金銀花中綠原酸的超聲波提取工藝優化

黃小梅，鄧祥，吳狄

（1.四川文理學院化學與化學工程系，四川達州635000；2.四川文理學院"特色植物開發研究"四川省高校重點實驗室，四川達州635000）

金銀花中綠原酸的超聲波提取工藝優化

黃小梅1，2，鄧祥1，2，吳狄1，2

（1.四川文理學院化學與化學工程系，四川達州635000；2.四川文理學院"特色植物開發研究"四川省高校重點實驗室，四川達州635000）

研究從金銀花中提取綠原酸的工藝。通過研究乙醇濃度、溫度、料液比、超聲時間、超聲功率等因素對提取效率的影響。在運用超聲波法下得出綠原酸提取工藝的最佳工藝參數：乙醇濃度為70%，浸提溫度為55℃，料液比為1∶20（g/mL），超聲時間為1.5 h，超聲功率為700 W。在此條件下采用紫外分光光度法（UV）對綠原酸產品進行檢測，在328 nm波長下，得到綠原酸的最大峰值，計算得率為7.887%。

金銀花；綠原酸；提取工藝；正交試驗；超聲法

金銀花為忍冬科植物忍冬（Lonicera japonica Thunb.）的干燥花蕾或帶初開的花[1]，具有很高的藥用價值，為常用抗菌消炎和清熱解毒中藥材[2]。其化學成分為綠原酸（chlorogenic acid，簡稱CHA）、異綠原酸、揮發油、咖啡酸、黃酮類化合物、三萜皂苷和木犀草素等。其中綠原酸是金銀花的主要藥效活性成分之一[3]，其含量高低是評價金銀花質量的重要依據。

綠原酸具有抗菌、抗病毒、增高白血球、保肝利膽、抗腫瘤、降血壓及興奮中樞神經系統等多種藥理作用。因而可作為食品中的添加劑、植物生長激素及一些高級化妝品的添加劑等。綠原酸是食品、藥品、化妝品等工業的重要原料[4-5]。因此，開發綠原酸市場前景廣闊、發展潛力巨大。

金銀花原產我國，分布各省。現代生藥學研究資料表明，藥用植物種類的變異和生長環境因子是影響生藥品質的重要因素，中藥作用的物質基礎是其所含有的化學成分[6]，為探討川產道地金銀花的品質，全面評價其藥材質量。本文以川產道地金銀花為原料，采用UV法對金銀花中CHA的含量進行測定，以乙醇為提取溶劑，研究了金銀花中綠原酸的超聲波提取工藝，確定出最佳提取條件，以期為金銀花中綠原酸的提取提供參考。

1 儀器、試劑與樣品

1.1 儀器

UV-2550型紫外可見分光光度計：日本島津；FA1104N型電子天平：上海菁海；FW-135型中草藥粉碎機：上海超億；TG20-WS型離心機：鄭州宏朗；HN-1000D型超聲波萃取儀：上海汗諾；101-2AB型電熱鼓風干燥箱：天津市泰斯特；60目的篩子。

1.2 試劑與樣品

金銀花：四川達縣金佛中藥材種植有限公司；綠原酸對照品：阿拉丁；無水乙醇為分析純：成都科龍；實驗用水為二次蒸餾水。

2 方法與實驗

2.1 方法學考察

2.1.1 對照品溶液的制備

準確稱取綠原酸標準品5.0 mg，用適量70%乙醇充分溶解，轉移至50 mL容量瓶中，用70%乙醇定容至刻度，搖勻做對照品儲備試液。此試液中綠原酸的濃度為100 μg/mL。

2.1.2 測定波長的選擇

將對照品綠原酸溶液和供試品溶液在200 nm～400 nm進行掃描，其均在328 nm波長處有最大吸收，故檢測波長選為328 nm。

2.1.3 標準曲線的繪制

分別精確移取綠原酸對照品溶液0、1、2、4、6、8、10 mL于7個25 mL容量瓶中，然后用70%乙醇定容至刻度，搖勻，靜置。以第1管作空白對照，在最大吸收波長328 nm處測定吸光度，以綠原酸的濃度（mg/mL）為橫坐標，以吸光度（A）為縱坐標，繪制標準曲線[7]，如圖1，得到標準曲線方程為：Y=60.788X+0.002 1，r= 0.999 9，綠原酸濃度在4 μg/mL～40 μg/mL內線性關系良好。

