紅外輔助水提岷歸中阿魏酸的工藝研究

＊徐成 畢映燕 何敏 王剛 郭玉梅 趙鑫 劉珂*

（1.蘭州石化職業(yè)技術(shù)大學(xué) 應(yīng)用化學(xué)工程學(xué)院 甘肅 730060 2.甘肅省中醫(yī)院 甘肅 730050）

當歸為中醫(yī)臨床常用藥之一，素有“十方九歸”之稱。其來源于傘形科植物當歸的干燥根，以甘肅岷縣質(zhì)量最優(yōu)，被譽為“岷歸”，被歐洲人譽為“中國婦科人參”，故有“中華當歸甲天下，岷縣當歸甲中華”之說[1]，其性甘、辛、溫，具有補血活血等功效[2]。當歸中含有的阿魏酸[3]（Ferulic Acid）是一種酚酸類物質(zhì)，其化學(xué)名稱為4-羥基-3-甲氧基肉桂酸，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式見圖1。阿魏酸具有抗氧化等生理活性，被廣泛應(yīng)用于化妝品和保健食品等領(lǐng)域[4-7]。

圖1 阿魏酸分子結(jié)構(gòu)

目前，從當歸中提取阿魏酸的方法如超聲和回流加熱等應(yīng)用最為廣泛[8]。然而，這些方法提取時間長并使用有毒的有機溶劑。又因阿魏酸為熱不穩(wěn)定物質(zhì)，長時間受熱會引起阿魏酸的分解，所以采用這種傳統(tǒng)的加熱方式提取當歸中阿魏酸的收率并不高。

因此，本研究旨在利用環(huán)保、無毒和易得的水溶劑通過借助綠色、簡單、快速的紅外輔助[9]方法實現(xiàn)對珉歸中的阿魏酸的提取。同時以珉歸中的有效成分阿魏酸的提取量為綜合考察指標，采用單因素試驗優(yōu)選珉歸中阿魏酸的水提工藝，為生產(chǎn)工藝提供科學(xué)依據(jù)。

1.實驗部分

(1)材料與儀器

①材料。當歸，采自甘肅“千年藥鄉(xiāng)”之稱岷縣，故名岷歸。②儀器。ThermoU3000 HPLC，自動采樣器和一個PDA探測器；紅外燈；磁力攪拌器；離心機。③實驗試劑。阿魏酸對照品（批號MUST-19032928）；甲醇，乙醇，乙腈，磷酸水溶液，石油醚，乙酸乙酯，丙酮，氫氧化鈉均為分析純，去離子水。

(2)實驗方法

①色譜條件

色譜柱選用AcclaimTM C18，柱溫控制在35℃。流速為1mL·min-1，進樣量為10μL，檢測波長316nm，HPLC流動相為乙腈：磷酸水溶液=16:84，v/v，10%的甲醇水溶液。如圖2所示，待測的阿魏酸活性成分在優(yōu)化得到的工藝條件下得到非常好的基線分離。標準溶液和水提溶液中阿魏酸的保留時間分別為19.39min和19.07min。

圖2 阿魏酸對照品溶液（A）和珉歸水提取液（B）的HPLC圖譜；1.阿魏酸

②對照品溶液的制備

準確稱取阿魏酸對照品50mg加入50mL容量瓶中，用甲醇溶解并定容至刻度作為母液。再將該母液用流動相稀釋配制成不同的對照品溶液以備分析用。

③珉歸的預(yù)處理

稱取500g干燥的珉歸頭置于中藥超微破壁粉碎機中粉碎，過50目篩收集粉末烘干，備用。

④紅外輔助提取阿魏酸的工藝流程

將珉歸頭置于超微破壁粉碎機中粉碎成末（過50目篩），烘干，保存于干燥器中。圓底燒瓶（50mL）下方放置一臺磁力攪拌器。首先，稱取0.2g珉歸粉末，置于50mL圓底燒瓶中，然后將紅外燈放置在圓底燒瓶上方，作為岷歸中提取阿魏酸的熱源。最后向圓底燒瓶中加入20mL不同提取溶液（v/v），在冷凝回流下反應(yīng)進行一段時間，定容、冷卻。將燒瓶中溶液倒出，8000轉(zhuǎn)離心5min，得到的上清液經(jīng)0.45mm濾膜過濾后即可進液相色譜儀分析。樣品中阿魏酸的提取率按下式計算：

