CN103319322A - 一种响应面法优化决明子游离蒽醌超声提取工艺的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种响应面法优化决明子游离蒽醌超声提取工艺的方法，本发明以决明子为原料，应用超声波技术辅助提取游离蒽醌，通过响应面法对乙醇体积分数、超声波提取温度以及超声波提取时间进行优化，得到游离蒽醌最佳的提取工艺，该工艺下游离蒽醌的提取率为28.32%。此提取条件准确可靠，并且提取率较高，具有使用价值。

Description

一种响应面法优化决明子游离蒽醌超声提取工艺的方法

技术领域

本发明主要涉及一种优化超声提取工艺的方法，尤其涉及一种响应面法优化决明子游离蒽醌超声提取工艺的方法。 

背景技术

决明子是我国传统中药，具有清肝明目、润肠通便的作用，用于治疗各类眼科疾病，现在药理学研究表明，决明子还具有降血压、降血脂、保肝及抑菌等活性，被应用于多种降脂减肥的成方制剂中，同时，决明子又可作食用中药，是保健饮料的良好原料。蒽醌类是决明子中的主要成分，蒽醌类主要包含大黄酚、大黄素、大黄酸等等。 

然而目前我国药物提取生产企业技术条件相对较差，采用较陈旧的工艺，既造成了资源的极大浪费，还导致环境污染，加工质量不稳定等因素，生产成本高，经济效益低。 

发明内容

本发明目的就是提供一种响应面法优化决明子游离蒽醌超声提取工艺的方法。 

本发明是通过以下技术方案实现的： 

一种响应面法优化决明子游离蒽醌超声提取工艺的方法，其特征在于包括以下步骤： 

（1）游离蒽醌的测定： 

标准曲线的确定：以0.5%醋酸镁- 甲醇为溶剂制备0.1mg/mL l ,8- 二羟基蒽醌标准液，分别精密量取0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mL，置于10mL 容量瓶中，加溶剂定容至刻度，摇匀，于波长510nm 处测定其吸收度，以0.5% 醋酸镁- 甲醇溶液作空白对照，1,8-二羟基蒽醌质量浓度在5～30μg/mL范围内的标准曲线方程为：Y ＝ 0.3332X ＋ 0.0294，R2 ＝ 0.9954； 

吸取各提取液2mL 于分液漏斗中，加水3mL 剧烈摇动，用8mL 和7mL 氯仿萃取2 次，加2mL 蒸馏水洗涤，收集氯仿液，水浴上蒸干，残渣加5mL 0.5%醋酸镁- 甲醇液溶解，于波长510nm 处测吸光度，计算样品中游离蒽醌的含量； 

（2）游离蒽醌的提取： 

决明子蒽醌类成分的提取：决明子经粉碎后过40 目筛，精确称取5.0g 决明子粉于100mL 烧杯中，乙醇浸润，密闭，电磁搅拌，然后调超声波功率1 0 0W，在一定温度下用超声波提取一定时间，趁热抽滤，测定提取液体积，取适量滤液置于容量瓶中，留作待测液； 

响应面试验：在单因素试验基础上，选取对游离蒽醌提取率影响较大的因素，根据Box-Benhnken 试验设计原理，设计三因素三水平的响应面分析试验，研究乙醇体积分数、超声波提取温度和提取时间及其交互作用对决明子游离蒽醌提取率的影响； 

单因素及响应面实验包括如下： 

A、乙醇体积分数（55-95%）对决明子游离蒽醌提取率的影响 

B、超声波温度（55-75℃）对决明子游离蒽醌提取率的影响 

C、超声波时间（24-36min）对决明子游离蒽醌提取率的影响 

D、液料比（13:1-17:1）对决明子游离蒽醌提取率的影响。 

本发明的优点是： 

本发明以决明子为原料，应用超声波技术辅助提取游离蒽醌，通过响应面法对乙醇体积分数、超声波提取温度以及超声波提取时间进行优化，得到游离蒽醌最佳的提取工艺，该工艺下游离蒽醌的提取率为28.32%。此提取条件准确可靠，并且提取率较高，具有使用价值。 