圖1 綠原酸標準曲線Fig.1 Standard curve of chlorogenic acid

2.1.4 精密度實驗

準確稱取金銀花粉末0.250 0 g，按2.2項方法操作，重復測定5次，其吸光度分別為1.521 6、1.521 8、 1.521 5、1.521 9、1.522 1，RSD為0.02%。

2.1.5 重復性實驗

準確稱取金銀花粉末5份，各為0.250 0 g，按2.2項方法操作，其吸光度分別為1.492 1、1.493 8、1.491 4、1.489 6、1.489 0，RSD為0.44%。

2.1.6 回收率實驗

準確稱取已知含量的金銀花粉末0.250 0 g 5份，加入不同量的綠原酸對照品，按按2.2項方法操作測定加樣回收率，依法重復測定3次，平均回收率為98.95%，RSD為1.17%。

2.1.7 穩定性實驗

準確稱取金銀花粉末適量，按2.2項方法操作，每隔2小時測定1次，結果樣品溶液在14 h內穩定，RSD為1.44%。

2.2 樣品中綠原酸的提取及測定

將金銀花于35℃的干燥箱恒溫干燥24 h后，冷卻至室溫，然后用粉碎機粉碎（過60目篩）。準確稱取0.250 0 g金銀花粉末于離心管中，加入適量的70%乙醇進行超聲提取，將提取液離心，并取上層清液于25 mL容量瓶中，重復多次，用70%乙醇定容至刻度，再精取其1 mL于25 mL容量瓶中，定容至刻度。按2.1的方法測定其吸光度，根據回歸方程計算提取液濃度，進一步計算綠原酸提取量。改變不同提取條件，考察乙醇質量分數、提取溫度、提取時間、提取功率和提取料液比對提取量的影響。

提取量（以綠原酸計，mg/g）=（C×V）/M

式中：C為樣液中綠原酸的含量，（mg/mL）；V為樣液的體積，mL；M為樣品質量，g。

3 結果與討論

3.1 單因素超聲提取優化實驗討論

高中力學在現代科學技術上發揮了重要作用，并且在社會各技術領域的實踐中得到了廣泛應用和發展。在各項科學技術不斷發展的時代潮流中，高中力學融合各領域技術，促進了人類社會的歷史性進步。隨著科學技術更深入的發展，很多人們沒有涉足的領域也將會有人類的痕跡。高中力學在這些領域同樣會發揮其巨大的科技價值，為人類造福。

3.1.1 乙醇濃度對綠原酸提取效果的影響

適宜的溶劑濃度會有利于有效成分的溶解，可縮短提取時間，增加提取效率。準確稱取7份金銀花粉末各0.250 0 g于離心管中，分別加入質量分數為30%、40%、50%、60%、70%、80%、100%的乙醇溶液8 mL，在45℃和超聲功率為1000W的情況下超聲浸提2.0h，離心，取上層清液按2.1.3的方法測定綠原酸的濃度。從而得到綠原酸提取效果與乙醇濃度的關系。結果如圖2所示。

由圖2結果可知，在乙醇質量分量為30%～70%之間，綠原酸的提取量隨乙醇濃度增大而增大，并在70%時達到最大值，之后隨乙醇濃度的增大提取量反而減少。根據相似相容原理，可能是由于乙醇濃度增大，醇溶性物質競爭溶解，導致了綠原酸的溶解度下降。因此，在乙醇質量分數為70%時，綠原酸的提取效果最好。

3.1.2 提取溫度對綠原酸提取效果的影響

準確稱取0.250 0 g金銀花粉末于離心管中，分別加入8 mL 70%的乙醇溶液，分別在25、35、45、50、55、65℃的條件下，在1 000 W的超聲功率下超聲2.0 h，離心，取上層清液，測定綠原酸濃度，計算提取量，從而確定較適宜的提取溫度，結果如圖3所示。

