甘草中总黄酮提取工艺的优化分析

甘草中总黄酮提取工艺的优化分析

甘草是一种常用的中药材，具有广泛的药用价值。甘草中的总黄酮是一种重要的有效成分，具有抗炎、抗氧化、抗肿瘤等多种生物活性。优化甘草中总黄酮的提取工艺可以提高产量和品质，从而增强甘草的药用效果。本文将对甘草中总黄酮的提取工艺进行优化分析。

甘草中总黄酮的提取方法有很多种，常用的方法包括水提法、乙醇提法、二氯甲烷提法等。不同的提取方法对总黄酮的提取效果有所差异，因此需要进行选择和优化。

选取合适的提取溶剂是提高提取效果的关键。水、乙醇和二氯甲烷对甘草中总黄酮的溶解能力不同，会对提取效果产生影响。研究表明，乙醇具有良好的溶解能力，可以有效提取甘草中的总黄酮。可以选择乙醇作为提取溶剂。

提取温度也是影响提取效果的重要因素。一般情况下，提取温度越高，提取效果越好。但是过高的温度可能会导致总黄酮的降解，因此需要控制合适的提取温度。根据研究结果，甘草中总黄酮的最佳提取温度为80℃，在此温度下可以获得最高的提取效果。

提取时间也是需要考虑的因素。提取时间过长会导致总黄酮的过度溶解，而提取时间过短则无法完全提取总黄酮。根据研究结果，甘草中总黄酮的最佳提取时间为2小时，此时可以得到最佳的提取效果。

提取液的浓缩和提取溶剂的回收也是优化工艺中需要考虑的因素。对于提取液的浓缩，可以选择采用低温浓缩或者真空浓缩的方法，避免总黄酮的降解。而对于提取溶剂的回收，可以采用蒸馏或者萃取的方法进行回收，减少资源的浪费。

甘草中总黄酮的提取工艺可以通过选择合适的提取溶剂、控制提取温度和时间以及优化浓缩和回收方法来实现。通过优化提取工艺，可以提高甘草中总黄酮的提取效果，增强其药用价值。

团　２００８，Ｖｏ１．２５　Ｎｏ　９亿学与生物互程　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ＆Ｂｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　

响应面法优化闪式提取甘草叶总黄酮工艺研究　

邓引梅　，崔永明　，李　唯。，宋发军　

（１．中南民族大学生命科学学院，湖北武汉４３００７４；２．华中科技大学生命科学与技术学院，湖北武汉４３００７４）　

摘　要：通过响应面法分析并优化了甘草叶总黄酮的闪式提取工艺，确定最佳工艺条件为：乙醇体积分数７ｏ．２　、　

液固比４Ｏ．３：１、提取时间５　ｍｉｎ，在此工艺条件下总黄酮的提取率高达２．９１　，与模型预测值基本相符。结果表明闪式　

提取法是一种高效、快速提取甘草叶中总黄酮的方法。　

关键词：甘草叶；闪式提取；总黄酮；响应面分析　

中图分类号：ＴＱ　４６４　Ｒ　２８４．２　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７２—５４２５（２００８）０９—００４４—０４　

