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均匀设计法优选桔梗地上部分醇提工艺研究

更新时间:2009-03-28

0 引言

桔梗为桔梗科植物桔梗(Platycodon grandiflorum(Jacq.) A. DC.)的干燥根,《中国药典》记载,桔梗性平,味苦、辛,具有化痰止咳、利咽开音、宣畅肺气、排脓消痈的功效[1].现代研究也表明,桔梗具有抗炎、祛痰、保肝、降血糖、降血脂、抗氧化、抗肿瘤等广泛的药理作用的作用[2-4].目前桔梗大多只有根部才能入药,因此,桔梗茎叶、花等80%以上桔梗植株都被废弃,造成了巨大的资源浪费.为了提高桔梗的利用率,减少资源的浪费,本试验主要以桔梗的非药用部位——桔梗地上部分作为原材料进行提取工艺研究,通过均匀设计试验对测得总皂苷含量及得率进行综合评价来考察醇提工艺,从而筛选出最优的提取工艺.

4.1 专著、论文集、学位论文、报告:[序号]主要责任者.文献题名[文献类型标识].出版地:出版者,出版年:起止页码.

1 材料与仪器

桔梗地上部分(由四川同兴天然植物药业有限公司中江桔梗基地提供,经绵阳师范学院生命科学与技术学院罗明华教授鉴定为Platycodon grandiflorum(Jacq.);桔梗皂苷D标准品(四川省成都曼斯特生物制品有限公司,批号:MUST-16032203).乙醇、香草醛、冰醋酸、高氯酸等试剂均为国产分析纯(成都科龙化学试剂厂).

UltroSPec 3300 pro紫外可见分光光度计(美国安玛西亚公司);Buchi旋转蒸发仪(瑞士Buchi公司);Sartorius BP211D电子天平(德国赛多利斯有限公司).

2 实验方法

2.1 桔梗总皂苷的含量测定方法

2.1.1 对照品溶液的制备 精密称取桔梗皂苷D标准品5 mg,用乙醇溶解至25 mL容量瓶中,精密吸取5 mL,并用乙醇定容到50 mL,作为对照品溶液.

2.1.2 供试溶液的制备 将桔梗地上部分置于电热恒温鼓风干燥箱中80 ℃中烘干6 h,然后将干燥的桔梗用粉碎机粉碎,过2号筛,收集保存至密封袋中.称取经预处理后的桔梗地上部分粉末5 g,置于圆底烧瓶中,依照均匀设计表中的条件,向烧瓶中加入乙醇回流提取,结束后,趁热抽滤,合并滤液.滤液浓缩减压干燥后,精密称取其重量,计算得率.将浸膏用相应浓度的乙醇30 mL溶解,倾倒入50 mL的容量瓶中并定容,作为供试品溶液[5-7].

2.1.3 测定方法学考察 精密量取对照品溶液各0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0mL置于10 mL容量瓶中挥干,加入新配置的5%香草醛-冰醋酸溶液0.2 mL,高氯酸0.8 mL,60 ℃水浴15 min取出,冰水冷却数分钟,冰醋酸定容到刻度,摇匀,以空白作为对照,在603 nm处测定吸光度,以吸光度为纵坐标、总皂苷的质量浓度C(mg/mL)为横坐标回归,求得回归方程.另进行精密度、重复性、稳定性、回收率的考察.

2.1.4 供试溶液的测定 取供试品溶液5 mL于10 mL容量瓶中挥干,加入新配置的5%香草醛-冰醋酸溶液0.2 mL,高氯酸0.8 mL,60 ℃水浴15 min后取出,放入冰水浴冷却数分钟,冰醋酸定容至刻度,摇匀,在603 nm下测定供试品溶液的吸光值,带入标准曲线计算含量.

2.2 均匀设计试验方法

由于试验有四个因素,每个因素有六个水平,参照均匀设计常用方式,选用了U6*(64)的均匀设计表,得到如表1试验设计表[8-10].

 

3 结果

3.1 桔梗总皂苷的含量测定方法

3.1.1 桔梗总皂苷标准曲线 皂苷含量标准曲线为Y=43.667X+0.001 5(R2=0.995 7).结果说明桔梗总皂苷的质量在1.25×10-3~1.25×10-2 mg/mL之间与吸光度的线性关系良好.

3.1.2 精密度试验结果 精密吸取同一样品,使用同一紫外分光光度计,照“2.1.4”中的试验步骤,在较短的时间间隔内,在相同的操作条件下,连续测定吸光度6次,并计算含量,结果分别为0.186%、0.184%、0.183%、0.184%、0.187%、0.187%,RSD=0.93%,说明仪器精密度良好.

3.1.3 稳定性试验结果 精密吸取同一样品,使用同一紫外分光光度计,照“2.1.4”中的试验步骤,每隔10 min测1次吸收度,并计算含量,结果分别为0.186%、0.184%、0.183%、0.181%、0.180%、0.178%,RSD=1.59%,显示溶液在60 min内稳定.

3.1.4 重复性试验结果 按照均匀设计表中5号方法,平行制备样品6份,使用同一紫外分光光度计,照“2.1.4”中的试验步骤,测定吸光度,并计算含量,结果分别为,结果0.186%、0.178%、0.189%、0.180%、0.183%、0.178%,RSD=2.47%,表明该方法重复性良好.

