葛根中黃酮的提取與純化研究

李揚，李夢耀，袁勝，周旸

(1.長安大學 環境科學與工程學院，陜西 西安 710054;2.長安大學 陜西省地下水與生態環境工程研究中心，陜西 西安 710054)

黃酮類化合物是一組存在于植物中的天然產物，葛根為豆科植物野葛的根，葛根的主要活性成分是大豆黃酮苷元、大豆苷、葛根素等多種異黃酮類物質，具有抗菌、活血化瘀、擴張冠狀動脈血管和腦血管、降低心肌耗氧量、改善心肌收縮功能、促進血液循環、增強機體免疫力等多種藥理與保健作用［1-2］。葛根總黃酮作為許多藥物與保健品的主要功能成分具有重要的價值，其提取與功能應用的研究是目前的熱點之一［3-5］。為了更好地開發和利用葛根，本文就葛根總黃酮的提取與純化工藝研究進行探究，以期為進一步提高葛根資源的開發利用價值提供科學依據。本文采用傳統的有機溶劑提取法，以葛根作為提取原料，乙醇作為提取溶劑提取葛根中的黃酮。并利用LS-303 型樹脂進行進一步地分離純化，研究葛根黃酮在其上的吸附性能，通過不同條件下的靜態實驗、動態實驗，對于優化生產工藝、提高分離效果，充分利用天然產品資源具有重要意義，尤其是為推廣大孔吸附樹脂純化法應用于中藥制劑提供應用基礎。

1 實驗部分

1.1 材料與儀器

葛根粉，購于陜西西安市藥房，購回后放入干燥處貯存;95%乙醇、無水乙醇、黃酮(蕓香葉苷)均為分析純;LS-303 樹脂，工業品。

752 型紫外可見分光光度計;WFZ-26A 紫外可見分光光度計;AL204 電子天平;DK-98-1 型單列八孔水浴鍋;DK-98-1 型電熱恒溫水浴鍋;HY-2 調速多用振蕩器;320 pH 計;101-2AB 型電熱鼓風干燥箱。

1.2 黃酮的分析方法

黃酮的測定方法選用紫外分光光度法，測定最大吸收波長分別為255 nm 和350 nm。在一定濃度范圍內，吸光度與黃酮的濃度呈線性關系，其線性回歸方程分別為:A255=0. 029 2 c +0. 005 6，A350=0.022 0c+0.003 4。

1.3 實驗方法

1.3.1 葛根中黃酮的提取 有機溶劑提取法，以葛根粉為原料，乙醇為提取溶劑。稱取一定量的葛根粉，加入適量的乙醇，在一定溫度下，靜置一段時間后取出，用微孔濾膜進行過濾，得到提取液。在提取過程中，采取單因素變量方法，針對提取時間、乙醇體積分數、料液比、溫度4 個變量逐一進行單因素變量實驗，確定最佳提取條件。計算葛根黃酮的提取率。

式中 R——葛根黃酮提取率，mg/g;

m1——樣品溶液中黃酮的質量，mg;

m2——葛根粉質量，g。

1.3.2 葛根中黃酮的純化 稱取適量處理好的樹脂，用濕法裝柱法進行裝柱，柱高7.5 cm。取一定量的葛根黃酮提取液，以一定流速通過柱子，檢測流出液中黃酮的濃度，即可計算出大孔樹脂對葛根黃酮的動態吸附量及吸附率。當達到吸附平衡后，再用60%乙醇進行解吸，以一定流速通過柱子，檢測解吸液中黃酮的濃度，即可計算出大孔樹脂對葛根黃酮的解吸率。分別計算葛根黃酮的吸附率、解吸率以及動態吸附量。

式中 R吸——葛根黃酮的動態吸附率，%;

c0——黃酮提取液的初始濃度，μg/mL;

ce——黃酮提取液的平衡濃度，μg/mL。

式中 R解——葛根黃酮的動態解吸率，%;

c解——解吸液中黃酮的濃度，μg/mL。

式中 Qe——葛根黃酮的吸附量，μg/g;

V——黃酮提取液的體積，mL;

w——樹脂的質量，g。

2 結果與討論

2.1 葛根中黃酮的提取

2.1.1 提取時間對提取率的影響 根據葛根中黃酮的提取方法，準確稱取3.0 g 研磨好的葛根粉，分別加入料液比為1∶16.7 g/mL，濃度為40%的乙醇溶液50 mL，60 ℃的條件下，分別提取0.5，1，1.5，2，2.5，3 h，對不同提取時間提取液中黃酮的濃度進行測定。計算提取率(R)，對提取率隨提取時間的變化進行考察，結果見圖1。