甘草（Ｇｌｙｃｙｒｒｈｉｚａ）为豆科多年生草本植物，素享　

有“中草药之王”的美誉，甘草酸和甘草黄酮是其主要　

有效成分。药理学研究证明，甘草中异黄酮类物质具　

有植物雌激素活性，可以抑制乳腺癌细胞、前列腺癌细　

胞的增殖＿】　］。胀果甘草的黄酮类混合物Ｇ９３１５，可　

有效地预防巴豆油对小鼠皮肤的促癌作用　ｊ。近年　

来，甘草药材遭到过度采挖，资源急剧减少，合理利用　

和保护甘草资源迫在眉睫。目前，国内大部分生产厂　

家所用提取工艺落后，只注重甘草酸的提取，而忽视了　

对甘草黄酮的利用，且生产原料都是甘草根，对甘草叶　

却弃之不用，不同程度地造成了资源浪费。研究表明，　

甘草叶也含有大量的黄酮类物质，可以作为黄酮提取　

的良好材料。为充分利用甘草资源，作者运用闪式提　

取法快速提取甘草叶总黄酮，并通过响应面分析法　］　

对提取工艺进行了分析与优化。　

１　实验　

１．１材料、试剂与仪器　

胀果甘草产自新疆，在常温下自然干燥后粉碎，并　

在６Ｏ℃烘干，保存于干燥的环境中。　

芦丁对照品购自中国药品生物制品检定所；乙醇、　

动物保健品2009年12月(上)收稿日期:2008-12-23;修回日期:2009-02-27基金项目:宁夏回族自治区自然科学基金项目(2007ZN060)作者简介:王芸芸(1983-),女,硕士研究生.通讯作者:刘利军(1958-),女,教授,博士,硕士生导师.甘草渣固体发酵后总黄酮的提取研究王芸芸,刘利军,马俊俊(宁夏大学化学化工学院,宁夏银川750021)中图分类号:S852.2文献标识码:B文章编号:1004-7034(2009)12-0109-02 长期以来,工业化生产只对甘草中的甘草甜素(又名甘草酸)作为主要有效成分进行提取,而提取甘草酸后的甘草药渣则被当作废弃物遗弃,造成了环境污染和资源浪费。目前,还未见关于从甘草渣中提取甘草黄酮以提高甘草渣的资源化利用方面的报道,为了更加合理地利用有限的甘草资源,使甘草最大限度地发挥其药用价值,试验对工业提取甘草酸后的甘草废渣进行发酵处理,利用其自身产酶破坏植物细胞纤维结构、促进黄酮溶出、提高甘草总黄酮提取率的特点,同时经发酵后具有一定的酶活力并作为饲料添加剂,提高甘草资源的利用率。1　材料与方法1.1　菌种黑曲霉(Aspergillusniger)为宁夏大学化学化工学院微生物实验室保存的菌株,将该菌株在马铃薯-葡萄糖-琼脂培养基斜面上培养3d,待孢子形成后置4℃冰箱保存,备用。1.2　药品与仪器甘草渣、麸皮、(NH4)2SO4、95%乙醇、KH2PO4、MgSO4。TU-1810型紫外可见分光光度计,北京普析通用有限责任公司;pH值S-2数字酸度计,杭州东星仪器厂;BS224S电子天平,北京赛多利斯科学仪器公司;立式压力灭菌锅,上海申安医疗器械厂;全自动新型生化培养箱,上海智成分析仪器制造有限公司;洁净工作台,苏净集团安泰公司。1.3　固态发酵方法在250mL三角瓶中加入甘草渣和麸皮,共10g,适量水搅拌均匀,料厚约3cm;加入一定比例的水,拌匀,在高压灭菌锅中灭菌,于121℃灭菌20min后冷却至30℃;用无菌水将黑曲霉孢子配制成悬浮液,三角瓶中接种0.7mL,在30℃下静止培养,定期取样测定其木聚糖酶活力、纤维素酶活力和总黄酮含量,每组做3个平行试验,结果取平均值;发酵结束后,提取其中的甘草总黄酮。1.4　甘草总黄酮的提取称取10g甘草渣发酵曲,用120mL50%的乙醇于50℃恒温水浴下提取4h,过滤得滤液。1.5　紫外分光光度法测定滤液中总黄酮的含量以芦丁为标准品,在510nm波长处测定吸光度值,并根据制定的标准曲线计算总黄酮含量。计算公式C=(V×X)/(100×A×W)×100%。式中:X为比色液中黄酮的含量,V为提取液总体积,A为移取提取液的体积,W为甘草渣的重量。2　结果2.1　添加碳源量对甘草总黄酮提取率的影响碳源是构成菌体细胞物质和代谢产物的主要成分,同时也是能量的来源。由于纤维素酶是诱导酶,必须在培养基中供给纤维素,以诱导纤维素酶的合成,但在纤维素酶大量合成之前必须保证菌体细胞增殖对易同化碳源的需求。由于麸皮中不仅含有丰富的易同化碳源和有机氮源,还含有B族维生素等营养物质,故在甘草渣中加入一定量的麸皮将促进纤维素酶的合成,为此作者对甘草渣与麸皮的比例进行了讨论。在试验中发现,添加麸皮可以增加培养基中的营养元素,促进酶活力的提高,但添加麸皮含量较多时,还原糖含量增加,对纤维素酶的分泌产物产生抑制作用,反而降低所产酶的活力,使提取的黄酮含量降低。分别将不同比例的甘草渣和麸皮放入三角瓶中,在其他条件相同的情况下发酵3d,其结果见表1。表1　添加碳源量对甘草总黄酮提取率的影响%甘草渣∶麸皮10∶09∶18∶27∶36∶45∶54∶63∶72∶81∶90∶10总黄酮的含量0.5830.7580.9031.0141.5181.3911.1981.0980.8260.8360.7582.2　不同氮源对甘草总黄酮提取率的影响氮是组成蛋白质和核酸的主要元素,酶的本质是蛋白质,因此氮也是发酵产酶的主要原料之一。通过阅读相关文献发现,无机氮源比有机氮源更利于菌株生长和产酶,原因可能在于有机氮源所提供的纯氮量较少。在甘草渣与麸皮比例为6∶4、其他条件相同的情况下,讨论不同氮源对甘草总黄酮提取率的影响,试验选(NH4)2SO4和(NH4)3PO4两种氮源进行比较,其结果见表2。901 《黑龙江畜牧兽医》科技版动物保健品表2　不同氮源对甘草总黄酮提取率的影响%项目(NH4)2SO4/g(NH4)3PO4/g0.150.200.250.300.150.200.250.30总黄酮的含量1.5041.5181.1511.1481.5061.2201.1460.9752.3　初始含水量对甘草总黄酮提取率的影响在固体发酵试验中,培养基初始含水量是影响微生物生长和繁殖的一个重要因素,因此试验讨论了初始含水量对甘草总黄酮提取率的影响,发现培养基质的含水量过高会影响原料颗粒之间的松散性,使原料颗粒成团,影响氧的传递和发酵热的散失,含水量过低将导致固态基质中营养物质的可溶性下降,同时也使微生物不能得到足够的水分进行生长和产酶,因此在整个发酵过程中培养基的含水量起到关键作用。在甘草渣与麸皮比例为6∶4、(NH4)2SO4含量为0.20g、其他条件相同的情况下,讨论初始含水量对甘草总黄酮提取率的影响,其结果见表3。表3　初始含水量对甘草总黄酮提取率的影响%水料比1.01.21.52.02.5总黄酮的含量1.6151.9161.1630.7850.8872.4　发酵时间对甘草总黄酮提取率的影响培养24h后物料内基本不产生菌丝体,检测不到酶活;培养36h左右,培养基中有少量白色菌丝产生,此时木聚糖酶和羧甲基纤维素酶活力都较低;培养60h后培养基内布满大量白色菌丝体并产生少量孢子,此时酶活力迅速增强,羧甲基纤维素酶活力达到最高值,可充分降解植物细胞中的纤维素,以达到溶出甘草渣中总黄酮的目的。在甘草渣与麸皮比例为6∶4、(NH4)2SO4含量为0.20g、初始含水量为1.2倍、其他条件相同的情况下,讨论发酵时间对甘草总黄酮提取率的影响,其结果见表4。表4　发酵时间对甘草总黄酮提取率的影响%发酵时间3d4d5d6d总黄酮的含量1.9841.7521.1531.2512.5　接种量对甘草总黄酮提取率的影响接种量的大小对发酵结果也有较大影响。接种量过大,菌体生长过快,消耗大量营养对后期生长不利;接种量过小,发酵静止期相对延长,可增加染菌的机率,还有可能造成发酵含量失败。在甘草渣与麸皮比例为6∶4、(NH4)2SO4含量为0.20g、初始含水量为1.2倍、发酵时间为3

