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继续教育
以黄芪甲苷为优选指标的黄芪提取工艺的优选
2008年北京地区药学年会
时间: 2016-02-17 14:58:00 作者:王淑华

    摘要:以黄芪甲甙含量和浸出物得率为指标,运用正交试验法,考察了粉碎、浸泡时间、加水量、煎煮次数4个因素对黄芪煎煮的影响,并应用方差分析结果评定因素的影响大小。结果得出,粉碎、浸泡对煎煮影响较大,粉碎越细、浸泡时间越长,提取率越高。
    关键词:黄芪;  正交试验法;  黄芪甲苷;  浸出物

 

    黄芪为常用补气中药,具有补气固表,利水消肿,托毒生肌之功效。黄芪甲苷为黄芪的主要有效成分之一,作为黄芪药材和含黄芪中成药的质量指标,水浸出物也是黄芪药材的质量指标之一。本文采用正交试验法,通过测定煎煮液中黄芪甲苷含量和浸出物得率,考察了粉碎、浸泡时间、加水量与煎煮次数四个因素对黄芪提取率的影响,为实际生产优选工艺。
 

    1.来源及产地
    黄芪为豆科(Leguminosae)植物膜荚黄芪Astragalus membranaceus (Fisch.) Bge.或蒙古黄芪Astragalus membranaceus (Fisch.) Bge. Var. mongholicus (Bge.) Hsiao的干燥根。膜荚黄芪主产于黑龙江、内蒙古、山西等地;蒙古黄芪主产于山西、内蒙古、吉林、河北等地[1]。
 

    2.药材性状
    根呈圆柱形,有的有分枝,上端较粗,略扭曲,长30~90cm,直径0.7~3.5cm。表面淡棕黄色至淡棕褐色,有不规则纵皱纹,并有较多横长线形皮孔,栓皮易剥落而露出黄白色皮部,有时可见连结成网状的纤维束。质坚韧,端面显强纤维性及粉性,皮部黄白色,约占半径的 1/3~1/2,有放射状细密纹理。气微,味微甜,嚼之微有豆腥味。性平,味甘。归肺、脾经。
 

    3.化学成分
    黄芪主要含有皂苷类成分、多糖类成分、多种黄酮类成分。黄芪中皂苷类成分主要有黄芪皂苷(astragaloside)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ,黄芪皂苷Ⅳ又称黄芪甲苷,乙酰黄芪苷(acetylastragloside)Ⅰ,异黄芪苷Ⅰ、Ⅱ,大豆皂苷Ⅰ[2],膜荚黄芪苷(astramembrannin)Ⅰ、Ⅱ[3]。黄芪皂苷除大豆皂苷I和黄芪皂苷Ⅷ以大豆皂苷元     (sayasapogeno1)B为苷元外,其余均以9,19-环羊毛脂烷型的四环三萜类为苷元[4]。
    黄芪中有多种黄酮类成分,如刺芒柄素、毛蕊异黄酮[5],毛蕊异黄酮-7-O-β-D-葡萄糖苷,刺芒柄花素-7-O-β-D-葡萄糖苷,9,10-二甲氧基紫檀烷-3-O-β-D葡萄糖苷,7,2’-二羟基-3’,4’-二甲氧基异黄酮-7-O-β-D-葡萄糖苷[6]。
    黄芪含有的多糖类成分有黄芪多糖Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,黄芪多糖Ⅱ、Ⅲ均为葡聚糖;以及杂多糖AH-1和AH-2[7]。
    黄芪还含有多种游离氨基酸,其中天冬酰胺、刀豆氨酸、脯氨酸、精氨酸、γ-氨基丁酸等含量较高[8]。
    研究发现,黄芪中含有近20多种微量元素,其中钙、磷、镁、铁等含量较高[9]。
    其次黄芪还含有胡萝卜苷、羽扇豆醇、β-谷甾醇、α-联苯双酯[10],
    蛋白多糖F1、白介素-2[11],甜菜碱及胆碱[12]等成分。
 