说明书附图： 

图1为乙醇体积分数对游离蒽醌提取率的影响 

图2为超声波温度对游离蒽醌提取率的影响 

图3为时间对游离蒽醌提取率的影响 

图4 液料比对游离蒽醌提取率的影响 

图5 乙醇体积分数、超声波温度和超声波时间交互作用对提取率影响的响应面图（a）、等高线图（b）。 

具体实施方式

实施例1 

①游离蒽醌的测定： 

标准曲线的确定：以0.5%醋酸镁- 甲醇为溶剂制备0.1mg/mL l ,8- 二羟基蒽醌标准液，分别精密量取0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mL，置于10mL 容量瓶中，加溶剂定容至刻度，摇匀，于波长510nm 处测定其吸收度，以0.5% 醋酸镁- 甲醇溶液作空白对照，1,8-二羟基蒽醌质量浓度在5～30μg/mL范围内的标准曲线方程为：Y ＝ 0.3332X ＋ 0.0294，R2 ＝ 0.9954。 

游离蒽醌的测定：吸取各提取液2mL 于分液漏斗中，加水3mL 剧烈摇动，用8mL 和7mL 氯仿萃取2 次，加2mL 蒸馏水洗涤，收集氯仿液，水浴上蒸干，残渣加5mL 0.5%醋酸镁- 甲醇液溶解，于波长510nm 处测吸光度，计算样品中游离蒽醌的含量。 

②游离蒽醌的提取： 

决明子蒽醌类成分的提取：决明子经粉碎后过40 目筛。精确称取5.0g 决明子粉于100mL 烧杯中，乙醇浸润，密闭，电磁搅拌。然后调超声波功率1 0 0W，在一定温度下用超声波提取一定时间，趁热抽滤，测定提取液体积，取适量滤液置于容量瓶中，留作待测液。 

响应面试验：在单因素试验基础上，选取对游离蒽醌提取率影响较大的因素，根据Box-Benhnken 试验设计原理，设计三因素三水平的响应面分析试验，研究乙醇体积分数、超声波提取温度和提取时间及其交互作用对决明子游离蒽醌提取率的影响。 

单因素及响应面实验结果如下： 

A、乙醇体积分数对决明子游离蒽醌提取率的影响 

由图1 可知，在超声波温度6 5 ℃、超声波时间30min、液料比10:1(mL/g)的条件下，乙醇体积分数为55%～8 5% 时提取率缓慢增长，但当乙醇体积分数达85% 以后提取率明显降低。这可能是由于决明子中的蒽醌易与糖结合成甙，在测定时水浴蒸发提取剂，甙溶于热水中从而使游离蒽醌升华量减少，而在高体积分数乙醇溶液中由于乙醇沸点比水低，容易蒸发，使游离蒽醌随乙醇蒸发而升华损失。因此，乙醇中含一定量的水可减少游离蒽醌的损失。 

B、超声波温度对决明子游离蒽醌提取率的影响 

由图2 可知，在乙醇体积分数8 5%、超声波时间30min、液料比10:1 条件下，随着超声波温度的升高游离蒽醌的提取率也增加，超声波温度70℃时得 到最高的提取率，但当超声波温度超过7 0℃后呈下降趋势，故超声波提取温度为70℃左右时较为适宜。 

C、超声波时间对决明子游离蒽醌提取率的影响 

由图3 可知，在乙醇体积分数8 5%、超声波温度65℃、液料比10:1 的条件下，随着超声波时间的延长游离蒽醌的提取率增加，超声波时间为28～30min 时得到较高的提取率，但当超声波时间超过30min 后呈下降趋势。随着时间的延长，提取率提高；时间过短，溶出物少且蒽醌含量低；时间过长，随着超声波对细胞膜破碎作用的加大，溶液中溶出物增加，但杂质含量也相应增加，影响提取质量。 

D、液料比对决明子游离蒽醌提取率的影响 

由图4 可知，在乙醇体积分数8 5%、超声波温度65℃、超声波时间30min 的条件下，随着液料比的增加游离蒽醌的提取率也增加，液料比为15:1 时得到最高的提取率，但当液料比超过15:1 后呈下降趋势。当提取液浓度处于较低的情况下，超声破碎决明子的细胞壁后能使蒽醌成分充分溶于溶剂，防止由于提取液达到饱和而阻止有效成分的溶出。 