圖2 乙醇濃度對綠原酸提取效果的影響Fig.2 Effect of alcohol concentration on the yield of chlorogenic acid

圖3 超聲溫度對綠原酸提取效果的影響Fig.3 Effects of temperature on extraction rate of chlorogenic acid

由圖3結果可知，溫度過低不利于綠原酸的浸出，提取量較低，較高的提取溫度能促進分子的熱運動，使溶劑和溶質分子之間的交換速度加快，這樣更有利于增加綠原酸的浸出，從而增加了提取量。但是綠原酸是熱敏性物質，過高的溫度會使綠原酸分解而被破壞，導致提取量降低。因此最佳的提取溫度為50℃。

3.1.3 料液比對綠原酸提取效果的影響

以質量分數為70%的乙醇為溶劑，準確稱取0.250 0 g金銀花粉末，分別以不同總料液比1∶5、1∶10、1∶15、1∶20、1∶25 g/mL的條件下，并在50℃和1 000 W的超聲功率下提取2.0 h，測定金銀花中綠原酸的含量，從而確定不同料液比和提取量的關系，結果如圖4所示。

圖4 液料比對綠原酸提取效果的影響Fig.4 Effects of solid-liquid ratio on extraction rate of chlorogenic acid

由圖4結果可知，料液比較小時，綠原酸提取不充分，隨著乙醇用量的不斷增加，綠原酸有效成分的提取量也在不斷增加，但乙醇溶液用量過大其他組分溶解反而不利于綠原酸的提取。從圖4可知當料液比為1∶20（g/mL）時提取效果最好。

3.1.4 超聲時間對綠原酸提取效果的影響

準確稱取0.250 0 g金銀花粉末于離心管中，分別加入5 mL 70%的乙醇溶液，并在50℃和1 000 W的超聲功率下分別超聲0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 h。離心，取上層清液，測定綠原酸濃度，計算提取量，從而以確定最佳提取時間，結果如圖5所示。

圖5 超聲時間對綠原酸提取效果的影響Fig.5 Effects of extracting time on extraction rate of chlorogenic acid

由圖5的結果可知，隨著提取時間的增加，提取量不斷增加，在1.5 h時綠原酸提取量達到最大值，之后再增加提取時間并沒有得到較高的提取量。提取時間短綠原酸不能充分溶解出來，時間過長，其他組分被提取出來，可能影響提取效果，因此最佳提取時間為1.5 h。

3.1.5 超聲功率對綠原酸提取效果的影響

準確稱取0.250 0 g金銀花粉末于離心管中，分別加入5 mL 70%的乙醇溶液，并在50℃和1.5 h的條件下分別以300、500、700、900、1 100 W的超聲功率進行操作。離心，提取上層清液，測定綠原酸濃度，計算提取量。從而確定適宜的超聲功率，如圖6所示。

由圖6可知，隨著超聲功率的增加，其綠原酸的提取量不斷增加，但到700 W處后提取量趨于穩定。再增加功率對綠原酸的提取量影響不大。從經濟的角度考慮其最佳的提取功率取700 W為宜，其提取效率為7.64%，提取量為76.4 mg/g。

圖6 超聲功率對提取效果的影響Fig.6 Effects of ultrasonic power on extraction rate of chlorogenic acid

3.2 超聲提取金銀花中綠原酸的正交試驗討論

在綠原酸的提取過程中，乙醇濃度、提取溫度、料液比、超聲時間、超聲功率等因素都影響綠原酸的得率。根據綠原酸的結構和性質以及傳統提取經驗，選用超聲功率700 W情況下，對其余4個因素進行正交試驗，L9（34）即三水平四因素模式。其中4個因素分別為超聲時間（A）、提取溫度（B）、料液比（C）和乙醇濃度（D）。以綠原酸得率為指標，進行正交試驗，其因素水平及正交實驗結果分別見表1、表2。