    4.实验研究
    4.1. 实验仪器、试剂与药材    CS-900薄层扫描仪(日本岛津);硅胶G板(青岛海洋化工总厂);黄芪甲苷标准品(中国药品生物制品检定所);黄芪药材(仁康药材公司提供),为蒙古黄芪;其余试剂均为分析纯。
    4.2.实验方法与结果
    4.2.1正交试验设计 
    在生产中,影响药材煎煮的因素主要有粉碎、浸泡时间、加水量与煎煮次数等。本文采用L9(34)正交试验表设计方案,设计因素水平见表(1),按设计表进行9组试验。


表1 因素水平表水平

水平

A

B

C

D

粉碎

浸泡时间(h)

加水量(倍)

煎煮次数1

 

1

不粉碎

0

8

1

2

粗粉

12

10

2

3

细粉

24

12

3

*每次煎煮1h


    4.2.2黄芪甲苷的含量测定 
    采用薄层色谱法测定煎煮液中黄芪甲苷的含量。将煎煮液浓缩至适量,精密量取20ml,加入氯仿-正丁醇(2∶1)混合液萃取5次(30ml、30ml、20ml、20ml、20ml),合并萃取液,蒸干,加2%氢氧化钾甲醇溶液50ml溶解,加热回流1h,蒸干。残渣加水20ml溶解,置分液漏斗中,加氯仿-正丁醇(2∶1)混合液萃取5次(30ml、30ml、20ml、20ml、20ml),合并萃取液,用1%磷酸二氢钠溶液50ml洗涤,弃去水层,萃取液蒸干。残渣加甲醇溶解,定容至5.0ml,作为供试品溶液。
    另取黄芪甲苷标准品加甲醇制成1mg/ml溶液为对照品溶液。精密吸取供试品5μl、对照品2μl、4μl,分别点于同一硅胶G薄层板上,以氯仿-甲醇-水(15∶7∶2)的下层液展开,晾干,喷以10%硫酸乙醇显色,105℃烘至斑点清晰,照2000年药典薄层色谱法[13],进行扫描,λS=520nm,λR=700nm,测量供试品吸收度积分值与对照品吸收度积分值,计算即得,结果(见表2)。
 

    4.2.3数据处理及方差分析(见表2、3、4、5)


表2 正交试验方案及结果(黄芪甲苷含量)

试验号

A

B

C

D

黄 芪 甲 苷含量(mg.ml-1)

1

1

1

1

1

1.015

2

1

2

2

2

1.303

3

1

3

3

3

1.404

4

2

1

2

3

1.528

5

2

2

3

1

1.617

6

2

3

1

2

1.482

7

3

1

3

2

1.673

8

3

2

1

3

1.614

9

3

3

2

1

 

3.722

3.987

4.269

4.157

 

4.635

4.468

4.407

4.402

T=13.09

4.733

4.635

4.414

4.531

 

Ⅰ/3

1.241

1.329

1.423

1.386

 

Ⅱ/3

1.545

1.489

1.469

1.467

CT=19.0387

Ⅲ/3

1.578

1.545

1.471

1.510

 

极差R

0.337

0.216

0.048

0.124

 

离差平方和S

0.207

0.076

0.004

0.024

 

 

 

表3 方差分析表(表2)

变异来源

离差平方和(S)

自由度

均方

F值

P值

A

0.207

2

0.104

52

P〈0.05

B

0.076

2

0.038

19

P=0.05

C

0.024

2

0.012

6

 

D

0.004

2

0.002

 

 

F1-0.01(2,2)=99    F1-0.05(2,2)=19    F1-0.1(2,2)=9
 

    4.2.4浸出物得率测定 
    煎煮液浓缩至适量,精密量取20ml,置已干燥至恒重的蒸发皿中,水浴蒸干,105℃烘干3h,移置干燥器中冷却30min,精密称定重量,计算即得,结果(见表4)。
 

表4 正交试验方案与结果(浸出物得率)

试验号

A

B

C

D

浸出物得率(%)

1

1

1

1

1

19.4

2

1

2

2

2

25.6

3

1

3

3

3

30.5

4

2

1

2

3

29.9

5

2

2

3

1

31.8

6

2

3

1

2

36.9

7

3

1

3

2

32.4

8

3

2

1

3

37.5

9

3

3

2

1

39.1

75.5

81.7

93.8

90.3

 