甘草渣中甘草总黄酮提取工艺优化研究

谢斌;周军辉

【摘 要】用乙醇提取甘草渣中有效成分甘草总黄酮,以芦丁为标准品,采用紫外分光光度法测定甘草总黄酮,以得率为考察指标,采用正交实验优选提取工艺.结果表明,优选工艺为:药材粉末加20倍量浓度65％乙醇溶液,在60℃,超声功率250 W下提取1.5h,提取2次.在此条件下,甘草总黄酮的提取率0.824％.

【期刊名称】《应用化工》

【年(卷),期】2016(045)006

【总页数】4页(P1120-1123)

【关键词】甘草渣;甘草总黄酮;提取工艺;芦丁;正交实验;紫外分光光度法

【作 者】谢斌;周军辉

【作者单位】陕西省西安植物园陕西省植物研究所,陕西西安710061;陕西省西安植物园陕西省植物研究所,陕西西安710061

【正文语种】中 文

【中图分类】TQ041+.7;TQ041+.8;R284.2

甘草为豆科Leguminosae甘草属(Glycyrrhiza L.)多年生草本植物，其根茎可以入药，为一种重要的常用中药，被称为“国老”，中医有“十方九草”之说。中国药典收录的有3种，分别为乌拉尔甘草(Glycyrrhiza uralensis Fisch)、胀果甘草(Glycyrrhiza inflate Bat.)、光果甘草(Glycyrrhiza glabra L.)。目前，市售的甘草大多为乌拉尔甘草，少数为光果甘草。甘草在我国北方均有分布，特别是在陕西有大量分布(主要是分布于陕北地区的乌拉尔甘草)[1]。

甘草味甘、性平，有调和诸药和解毒的作用，素有“中药之王”的美誉[2]。甘草中主要含有皂苷类、黄酮类和甘草多糖等有效成分，此外还含有多种氨基酸、有机酸以及少量的香豆素、生物碱和木质素等其它成分。目前为止已经从甘草中分离出的化合物有甘草酸、甘草苷、甘草次酸、甘草西定、异甘草醇以及黄酮类等化合物[3]，均具有广泛的生理活性。随着甘草应用的日益广泛与甘草药效学与药理学的深入研究，甘草的药用作用会得到更大程度的挖掘和应用。