表1 正交試驗設計因素水平Table1 Factors and levels of orthogonal test

表2 正交試驗結果Table 2Results of orthogonal test

由表2可以看出，極差R4>R1>R3>R2，得到各因素影響提取量的主次順序為D>A>C>B，即乙醇濃度、超聲時間、料液比，其次是溫度。所以乙醇濃度是影響金銀花中綠原酸提取量的主要因素。由正交試驗k值可知，最優組合為A2B3C2D2。即超聲時間為1.5 h，提取溫度為55℃，料液比為1∶20（g/mL），乙醇濃度為70%。3.3結果驗證分析

在最優組合A2B3C2D2條件下，做3次平行實驗，考察金銀花中綠原酸提取率的最優水平條件，其結果見表3所示。

表3 最優組合條件下的結果驗證Table 3Results of the best extraction conditions

由表3結果可知，在最優組合條件下，通過3組平行試驗驗證，可得金銀花中綠原酸的平均提取率為7.887%。

4 結論

以川產道地中藥材金銀花為原料和乙醇水溶液為溶劑，利用正交試驗對提取工藝進行優化參考，通過大量的單因素水平實驗，以綠原酸得率為指標，考察了超聲波提取金銀花中綠原酸的不同條件對提取效果的影響，獲得的最佳提取條件為：乙醇濃度為70%，浸提溫度為55℃，料液比為1∶20（g/mL），超聲時間為1.5 h，超聲功率為700 W，其綠原酸得率為7.887%。

本工藝操作簡便，提取條件溫和，提取效率高，同時乙醇成本低，可回收利用，環保經濟。因此此法可為金銀花中提取綠原酸的工業化生產提供參考。

[1]國家藥典委員會.中華人名共和國藥典(2005版第一部)[S].北京:化學工業出版社,2005:152-153

[2]邢俊波,李會軍,李萍,等.忍冬花蕾化學成分研究[J].中國新藥雜志,2002,11(11):856-859

[3]孫延波,王云,關顯智,等.金銀花對口腔病原性微生物體外抑菌試驗的研究[J].中國中藥雜志,1996,16(5):5

[4]王輝,田呈瑞,馬守磊,等.綠原酸的研究進展[J].食品工業科技, 2009,30(5):341-345

[5]吳江濤.綠原酸的生物活性及其應用[J].現代農業科技,2009, 19(8):349-350

[6]邢俊波,李萍,溫德良.不同物候期金銀花中總綠原酸的積累動態研究[J].中國中藥雜志,2001,26(7):457-459

[7]鄧祥,黃小梅,吳狄.川佛手中總黃酮的超聲波提取工藝優化[J].四川文理學院學報,2014,5(24):37-40

Process Optimization of Ultrasonic Extraction of Chlorogenic Acid in Honeysuckle Flower

HUANG Xiao-mei1，2，DENG Xiang1，2，WU Di1，2
（1.Department of Chemistry and Chemical Engineering，Sichuan University of Arts and Science，Dazhou 635000，Sichuan，China；2.Key Laboratory of the Research on Characteristic Plants of Universities in Sichuan Province，Sichuan University of Arts and Science，Dazhou 635000，Sichuan，China）

Extraction of chlorogenic acid from Honeysuckle Flower was studied systematically.The ultrasonic method assisted extraction of chlorogenic acid，the effect of factors was investigated and the optimal parameters were determined as follows：the concentration of ethanol was 70%，leaching temperature was 55℃，the ratio of Honeysuckle Flower to ethanol was 1∶20（g/mL），time was 1.5 h，ultrasonic power was 700 W.The use of UV spectrophotometry for detection of chlorogenic acid products.In the 328 nm wavelength，obtained the maximum peak of chlorogenic acid，was 7.887%calculated.

Honeysuckle Flower；chlorogenic acid；extraction process；orthogonal experiment；ultrasonic method

2013-08-21

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.02.010

四川省教育廳重點項目資助（11ZA169;13ZA0101）；達州市科技局重點項目資助（JCYJ1119）

黃小梅（1977—），女（漢），副教授，碩士，主要研究方向：天然產物化學。