E、响应面优化试验结果： 

表1 决明子蒽醌提取工艺优化响应面分析试验设计及结果 

响应面试验结果见表1。利用Minitab 软件对试验数据进行分析，经回归拟合后，试验因素对响应值(Y，游离蒽醌提取率预测值)的影响回归方程表达式为：Y＝28.5833＋0.5787X₁＋0.34X₂＋0.8938X₃－0.2975X₁X₂－0.2X₁X₃ － 0.6025X₂X₃ － 0.4967X₁ ² － 0.9642X₂ ² － 1.7917X₃ ²

由响应面的方差分析(表2)可见，该回归模型显著(P ＜ 0.05)，且模型的决定系数表明回归模型描述各因素与响应值之间的关系时，其因变量与全体自变量之间的线性关系是显著的，即试验方法是可靠的。方差分析表明，失拟项(P ＝ 0.014 ＜ 0.05)有显著影响。 

表2 响应面分析试验方差分析结果 

由图5 可见，乙醇体积分数、超声波温度和超声波时间的交互作用均有显著影响。根据方程预测超声提取游离蒽醌的最佳条件为乙醇体积分数80%、超声波提取温度65℃、超声波时间30min，预测提取游离蒽醌的提取率为28.84%。 

F、验证实验 

采用上述最优提取条件进行超声波辅助提取游离蒽醌验证实验，测得的游离蒽醌提取率为28.32%，试验值与理论预测值的相对误差为1.8%，因此采用响应面法优化得到的提取条件准确可靠，具有实用价值。 

本项目采用超声波提取决明子游离蒽醌，得到了的最佳工艺条件为：乙醇体积分数80%、超声波功率100W、超声波温度65℃、超声波时间30min、液料比15:1，此条件下提取率可达28.32%。超声波提取法具有实验设备简单、操作方便，与常规提取法相比，具有提取时间短、产率高、无需加热等诸多优点，应用前景广阔 。

Claims (1)

1.一种响应面法优化决明子游离蒽醌超声提取工艺的方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）游离蒽醌的测定：

标准曲线的确定：以0.5%醋酸镁- 甲醇为溶剂制备0.1mg/mL l ,8- 二羟基蒽醌标准液，分别精密量取0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mL，置于10mL 容量瓶中，加溶剂定容至刻度，摇匀，于波长510nm 处测定其吸收度，以0.5% 醋酸镁- 甲醇溶液作空白对照，1,8-二羟基蒽醌质量浓度在5～30μg/mL范围内的标准曲线方程为：Y ＝ 0.3332X ＋ 0.0294，R2 ＝ 0.9954；

吸取各提取液2mL 于分液漏斗中，加水3mL 剧烈摇动，用8mL 和7mL 氯仿萃取2 次，加2mL 蒸馏水洗涤，收集氯仿液，水浴上蒸干，残渣加5mL 0.5%醋酸镁- 甲醇液溶解，于波长510nm 处测吸光度，计算样品中游离蒽醌的含量；

（2）游离蒽醌的提取：

决明子蒽醌类成分的提取：决明子经粉碎后过40 目筛，精确称取5.0g 决明子粉于100mL 烧杯中，乙醇浸润，密闭，电磁搅拌，然后调超声波功率1 0 0W，在一定温度下用超声波提取一定时间，趁热抽滤，测定提取液体积，取适量滤液置于容量瓶中，留作待测液；

响应面试验：在单因素试验基础上，选取对游离蒽醌提取率影响较大的因素，根据Box-Benhnken 试验设计原理，设计三因素三水平的响应面分析试验，研究乙醇体积分数、超声波提取温度和提取时间及其交互作用对决明子游离蒽醌提取率的影响；

单因素及响应面实验包括如下：

A、乙醇体积分数（55-95%）对决明子游离蒽醌提取率的影响

B、超声波温度（55-75℃）对决明子游离蒽醌提取率的影响

C、超声波时间（24-36min）对决明子游离蒽醌提取率的影响

D、液料比（13:1-17:1）对决明子游离蒽醌提取率的影响。

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