張雪華,鄧乾華,楊善彬,王曉楠,余雙雙,陳孝飛
(1 重慶師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院,重慶 401331;2 重慶師范大學(xué)活性物質(zhì)生物技術(shù)教育部工程研究中心,重慶 401331)
紅棗又叫良棗、華棗,是鼠李科類植物棗屬的果實(shí),原產(chǎn)于中國(guó)。紅棗中含有糖類、蛋白質(zhì)等可促進(jìn)肝臟合成蛋白,是肝臟的營(yíng)養(yǎng)劑。枸杞中含有豐富的枸杞多糖、甜菜堿、氨基酸等活性成分有養(yǎng)肝明目、補(bǔ)氣補(bǔ)血、增強(qiáng)非特異性免疫功能等作用,且來(lái)源廣泛,具有極高的醫(yī)療和保健功能,在保健品的研發(fā)中具有廣闊的應(yīng)用前景??诜菏且环N具有攜帶方便,治療急性病的口服體制劑[1]。近代研究發(fā)現(xiàn),肝昏迷是血漿中支鏈氨基酸與芳香氨基酸比例失調(diào)導(dǎo)致的,當(dāng)兩者的比值降低至1.0~1.5時(shí)就會(huì)發(fā)生昏迷[2]。所以可通過(guò)調(diào)節(jié)口服液中兩種氨基酸配比的方式來(lái)治療肝昏迷。本實(shí)驗(yàn)以市場(chǎng)上所售的14AA復(fù)方氨基酸口服液的配方為基礎(chǔ),提取紅棗枸杞的有效中藥成分對(duì)14AA口服液進(jìn)行優(yōu)化。常見(jiàn)的中藥提取成分方法有超臨界流體萃取法,組織破碎提取法、超聲微波法等。超聲微波法簡(jiǎn)單易操作、穿透能力強(qiáng),能快速提取出藥材中的有效成分,所以本實(shí)驗(yàn)采用超聲微波法對(duì)紅棗枸杞中的有效成分進(jìn)行提取,并對(duì)配制的口服液中進(jìn)行各指標(biāo)質(zhì)量檢測(cè)。
DF-101S超聲清洗儀,鞏義市予華儀器有限公司;pH計(jì)(批號(hào)20180910),上海馨晟試化工有限公司;UV-2550紫外可見(jiàn)分光光度計(jì),島津儀器有限公司;FA2004分析天平,上海恒平科學(xué)儀器有限公司;DHG-9076A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱,上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司。
紅棗產(chǎn)地為新疆,枸杞產(chǎn)地為寧夏中寧,葡萄糖、苯酚、濃硫酸、無(wú)水乙醇均為AR,購(gòu)于成都市科隆化學(xué)品有限公司。
精確稱取100 mg干燥至恒重的葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)品于100 mL的容量瓶中,加蒸餾水定容,搖勻備用。用移液槍分別移取一定體積的葡萄糖溶液于帶塞試管中,加入相應(yīng)體積的超純水,配制濃度為0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 mg/mL的葡萄糖溶液,加蒸餾水至體積為2 mL。分別加入5 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%的苯酚溶液,然后快速分別加入8 mL濃硫酸,搖勻,靜置20 min 至室溫,另外取一支帶塞試管,加入2 mL蒸餾水后,同上操作,作為空白對(duì)照溶液。用紫外分光光度計(jì)在300~600 nm范圍內(nèi)進(jìn)行波長(zhǎng)掃描,在489 nm處檢測(cè)到最大吸收波長(zhǎng),取489 nm處的吸光度,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。
稱取3 g干燥至恒重的紅棗枸杞(紅棗枸杞各1.5 g),剪碎過(guò)篩后置于錐形瓶中,加入60 mL的蒸餾水,置于固定功率和溫度的超聲清洗儀中,經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的提取后,抽濾。向提取液中加入三倍體積80%的無(wú)水乙醇,搖勻,靜置24 h后進(jìn)行抽濾,將沉淀物放入真空干燥器中進(jìn)行干燥得粗多糖。
(1)稱取3 g干燥至恒重的紅棗枸杞(紅棗枸杞各1.5 g),剪碎過(guò)篩后置于錐形瓶中,加入60 mL的蒸餾水,溫度設(shè)置為70 ℃,超聲功率分別為120 W、140 W、160 W、180 W、200 W。經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的提取后,測(cè)得粗多糖的提取率。
(2)設(shè)置液料比分別為1:30、1:35、1:40、1:45、1:50,同上述方法,得出各個(gè)液料比下粗多糖的提取率。
(3)設(shè)置超聲時(shí)間分別為25 min、35 min、45 min、55 min、65 min,同上述方法,得出各個(gè)液料比下粗多糖的提取率。
(4)設(shè)置提取溫度分別為50 ℃、60 ℃、70 ℃、80 ℃、90 ℃,同上述方法,得出各個(gè)液料比下粗多糖的提取率。
采用Origin 8.1軟件繪制各因素對(duì)多糖提取率的影響曲線。
將冷藏3 h后的紅棗枸杞提取液取出,加入0.025 g亞硫酸氫鈉作為抗氧化劑、加入3.8%的檸檬酸鈉作為酸味調(diào)節(jié)劑至pH=4.4,然后加入相應(yīng)質(zhì)量的14種氨基酸[4]。14種氨基酸的質(zhì)量比例:L-亮氨酸0.688 g、L-異亮氨酸0.563 g、L-纈氨酸0.525 g、L-甘氨酸0.563 g、L-脯氨酸0.500 g、L-丙氨酸0.481 g、L-賴氨酸0.476 g、L-精氨酸0.375 g、L-絲氨酸0.313 g、L-蘇氨酸0.281 g、L-組氨酸0.150 g、L-蛋氨酸0.063 g、L-苯丙氨酸0.063 g、L-色氨酸0.041 g,然后加蒸餾水定容至500 mL,搖勻后得到棕黃色的口服液[7]。
取489 nm處的吸光度,以葡萄糖濃度為橫坐標(biāo),以吸光度(A)為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。由圖1可知,該標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為y=0.50762x+0.00238,R2=0.9997。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)曲線圖Fig.1 The standard curves
2.2.1 超聲功率對(duì)多糖提取的影響