(3)標準曲線的繪制及阿魏酸含量測定

稱取4mg的阿魏酸標準品，用質(zhì)量分數(shù)70%甲醇定容至100mL，得到質(zhì)量濃度為0.04mg·mL-1的阿魏酸標準溶液。分別移取0.0025mg·mL-1、0.05mg·mL-1、0.0075mg·mL-1、0.01mg·mL-1、0.015mg·mL-1、0.02mg·mL-1、0.03mg·mL-1和0.04mg·mL-1，分別進樣10μL，采用紫外分光光度計在316nm處測得一系列峰面積，按峰面積（y）與濃度（xmg·mL-1）進行回歸（圖3），得到峰面積與阿魏酸溶液質(zhì)量濃度之間的回歸方程為：y=823.6x-0.222（R=0.9996）；表明阿魏酸在0.0025～0.04mg·mL-1范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。

圖3 阿魏酸標準曲線

2.結(jié)果與討論

(1)提取珉歸中阿魏酸單因素試驗

①不同提取溶劑對阿魏酸提取量的影響

從表1可以看出，用不同溶劑提取珉歸中阿魏酸，阿魏酸的含量為0.2375～0.6834mg·g-1，呈現(xiàn)遞增的趨勢。其中，甲醇的提取效果（0.6834mg·g-1）明顯高于其他溶劑，可能的原因是甲醇的極性要比其他溶劑高，符合相似相溶原理[10]。雖然甲醇提取效率更好，但水作為提取溶劑更安全、更環(huán)保，阿魏酸提取率（0.6663mg·g-1）僅次于甲醇。因此，我們選擇水溶液作為后續(xù)試驗的提取溶劑進行研究。

表1 不同溶劑提取效率比較

②液固比對阿魏酸提取量的影響

如表2所示，當液固比從10:1～100:1（mL·g-1），阿魏酸的提取率急劇上升，但當液固比超過100（mL·g-1）時，提取率緩慢上升并減少，可能的原因是隨著液固比的增加，阿魏酸的傳質(zhì)驅(qū)動力也會增加，使阿魏酸更充分地從岷歸中溶解出來。隨著液固比的不斷增加，更多的雜質(zhì)會被溶出，阻礙阿魏酸的溶解[10]。因此，選擇100mL·g-1作為液固比的中心點。

表2 液固比對阿魏酸提取率的影響

③紅外功率對阿魏酸提取量的影響

結(jié)果如表3所示，阿魏酸提取率（0.4385～0.6663mg·g-1）隨著紅外燈功率的增加而增加，這可能是由于紅外功率逐漸的增大，使得產(chǎn)生的熱能越來越多，待提取物吸收得也越多，導(dǎo)致細胞內(nèi)的活性成分快速從胞內(nèi)溶出[10]。此外，由于所用的紅外光源的功率最大即為275W，并且阿魏酸提取率達到最大值0.6663mg·g-1，所以選擇該功率作為紅外輔助提取條件的最優(yōu)功率。

表3 紅外功率對阿魏酸提取率的影響

④提取時間對阿魏酸提取量的影響

試驗結(jié)果如表4所示，隨著提取時間的持續(xù)增加（5～60min），阿魏酸的提取率呈現(xiàn)先增后減趨勢,這有可能是因為過長的提取時間會促進并加劇一些化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生，造成待提取組分發(fā)生水解、氧化等反應(yīng)，造成待測組分的損失。當提取時間為30min時,提取所得的阿魏酸的總量達到最大值（0.7975mg·g-1）因此我們最終選擇30min為最佳提取時間。

表4 提取時間對阿魏酸提取率的影響

⑤最佳的因素水平條件下的驗證試驗

如表5所示，我們在通過單因素試驗得到的最佳因素水平下，進行了阿魏酸的最佳提取量的驗證試驗，結(jié)果表明在最佳因素條件下的阿魏酸提取率與通過單因素試驗確定的提取率相近，進一步驗證了最佳條件的準確性。

表5 最佳因素條件下阿魏酸提取量驗證試驗

3.結(jié)論

本論文研究的目的是通過紅外輔助水溶劑從珉歸中提取阿魏酸。實驗結(jié)果表明，當水溶液為提取溶劑時，阿魏酸的提取量為0.6663mg·g-1（液固比100:1，紅外功率275W，提取時間30min）；由于去離子水不能在316nm以上被吸收，因此提取物可以直接注射到HPLC儀器中進行分析，而不去除去離子水。因此，該方法是一種綠色、簡單有效的植物活性成分分離的提取方法。