基于多指標(biāo)綜合檢測(cè)優(yōu)選蓮子心提取工藝

熊榮枝，郭利偉*，羅靜波，牛俊凡，李俊凱(. 長(zhǎng)江大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，湖北荊州 43405；. 長(zhǎng)江大學(xué)農(nóng)學(xué)院，湖北荊州 43405)

基于多指標(biāo)綜合檢測(cè)優(yōu)選蓮子心提取工藝

熊榮枝1，郭利偉1*，羅靜波1，牛俊凡2，李俊凱2
(1. 長(zhǎng)江大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，湖北荊州 434025；2. 長(zhǎng)江大學(xué)農(nóng)學(xué)院，湖北荊州 434025)

為了更好地挖掘蓮子心功效，為后續(xù)研究提供理論基礎(chǔ)，以干浸膏得率、總生物堿含量、總黃酮含量作為判定指標(biāo)，采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法，以乙醇濃度、乙醇用量、回流時(shí)間、回流次數(shù)作為考察因素，綜合評(píng)價(jià)各因素對(duì)蓮子心提取效果的影響，優(yōu)選出最佳提取工藝。結(jié)果表明，蓮子心的最佳提取工藝為30倍量的80%乙醇，回流提取2次，每次30 min。該優(yōu)選工藝客觀可行、合理穩(wěn)定，為深入研究蓮子心的藥理作用及其工業(yè)化大生產(chǎn)提供理論基礎(chǔ)。

蓮子心；提取工藝優(yōu)選；干浸膏得率；總黃酮含量；生物堿含量；多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)

蓮子心為睡蓮科植物蓮(NelumbonuciferaGaertn.)成熟種子中的干燥幼葉和胚芽，味苦，性寒；歸心、腎經(jīng),具有清心安神、交通心腎、澀精止血功效，用于熱入心包、神昏譫語(yǔ)、心腎不交、失眠遺精、血熱吐血等癥[1]。現(xiàn)代研究表明，蓮子心中主要化學(xué)成分有生物堿類(lèi)和黃酮類(lèi)，2015年版《中國(guó)藥典》的蓮子心含量測(cè)定項(xiàng)下則以蓮心堿為質(zhì)量控制指標(biāo)性成分[2]。

目前，蓮子心的基礎(chǔ)研究及其深加工技術(shù)的開(kāi)發(fā)工作還顯欠缺，其相關(guān)產(chǎn)品研制多年，仍不能形成穩(wěn)定的產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)，主要是受蓮子心提取液穩(wěn)定性差的的嚴(yán)重制約[3-4]。為了更好地挖掘蓮子心這一寶貴的天然資源，優(yōu)化其提取工藝要以多成分為指標(biāo)，才能建立更為合理的提取工藝。因此，本試驗(yàn)選取干浸膏得率、總生物堿含量、總黃酮含量作為判定指標(biāo)，采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法優(yōu)選蓮子心的提取工藝，為深入研究蓮子心的藥理作用及其工業(yè)化大生產(chǎn)提供理論基礎(chǔ)。

1 材料

1.1 藥品與試劑 蓮子心，湖北省荊州市廣生堂大藥房，安徽友信藥業(yè)有限公司產(chǎn)品，原產(chǎn)地湖南，生產(chǎn)批號(hào)：150303；蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品、蓮心堿高氯酸鹽，中國(guó)藥品生物制品檢定所；無(wú)水乙醇、NaNO2、Al(NO3)3、NaOH、鹽酸、十二烷基磺酸鈉、冰醋酸均為分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；甲醇、乙腈、色譜純，德國(guó)Merck公司。1.2 儀器 日本島津LC-10Avp高效液相色譜儀及Class-vp色譜工作站，UV-Vis檢測(cè)器；UV-5500 PC紫外分光光度計(jì)(上海元析儀器有限公司)。

2 方法

2.1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)四因素三水平的正交試驗(yàn)。在單因素的基礎(chǔ)上，設(shè)定乙醇濃度(A)、乙醇用量(B)、回流時(shí)間(C)、回流次數(shù)(D) 4個(gè)試驗(yàn)因素，每個(gè)因素設(shè)計(jì)3個(gè)水平，以干浸膏得率、總生物堿含量、總黃酮量為指標(biāo)，選擇L9(34)進(jìn)行正交試驗(yàn)，研究提取工藝的最佳條件，試驗(yàn)因素水平設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。