圖1 提取時間對提取率的影響Fig.1 Effect of extraction time on yield

由圖1 可知，提取時間在0 ～1 h，隨著時間的延長葛根提取黃酮的提取率也迅速增加，提取時間在1 ～2.5 h，提取率趨于平緩，提取3 h 時提取率略有下降，可能是由于提取時間過長導致葛根黃酮氧化，從而使提取率降低。所以綜合各種因素，葛根黃酮最佳提取時間為1.5 h。

2.1.2 物料比對提取率的影響 其它提取條件不變，考察提取率隨物料比的變化，結果見圖2。

圖2 物料比對提取率的影響Fig.2 Effect of material ratio on yield

由圖2 可知，料液比(g/mL)在1∶5 ～1∶8 時，提取率增加，料液比在1∶8 ～1∶16.7 時，提取率開始下降。考慮到成本則應按1∶8，1∶13 料液比提取，葛根黃酮處于較高的提取率，但是按1∶8 料液比提取后，所得溶液較少，對于后期分離純化增加了難度，綜合考慮，選擇1∶13 為葛根黃酮最佳提取料液比。

2.1.3 乙醇體積分數對提取率的影響 提取率隨乙醇體積分率的變化見圖3。

圖3 乙醇濃度對提取率的影響Fig.3 Effect of ethanol concentration on yield

由圖3 可知，隨著提取所用溶液濃度的升高，葛根黃酮的提取率增大，乙醇濃度達到60%時，葛根的提取率達到最大2.64 mg/g。而后，隨著乙醇濃度的增加，葛根黃酮的提取率略有降低，這可能是隨著其濃度增加，一些醇溶性雜質和親脂性成分溶出量增加，這些成分和葛根黃酮競爭同乙醇水分子結合，從而導致葛根黃酮提取效果的略有下降。同時考慮到成本因素，最佳乙醇提取濃度為40%。

2.1.4 提取溫度對提取率的影響 提取率隨提取溫度的變化見圖4。

圖4 提取溫度對提取率的影響Fig.4 Effect of extraction temperature on yield

由圖4 可知，隨提取溫度的升高，葛根黃酮的提取率升高。溫度升高有利于葛根黃酮擴散到乙醇溶液中。因此，葛根黃酮的提取最佳溫度為60 ℃。

2.2 葛根中黃酮的純化

2.2.1 樹脂柱吸附及解吸 按照1.3 實驗方法中的純化步驟進行動態吸附和解吸實驗，取50 mL 葛根黃酮提取液，并測定其中黃酮的濃度，然后以2 mL/min的流速通過柱子，測定流出液中黃酮的濃度，計算大孔吸附樹脂對葛根黃酮的動態吸附量;再用60%乙醇進行解吸，以2 mL/min的流速通過柱子，測定解吸液中黃酮的濃度，計算大孔吸附樹脂對葛根黃酮的動態解吸率，結果見表1。

表1 大孔吸附樹脂純化葛根黃酮Table 1 Purification of flavones from Kudzu root by macroporous adsorption resin

2.2.2 葛根黃酮純化液的吸收曲線 按照1.3 節的實驗方法，將純化前后的葛根黃酮溶液分別稀釋10 倍后，在200 ～400 nm 波長范圍內，測定其紫外吸收曲線，結果見圖5。

圖5 葛根黃酮溶液的紫外吸收曲線Fig.5 Adsorption spectra of flavones from Kudzu root

由圖5 可知，葛根黃酮提取液經LS-303 型大孔吸附樹脂純化，其紫外吸收在黃酮特征波長255 nm和350 nm 處峰形明顯變窄，表明葛根黃酮提取液經LS-303 型大孔吸附樹脂純化后，雜質含量明顯減少，黃酮純度提高。

3 結論

(1)乙醇水溶液提取葛根黃酮，單因素實驗表明，95%乙醇體積濃度40%，料液比(葛根/提取劑)1∶13 g/mL，60 ℃提取1.5 h，葛根黃酮的提取率達到2.64 mg/g。

(2)葛根黃酮提取液可用LS-303 型大孔吸附樹脂進行純化，提取液經LS-303 型大孔吸附樹脂純化后，雜質含量明顯減少。

［1］ 張巖，薛興亞，徐青，等. 葛根提取物高效液相色譜分析方法的優化［J］.色譜，2006，24(7):354-358.

［2］ 向大雄，李煥德，吳大勇，等. 不同純化工藝對葛根總黃酮質量的影響［J］.中國藥房，2002，13(6):328-330.

［3］ Yu Fu-Chieh，Lai Shih-Ming，Suen Shing-Yi.Extraction of flavonoid glycosides from ginkgo biloba leaves and their desorption separations using hydrophobic and anion-exchange membranes［J］.Separation Science and Technology，2003，38(5):1033-1050.

［4］ 陳亮.芹菜黃酮類物質提取與富集工藝研究［D］. 長沙:湖南農業大學，2007.

［5］ 劉翀，楊洋.生物類黃酮提取研究進展［J］.中外食品，2004(10):48-49.