98.6

94.9

94.6

94.9

T=282.1

108

106.5

94.7

97.9

 

Ⅰ/3

25.2

27.2

31.3

30.1

 

Ⅱ/3

32.9

31.6

31.5

31.6

CT=8842.27

Ⅲ/3

36

35.5

31.6

32.6

 

极差R

10.8

8.3

0.3

2.5

 

离差平方和S

123.67

102.65

0.14

9.77

 

 

表5 方差分析表(表4)

变异来源

离差平方和S

自由度

均度

F值

P

A

123.67

2

61.84

883.43

P〈0.01

B

102.65

2

51.33

733.28

P〈0.01

d

9.77

2

4.89

69.78

P〈0.05

C

0.14

2

0.07

 

 

F1-0.01(2,2)=99 F1-0.05(2,2)=19
 

    4.3.小结  
    方差分析结果表明,因素A、B对水浸出物含量影响有高度显著性差异(P<0.01),对黄芪甲苷含量影响也有显著性差异(P≤0.05),因素D对水浸出物含量影响有显著性差异(P<0.05),对黄芪甲苷含量影响不大;因素C对煎煮没什么影响。因素影响顺序为A>B>D。从正交试验结果(表2、4)直观看,黄芪最佳的煎煮工艺为A3、B3、C3、D3,即粉碎成细粉,浸泡24h,加水12倍,煎煮3次。所以,在生产中应根据实际情况,尽可能地采取粉碎、浸泡措施,以提高黄芪及其他药材的煎煮提取率。
 

    4.4.讨论
    (1)黄芪是临床常用的一味中药,疗效确切,药理研究较多较充分。黄芪中主要含皂苷类、多糖类、黄酮类等成分,从药理研究方面看,多糖、皂苷和黄酮是黄芪的主要成分,因此建议把以这三种成分为主的有效部位群作为黄芪含量测定的指标。
    (2)黄芪多糖类成分从提取、检测角度看,专属性较差,黄芪中黄酮类成分目前尚缺少指标性成分。而黄芪中所含皂苷类成分专属性较强,其中黄芪甲苷是黄芪中具有代表性的活性成分。药典以黄芪甲苷为含量测定指标,因此本实验依据药典测定浸出物以黄芪甲苷为主的含量,作为对提取方法的优选的指标性数据。
    (3)优选水提工艺,黄芪甲苷提取率较高,说明黄芪采用水提工艺是可行的,比使用醇提法能降低大部分生产成本。且黄芪中尚含有多糖等水溶性有效成分,采用水提更能保证提取质量。


    参考文献:

    [1] 张贵君,中药鉴定学,科学出版社,2002,122~126
    [2] Kitagawa I,et al.Chem Pharm Bull,1983,31(2);698
    [3] 曹正中,俞家华,张勤,等  膜荚黄芪化学成分的研究,中草药,1985,16(6)278
    [4] 何侃,王惠康.近年来黄芪及其同属近缘植物的化学成分研究进展〔J〕.                药学学报,1988,23(11):873.。
    [5] 王志学,马启凤,何群,等  黄芪化学成分的研究   中草药 ,1983,14(3);97
    [6] 原田正敏  日本常用生物的定量方法—黄芪  国外医药.植物药分册,1990,5(5);201
    [7] 黄乔书,吕归宝,李雅臣,等  黄芪多糖的研究   药学学报   1982,(1);200
    [8] Katsura E,Katoh Y,Yamagishi T.CA,1984,100;82817s
    [9] Wang R L,Wu A G,Chen Y Z,et al.CA,1986,104;165430u
    [10] 贺正文,王宝琴   蒙古黄芪化学成分的分离鉴定   药学学报  1990,30(8);2777  
    [11] Chu Q T,et al; CA,1991,115;105995z
    [12] 刘天培  黄芪的药理研究概况   江苏医药,1987(2);32
    [13]中华人民共和国药典  2000年版 一部    249页

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