表1 因素水平表

2.2 蓮子心干浸膏的制備方法 稱取粉碎好的干蓮子心5 g，共9份，按照正交設(shè)計(jì)方案制備，85 ℃回流提取，合并提取液，濃縮，減壓干燥至恒重，計(jì)算浸膏得率(w) ，保存?zhèn)溆谩?/p>

2.3 含量測(cè)定 蓮子心總生物堿含量測(cè)定參照《中國(guó)藥典》[2]含量測(cè)定方法，用高效液相色譜法測(cè)定。蓮子心總黃酮含量測(cè)定采用紫外分光光度法[5]。分別制備標(biāo)準(zhǔn)曲線，然后根據(jù)樣品的吸光度求出含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 正交試驗(yàn)直觀分析結(jié)果 正交試驗(yàn)直觀分析結(jié)果見(jiàn)表2。在乙醇濃度為70%、乙醇用量1∶10、提取2次、回流時(shí)間60 min的條件下蓮子心干浸膏得率最高，達(dá)到38.2%；在乙醇濃度為80%、乙醇用量1∶30、回流提取2次、回流時(shí)間30 min的條件下蓮子心生物堿的含量最高，達(dá)到1.10%；在乙醇濃度為80%、乙醇用量1∶10、回流提取3次、回流時(shí)間60 min的條件下蓮子心總黃酮的含量最高，達(dá)到5.75%。

2.2 多指標(biāo)綜合分析蓮子心提取工藝的結(jié)果 根據(jù)文獻(xiàn)所給出的步驟[6-8]，建立原始評(píng)價(jià)指標(biāo)矩陣，原始評(píng)價(jià)矩陣如下：

表2 正交試驗(yàn)直觀分析結(jié)果

計(jì)算Pij，將原始評(píng)價(jià)矩陣轉(zhuǎn)換為“概率”矩陣。

計(jì)算各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的信息熵，Hi=[ 0.9876 0.8284 0.9898 0.9145]

計(jì)算第i項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)系數(shù)。Wi=[ 0.0460 0.6367 0.2715 0.3173]

對(duì)于1個(gè)m行n列的概率矩陣，綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)Mm=P1m×W1+P2m×W2+P3m×W3+ … +Pnm×Wn。

將概率矩陣的數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)處理，得到綜合評(píng)價(jià)指標(biāo) M，再進(jìn)行方差分析，以確定最優(yōu)試驗(yàn)方案。正交試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3，方差分析見(jiàn)表4。

由極差分析結(jié)果可知，各因素對(duì)綜合指標(biāo)的影響主次順序?yàn)镃>B>A>D，即回流時(shí)間>乙醇用量>乙醇濃度>回流次數(shù)。方差分析結(jié)果表明，各因素對(duì)M值有顯著性影響。最終確定最佳提取工藝為A2B3C1D2，即加30倍量80%乙醇，提取2次，每次30 min。

2.4 驗(yàn)證試驗(yàn) 為確證該工藝的優(yōu)劣和穩(wěn)定性，按最佳條件提取蓮子心3批進(jìn)行驗(yàn)證，測(cè)定各指標(biāo)成分提取率，計(jì)算綜合評(píng)分，結(jié)果見(jiàn)表5。RSD為0.996%。結(jié)果表明，優(yōu)化后的蓮子心提取工藝穩(wěn)定可行。

表3 綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)M的直觀分析結(jié)果

表4 綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)M的方差分析表

表5 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果

3 討論與小結(jié)

多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)應(yīng)用在活性生物提取工藝能夠更好的優(yōu)選出簡(jiǎn)單、高效、節(jié)約成本的工藝技術(shù)。如孫東東等[9]運(yùn)用多指標(biāo)綜合檢測(cè)法以單體直鐵線蓮寧B提取率、總木脂素及總酚提取率等3項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)優(yōu)選了板藍(lán)根提取工藝。吳楊等[10]將具有明確藥理作用的木脂素類(lèi)成分、酚酸類(lèi)成分同時(shí)作為評(píng)價(jià)牛蒡子質(zhì)量的指標(biāo)性成分，全面評(píng)價(jià)了牛蒡子的質(zhì)量?jī)?yōu)劣。可見(jiàn)，基于多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)能夠優(yōu)選生物活性物質(zhì)的提取工藝，為實(shí)際生產(chǎn)中中藥制劑工藝的優(yōu)選，甚至制劑的質(zhì)量控制提供有力的技術(shù)支撐，具有很好的借鑒意義。

