著(P＜0.05)，同時苷B的R2=0.982 4，苷E的R2=0.897 2，說明模型擬合程度很好，所以所得的回歸方程能較好的分析刺五加苷B、E提取得率隨各參數的變化規律。

2.3 刺五加苷B、E提取的響應面分析 根據刺五加苷B、E的響應面的3維圖分析3個因素對苷B和苷E得率的影響(圖1)。圖1(A)表明，刺五加苷B得率與甲醇濃度為2次拋物線關系，在45%～50%范圍內出現峰值。刺五加苷B得率隨料液比的增加顯著增加(P＜0.05)，呈上升趨勢。圖1(B)表明，提取時間對刺五加苷B得率的影響，變化趨勢受甲醇濃度的交互作用影響。圖1(C)表明，料液比對刺五加苷得率的影響，當提取時間一定時，刺五加苷B得率隨著料液比的增加而增加，呈直線上升趨勢。

圖2(A)表明，刺五加苷E得率隨甲醇濃度的升高而增加，隨著料液比的增加也顯著增加(P＜0.05)，但從價格、能耗等方面考慮，甲醇濃度取40% ～50%，料液比為1∶40時，刺五加苷E得率較高且變化不大。圖2(B)表明，在提取時間為70～75 min，料液比1∶35～1∶40時刺五加苷E得率最好。圖2(C)表明，刺五加苷E得率隨著提取時間的增加先減少后增加，在提取時間為75 min時，甲醇濃度的變化對苷E的得率影響不大。

表3 Box-Behnken試驗結果

圖1 料液比、甲醇濃度和提取時間對刺五加苷B得率的影響

圖2 料液比、甲醇濃度和提取時間對刺五加苷E得率的影響

3 結論

超聲提取法與其他的傳統提取方法——冷浸法、回流法相比具有提取效率高、耗能少等優點。試驗通過單因素試驗考察了料液比、甲醇濃度、超聲提取時間對刺五加苷B、E的影響。通過響應面分析方法，建立了超聲輔助提取短梗五加根莖中刺五加苷B、E的數學模型，回歸方程的復相關系數為0.982 4和0.897 5，方程擬合良好。通過響應面分析優化刺五加苷B最佳提取工藝條件為:甲醇濃度為52.46%，超聲提取時間75 min，料液比為40 g/ml;刺五加苷E最佳提取工藝條件為:甲醇濃度49.36%，超聲提取時間75 min，料液比為40 g/ml。

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