超聲輔助提取水飛薊素的工藝優化

李國源，王琳麗，陳海蛟

(吉林農業科技學院，吉林 吉林 132101)

0 引言

水飛薊素(Silymarin)是從菊科植物乳薊干燥的果實中提取出來的，含有較高藥用價值的黃酮化合物，能夠穩定肝細胞膜，幫助肝臟解毒，促進肝凈化，在肝癌細胞的生長和分化方面具有一定的抑制作用，被稱為天然的保肝藥[1]。水飛薊素在臨床上常適用于泌尿系結石、肝硬化、代謝中毒性肝損傷及急慢性肝炎的治療等[2-3]。研究發現，水飛薊素在抗炎、抗血小板聚集、降糖、降脂、治療神經退行性疾病和免疫調節等方面具有顯著療效。

水飛薊素常用提取工藝包括浸提法、回流提取法、酸堿提取法等。但是，傳統工藝存在提取率低、溶劑耗損量大、周期長等問題。超聲波法利用超聲波的空化效應，使植物壁更易破損，能夠加快有效成份擴散。本實驗以超聲波輔助有機溶劑提取水飛薊，能夠提高收率，縮短時間，降低有機溶劑消耗，為水飛薊素提取提供了高效、可行的工藝路線。

1 材料、試劑與儀器

1.1 材料與試劑

水飛薊種子采自安徽，經陳海蛟老師鑒定為水飛薊種子。水飛薊素對照品(含量98%，成都瑞芬思生物科技有限公司提供)；甲醇、無水乙醇、石油醚、乙腈等常規試劑均為分析純。

1.2 主要儀器

UV-5100紫外分光光度計(上海元析儀器有限公司生產)、KQ-700V數控超聲波清洗機(濟寧天華超聲電子儀器有限公司生產)、R002-VN旋轉蒸發儀(鄭州長城科工貿有限公司生產)。

2 方法與結果

2.1 藥材前處理

將干燥的水飛薊種子粉碎，過40目篩，粉末置于燒杯中，料液比1∶10，加入石油醚[4]，脫脂 12 h后，待石油醚完全揮發，得無脂水飛薊種子粉末。

2.2 水飛薊素的標準曲線制定

提取出來的水飛薊素由多種黃酮組成，其中水飛薊賓占比高達80%，而水飛薊素的主要活性成分是水飛薊賓，因此本試驗中水飛薊素的含量按總水飛薊賓計算[5]。主要步驟為：取出水飛薊賓對照品10 mg，移入50 mL容量瓶中，取80%乙醇加入定容，搖勻溶解得水飛薊賓對照品母液[6]。

取出已配置好的水飛薊賓對照品母液，分別吸取母液0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 mL置于25 mL容量瓶中，80%乙醇定容，在 288 nm 處檢測其吸光度值。以濃度C(mg/mL)為標準曲線橫坐標，吸光度值(A)為標準曲線縱坐標，繪制標準曲線。

2.3 提取工藝

將脫脂后的水飛薊粉末10 g置于500 mL圓底燒瓶。根據設定好的條件進行提取，濾液放入到旋轉蒸發瓶中，設定溫度60℃，啟動旋轉蒸發儀分離出有機溶劑，進行濃縮。將濃縮后的水飛薊提取物在60℃進行烘干，即為水飛薊提取物，稱重。

2.4 得率計算

將提取物溶解于80%乙醇定容250 mL容量瓶，得待測液，測定并記錄288 nm吸光度值，根據標準曲線，計算其水飛薊賓含量。水飛薊賓含量(mg/g)公式如下：

水飛薊賓含量(mg/g)=提取水飛薊賓質量(mg)/脫脂后水飛薊素種子粉末質量(g)

2.5 溶劑選擇

設定試驗參數為時間1.5 h、溫度60℃、料液比1∶14 g/mL的條件下，考察乙腈、甲醇、無水乙醇對提取率的影響，分別得到產率24.7 mg/g、32.0 mg/g、33.1 mg/g。由實驗發現，甲醇和無水乙醇提取的水飛薊素產率較高，考慮到效率、安全性及經濟性，選擇無水乙醇作為提取的有機溶劑。

2.6 提取時間考察

以乙醇為溶劑，設定試驗參數如表1，以不同的提取時間作為橫坐標，以水飛薊素含量為縱坐標，繪制出相應的曲線，如圖1。

表1 不同提取時間對水飛薊素含量的影響Tab.1 Influence of different extraction time on silymarin content

圖1 不同提取時間的考察結果曲線Fig.1 Curve of inspection results under different extraction time

結果表明，提取時間在0.5～2.5 h，隨著時間的延長，水飛薊素含量有所增加，在1.5 h時最高，因此，最佳提取時間選擇為1.5 h。

2.7 提取溫度考察

以乙醇為溶劑，設定試驗參數如表2。以不同的提取溫度為橫坐標，以含量為縱坐標，繪制出相應的曲線，如圖2。

表2 不同提取溫度對水飛薊素含量的影響Tab.2 Influence of different extraction temperature on silymarin content

圖2 不同提取溫度的考察結果曲線Fig.2 Curve of inspection results under different temperature

結果表明，提取溫度在50℃～70℃，隨著溫度的不斷提升，水飛薊素含量逐漸提高，提取溫度達到60℃時，水飛薊素的含量最高，因此最佳的提取溫度為60℃。

2.8 料液比考察

以乙醇為溶劑，設定試驗參數如表3。以料液比為橫坐標，以水飛薊素含量為縱坐標，繪制出相應的曲線，如圖3。

表3 不同料液比對水飛薊素含量的影響Tab.3 Influence of different feed liquid ratios on silymarin content

圖3 不同提取溫度的考察結果曲線Fig.3 Curve of inspection results under different extraction temperature

結果表明，料液比在1∶12～1∶20 g/mL，隨著料液比的不斷增加，水飛薊素含量有所提高，當料液比達到 1∶14 g/mL時，水飛薊素含量最高，綜合考慮經濟成本和水飛薊素含量等條件，確定最佳的料液比應選擇1∶14 g/mL。

2.9 處方優化

根據單因素試驗結果，對不同因素：(A)提取時間、(B)提取溫度、(C)料液比，采用相應的正交表L9(34)，水飛薊素含量為評價指標，篩選出最佳的提取工藝條件[7]。

正交試驗結果見表5，影響因素的程度先后順序為料液比(C)>提取時間(A)>提取溫度(B)。最優處方為：A2B3C2，即：時間1.5 h，溫度65℃、料液比1∶14 g/mL。

表4 因素與水平Tab.4 Factor and level

表5 正交試驗結果Tab.5 Results of orthogonal test

表6 方差分析表Tab.6 ANOVA table

2.10 驗證性實驗

以最優處方進行3次重復試驗，以驗證其穩定性與準確性。

由表7 驗證性試驗結果可得，在最佳提取條件下的水飛薊素含量較為穩定，未出現波動較大的結果，證明該方法穩定有效。

表7 驗證性試驗結果Tab.7 Results of verification test

3 結論

試驗以水飛薊種子作為提取原料，進行單因素考察試驗，將提取時間、提取溫度、料液比作為影響因素，將水飛薊素含量作為評價指標。采取正交試驗方法，選出最佳的水飛薊素提取工藝。提取方法為超聲輔助提取法，根據結果得最優提取條件為：提取溶劑為無水乙醇、溫度65℃、時間1.5 h、藥材和有機溶劑比為1∶14 g/mL，此條件下制得水飛薊素含量為35.11 mg/g。