蓮子心是《中國(guó)藥典》收錄的草藥，各地廣泛種植，資源豐富，有重要的食療作用[1]。作為藥食兩用品種，蓮子心具有抗腫瘤、保護(hù)心血管功能、抗氧化、抑制肝纖維化、降血糖、抑菌抗炎等作用[11]。有關(guān)其化學(xué)成分的研究主要集中生物堿和黃酮兩類(lèi)化合物上。單鋒采用UPLC-ESI/Q-TOF-MS/MS技術(shù)，在正離子模式下分析鑒定出蓮子心中的32種功效物質(zhì)，其中26種為生物堿，6種為黃酮類(lèi)成分[12]。目前在蓮子心質(zhì)量評(píng)價(jià)中所選用的指標(biāo)各不相同，有的選取總生物堿為指標(biāo)性成分，有的選取總黃酮為指標(biāo)性成分，如袁小紅[13]以總生物堿含量、干浸膏得率為指標(biāo)，對(duì)水提取法、水提取醇沉法、半仿生提取法、半仿生提取醇沉法提取蓮子心中成分進(jìn)行比較研究，優(yōu)選蓮子心的提取方法。雷鵬等[14]以甲基蓮心堿轉(zhuǎn)移率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，采用正交實(shí)驗(yàn)法對(duì)蓮子心的提取工藝進(jìn)行了優(yōu)選。劉產(chǎn)明等[15]采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法，以蓮子心總生物堿得率為指標(biāo)，考察了不同影響因素對(duì)蓮子心提取工藝的影響。趙婉等[16]通過(guò)單因素控制法和正交試驗(yàn)，研究了超聲波萃取法提取蓮子心總黃酮的最佳工藝。

以單成分提取研究?jī)?yōu)化提取工藝存在一定的局限性，而將具有明確藥理作用的生物堿類(lèi)成分和黃酮類(lèi)成分同時(shí)作為指標(biāo)性成分，更能全面反映蓮子心提取工藝的的優(yōu)劣。因此，本試驗(yàn)以干浸膏得率、總生物堿含量和總黃酮含量作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，采用多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)的方法優(yōu)化了蓮子心的提取工藝。

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(編輯：陳希)

Optimization of Extraction Technology for Lotus Plumuleby Multiple-Index Comprehensive Detection

XIONG Rong-zhi1, GUO Li-wei1*, LUO Jing-bo1, NIU Jun-fan2, LI Jun-kai2
(1.CollegeofAnimalSciences,YangtzeUniversity,Jingzhou,Hubei434025,China; 2.CollegeofAgriculture,YangtzeUniversity,Jingzhou,Hubei434025,China)

In order to better explore lotus plumule effect and provide theoretical basis for the follow-up study, the extraction technology of lotus plumule was optimized by orthogonal experiment.The extract yield, total alkaloid content and total flavonoids content were used as comprehensive evaluation indexes. The concentration of ethanol, amount of ethanol, extraction time, extraction times were selected as factors. The orthogonal design was used to comprehensively evaluate of the factors of the lotus plumule extraction effect influence, and choose the optimal optimum extraction process. The results showed that the optimum extraction conditions were as follows: refluxing extracted 2 times with 30 folds, 80% ethanol, 30 min for each time. This result was concluded that the optimized extraction process was objective, practical, reasonable and stable, which provided a theoretical basis for the further study of the pharmacological effects of lotus plumule and its industrial production.

lotus plumule；optimization of extraction process；dry extract rate；total flavonoids；alkaloid content；comprehensive evaluation by multi-target components

2016-09-07

A

1002-1280 (2017) 02-0044-05

S853.74

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31602099)

熊榮枝，從事中獸藥及豬病防控方面的研究。

郭利偉。E-mail: guolw@yangtzeu.edu.cn