圖2 超聲溫度的影響Fig.2 The effect of ultrasonic temperature
由圖2可知,隨著超聲功率的增大,紅棗提取率增大,因?yàn)殡S著功率的增大穿透力增強(qiáng),更多的多糖滲透到水溶劑中,當(dāng)功率超180 W時(shí),多糖提取率降低,可能是由于穿透力太大,使部分多糖結(jié)構(gòu)破壞。因此,最佳超聲功率為180 W。
2.2.2 溫度對(duì)多糖提取的影響

圖3 超聲時(shí)間的影響Fig.3 The effect of ultrasonic time
由圖3可知,隨著溫度的升高,紅棗提取率增大,當(dāng)溫度大于80 ℃時(shí),多糖提取率增大的幅度降低,因?yàn)殡S著溫度的升高,伴隨著一些可溶性雜質(zhì)析出,因此適宜的提取溫度為80 ℃。
2.2.3 提取時(shí)間對(duì)多糖提取的影響

圖4 超聲功率的影響Fig.4 The effect of ultrasonic power
由圖4可知,隨著時(shí)間的增長(zhǎng),紅棗提取率增大,多糖可以充分的滲透到溶劑中,但當(dāng)時(shí)間超過(guò)45 min時(shí),多糖提取率降低,可能隨著時(shí)間的延長(zhǎng),細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)被破壞。因此最佳提取時(shí)間為45 min。
2.2.4 液料比對(duì)多糖提取的影響

圖5 液料比的影響Fig. 5 The effect of extracting solid liquid ratio
由圖5可知,隨著液料比的增大,紅棗提取率增大,但液料比超過(guò)1:40時(shí),多糖的提取率反而降低,可能是太多的溶劑把提取出的多糖稀釋了,因此最佳液料比為1:40。
通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn),篩選出的影響多糖提取率的三個(gè)主要因素為:超聲時(shí)間、液料比、超聲溫度,設(shè)計(jì)三因素三水平實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)因素如表1所示。

表1 正交實(shí)驗(yàn)因素水平表Table 1 Orthogonal factor level table
通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可得,最佳提取工藝為超聲功率180 W,超聲時(shí)間40 min,提取溫度為80 ℃,液料比1:40。
利用氨基酸分析儀在pH=5.0~5.5、溫度為100 ℃、反應(yīng)時(shí)間為13 min、每種的上樣量為0.1 μmol的條件下進(jìn)行氨基酸含量的測(cè)定[3],結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 氨基酸含量分析結(jié)果Table 2 Analysis of amino acids content
在19 ℃的溫度下,用pH計(jì)對(duì)配制的口服液進(jìn)行pH值的測(cè)定[4]。重復(fù)測(cè)量五次,測(cè)量結(jié)果顯示:氨基酸口服液的pH值穩(wěn)定在4.4~4.7之間,測(cè)量五次取平均值為4.6,與配制時(shí)的pH值有差距,可能與兩次測(cè)量校準(zhǔn)過(guò)程或測(cè)量室溫等實(shí)驗(yàn)因素有關(guān)。
取一個(gè)25 mL潔凈干燥的比重瓶,精密稱量其質(zhì)量為m0,裝滿該氨基酸口服液密封,置于19 ℃恒溫水浴鍋中20 min[6],取出比重瓶,用濾紙將瓶身擦干,精密稱其質(zhì)量為m1,口服液的質(zhì)量m=m1-m0,同理將口服液換成蒸餾水,用上述方法測(cè)得同一溫度下水的質(zhì)量m水,相對(duì)密度=m/m水[7],重復(fù)五次實(shí)驗(yàn)得出,氨基酸口服液的相對(duì)密度保持一致,均在1.0858~1.0908 g/cm3之間。
市面上的14AA復(fù)方氨基酸口服液為棕黃色的澄清液體,規(guī)格為50 mL/瓶,每瓶含氨基酸總量為5.082 g。本實(shí)驗(yàn)配制的復(fù)方氨基酸口服液顏色為棕黃色,pH為4.4,呈弱酸性,符合氨基酸口服液質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中要求pH在3.8~4.5之間[5]。利用茚三酮試劑的鑒定實(shí)驗(yàn)中,氨基酸口服液呈現(xiàn)紫紅色,說(shuō)明口服液中氨基酸穩(wěn)定。在氨基酸口服液相當(dāng)于標(biāo)示量90.0%~110.0%時(shí),相對(duì)密度應(yīng)在1.140~1.170之間,但實(shí)驗(yàn)結(jié)果為1.088,經(jīng)分析可能是在配制過(guò)程中口服液被稀釋,應(yīng)再做加標(biāo)測(cè)定實(shí)驗(yàn)才更準(zhǔn)確可靠,經(jīng)氨基酸分析儀檢測(cè),該口服液中含有14種氨基酸,與理論結(jié)果吻合。