微波法提取北五味子中黃酮類化合物的研究

劉亞紅 王 平

(齊齊哈爾大學 化工學院物理化學實驗室,黑龍江 齊齊哈爾 161006)

五味子為我國傳統中藥材，歷史悠久，藥用價值極高，具有斂肺、固澀、益智、安神等功效。五味子分為南北五味子，北五味子主要產自東北三省，其藥理作用要好于南五味子，因此現今入藥主要采用北五味子[1-5]。

黃酮類化合物作為一種天然活性物質，具有得天獨厚的醫藥效果[6]。北五味子中富含黃酮類化合物。傳統的黃酮類化合物提取方法耗能大、提取溫度高、時間長、不利于黃酮類化合物活性的保護[7]。

微波提取技術又稱微波輔助提取，是用適當的溶劑借助微波從天然藥用植物、動物等組織中提取各種化學成分的技術和方法，它是以傳統有機溶劑萃取為基礎發展起來的一種新型提取技術[8]。

本文研究了微波法提取黃酮類化合物的實驗條件，并與傳統提取方法進行了比較，對北五味子的深入開發利用有實際參考價值。

1 實驗材料與方法

1.1 實驗儀器藥品

1.1.1 實驗儀器

微波法提取黃酮類化合物所用儀器如表1。

表1 實驗儀器

1.1.2 實驗試劑及藥品

本實驗所用實驗試劑和藥品如表2。

表2 實驗試劑及藥品

1.2 實驗

1.2.1 單因素實驗

將北五味子果實放在電熱恒溫鼓風干燥箱內，40 ℃ 干燥至恒重，然后將果實粉碎成不同粒度的樣品，稱取0.200 0 g樣品于錐形瓶中，分別考察原料粒度、溶劑類型、料液比、微波輸出功率和微波時間等單因素對北五味子中黃酮類化合物提取的影響，微波處理后趁熱過濾、洗滌、定容及測定黃酮類化合物的含量，得出每個因素對提取效果的影響。

計算公式：總黃酮提取含量=總黃酮提取量(mg)/北五味子樣品量(g)。

1.2.2 其它提取方法

1.2.2.1 超聲波提取

分別精確稱取粉碎粒度為80～100目的原料各0.200 0 g共6份樣品于錐形瓶中，按料液比1∶60加入70%乙醇，在30 ℃下按100%輸出功率分別超聲波處理3 min、5 min、7 min、9 min、10 min、12 min、15 min、20 min、30 min, 超聲波處理后趁熱過濾、洗滌、定容25 mL，取1 m稀釋到10 mL，測定樣品濃度，最終得出總黃酮提取含量。

1.2.2.2 索氏提取

精確稱取粉碎粒度為80～100目原料0.200 0 g，加入50 mL 70%乙醇，索氏回流5 h。趁熱過濾得31.5 mL溶液，取1.5 mL稀釋到10 mL，測定樣品濃度，最終得出總黃酮提取含量。

1.2.2.3 回流提取

精確稱取粉碎粒度為80～100目原料0.200 0 g，加入20 mL 70%乙醇，回流4 h。趁熱過濾、洗滌、定容25 mL，取1 mL稀釋到10 mL，定容10 mL，在相應的標準曲線下測定樣品濃度，最終得出總黃酮提取含量。

2 結果與討論

2.1 原料粉碎粒度的確定

圖1是原料不同粉碎粒度考察的結果，結果表明：北五味子粉碎粒度目數越大，比表面積越大，與提取劑接觸面積越大，提取效果就越好。北五味子的粉碎度超過80目時，一些大分子化合物的釋放阻擾了提取劑與黃酮類化合物的接觸，反而使得總黃酮的含量降低，且過濾相對較難，過濾時間長。因此本實驗選用粉碎粒度為80～100目的北五味子作為原料。

圖1 原料粉碎粒度與提取含量關系圖

2.2 溶劑的確定

本實驗分別考察了不同濃度的兩種溶劑，即丙酮和乙醇，對提取效果的影響。如圖2可見，60%丙酮提取的總黃酮含量最高，此時提取含量為2.27 mg/g。如圖3可見60%乙醇提取的總黃酮含量最高，提取含量為24.57 mg/g。結果表明：60%乙醇溶液作為提取劑的總黃酮析出量最高。

圖2 丙酮濃度與提取含量關系圖

圖3 乙醇濃度與提取含量關系圖

2.3 料液比的確定

其他條件不變，按不同料液比加入60%乙醇，料液比與提取含量的趨勢圖如圖4。隨著料液比的不斷增加，提取液總黃酮含量不斷增加。當料液比達到1∶70時開始穩定，以后隨著料液比的增加提取液總黃酮含量基本保持不變，也就是說當料液比為1∶70時達到提取的最大值。故本實驗料液比選擇1∶70，此時提取含量為24.63 mg/g。

圖4 料液比與提取含量關系圖

2.4 微波輻射功率的確定

其他條件保持不變，按微波爐共有的六個檔位分別考察其對提取含量的影響，低火檔(119 W)、解凍檔(259 W)、中低火檔(280 W)、中火檔(462 W)、中高火檔(595 W)、高火檔(700 W)，得出微波功率與總黃酮含量變化趨勢如圖5。微波功率強弱直接影響反應體系的內部溫度高低，從而影響黃酮類化合物的析出量。隨著微波功率的增大，總黃酮的含量增大；但當功率超過259 W后，提取量降低，功率為259 W 時總黃酮含量最高，提取含量為24.45 mg/g，故本實驗選用微波輸出功率259 W。

圖5 微波功率與提取含量關系圖

2.5 微波時間的確定

在樣品目數80～100、60%乙醇、料液比1∶70、微波輸出功率259 W的條件下，微波時間分別為1.0 min、1.5 min、2.0 min、2.5 min、3.0 min、3.5 min得到微波時間與總黃酮含量趨勢圖如圖6，結果表明：微波輻射時間達到2.0 min之前黃酮析出量明顯增大，而后下降。當微波為2 min時，提取液中總黃酮含量最高達到25.74 mg/g，所以微波時間選用2 min。

圖6 微波時間與提取含量關系圖

2.6 其它提取方法比較

按1.2.2的實驗方法，得出表3，超聲波提取時間是微波提取的3.5倍，而其提取含量低于微波提取；索氏提取溶劑用量是微波提取的5倍，所用時間是微波提取150倍，而提取含量還低于微波提取；回流萃取所用溶劑的量是微波提取的2倍，提取時間是微波提取的120倍。綜上，微波提取法以操作簡單、耗能少、用時短、效率高等特點優于超聲波提取、索氏提取和回流萃取。

表3 四種提取方法的比較

3 結論

(1) 通過單因素實驗確定了最佳微波提取條件：粉碎粒度80～100目、70%乙醇、料液比1∶60、微波輻射功率259 W、微波時間2 min。

(2) 微波輔助提取技術提取快速、耗能少、用時短、效率高、易控制反應條件，明顯優于其他提取方法。