3.1.5 回收率试验结果 称取经预处理后的桔梗地上部分粉末2.5g,分别加入桔梗皂苷D标准品,按照均匀设计试验优选的最佳工艺方法,制备供试品溶液,使用同一紫外分光光度计,照“2.1.4”中的试验步骤,测定吸光度,并计算含量,根据加入量计算回收率,结果见表2.计算可得,加样回收率为96.26%,RSD=1.37%,本方法的回收率较好.

 

表2 加样回收率试验结果Tab.2 Results of recovery rate experiment

  

序号样品中含量/mg加入量/mg测得量/mg回收率/%平均回收率/%RSD/%15.774.610.2198.4625.774.610.0196.5335.775.811.0295.2596.261.3745.775.811.2196.8955.776.912.1195.5865.776.912.0294.87

3.2 工艺优化考察结果

采用Excel软件对试验结果进行回归分析,得到方程:

 

表3 桔梗地上部分醇提试验结果Tab.3 Experimental results of alcohol extraction from the ground part of Platycodon grandiflorum

  

乙醇浓度X1/%乙醇用量X2/倍提取次数X3/次提取时间X4/min皂苷含量Y1/%得率Y2/%综合评分Y3/%140831800.0570.66521.2672501261500.1442.52566.6603601621200.1412.61967.51547065900.1391.43549.005580101600.1852.44973.473690144300.2573.267100.000

注:综合评分=每一次试验皂苷含量/试验最高皂苷含量×50%+每一次试验得率/试验最高得率×50%

桔梗地上部分醇提试验结果如表3所示.根据试验结果进行均匀设计分析,过程如下:

Y1=0.170 5+0.005 8X2+0.008 3X3-0.001 1X4,影响因素显著水平P(X2)=0.092 5,P(X3)=0.129 1,P(X4)=0.034 5,回归方程的校正相关系数R=0.989 0,回归方程的标准误差S=0.006 9,F值为113.075 3;

由得率方程和皂苷含量方程以及综合评分这三个方程均可以看出,乙醇浓度(X1)没有纳入回归方程中,其取值可以是极小值与极大值中间的任意值,而研究表明,桔梗总皂苷在70%的乙醇中提取率较高[5],因而乙醇浓度(X1)选择70%,而乙醇用量(X2)与提取次数(X3)为正值,则应取其最大值来计算,即选择16倍的乙醇用量(X2)与6次的提取次数(X3).由于提取时间(X4)在回归方程中为负值,则应取其最小值,即提取时间为30 min.

《说文解字》中将教育阐述为:“教,上所施,下所效也。”“育,养子使作善也。”从辞源上说,education含有“内发”之意,强调教育是一种顺其自然的活动,旨在把人所固有或潜在的素质由内而外引发出来。教育是有信仰的,它是一项极其伟大而又严肃的事业,一个人或一群人通过道德上可以接受的方式,以有价值的内容善意地对另一个人或另一群人施加的积极的精神影响,它能够激发个体潜在的素质能力,引导着个体一生的价值定向和爱的方式的生成,然而现行教育本身却越来越缺乏爱心,以至于不是以爱的活动,而是以机械的、冷冰冰的僵死的方式去从事教育工作。

Y3=44.981 8+3.890 7X2+3.328 4X3-0.347 1X4,影响因素显著水平P(X2)=0.068 4,P(X3)=0.157 2,P(X4)=0.051 2,回归方程的校正相关系数R=0.983 3,回归方程的标准误差S=3.391 1,F值为74.750,综合评分的方程具有统计学意义.

式中:υB(ε,T)是光纤产生应变为ε、温度为T时布里渊散射光频率的漂移量;υB(0,T0)是光纤产生应变为0、温度为T0时布里渊散射光频率的漂移量;T0、T分别为初始温度和测量时的温度;ε、ΔT分别为轴向应变和温度的变化量;∂υB(ε,T)/∂ε为应变系数,约为493MHz;∂υB(ε,T)/∂T为温度系数,约为1 MHz/K。

 

Y2=0.771 1+0.180 2X2+0.112 1X3-0.009 4X4,影响因素显著水平P(X2)=0.133 1,P(X3)=0.381,P(X4)=0.168 7,回归方程的校正相关系数R=0.891 8,回归方程的标准误差S=0.309 1,F值为11.302;

3.3 验证试验结果

进行了3批验证试验,结果如表4.

验证试验结果显示,得到总皂苷含量的RSD值为2.606%,得率的RSD值为1.166%,表明所筛选的提取工艺条件较稳定,因此,确定最佳提取工艺为:取桔梗地上部分的细粉,加入70%的乙醇,用16倍的乙醇量(即80 mL)提取6次,时间为30m in.

4 讨论

桔梗目前药用部位是其根部,根部提取工艺以及趋于成熟,如李喜凤等采用正交设计与星点设计-效应面法两种试验设计方法,优选桔梗的最佳提取工艺[7].对于地上部分的研究,仅张艳艳等通过正交试验研究了桔梗边角料中桔梗皂苷提取工艺[5].本试验主要利用均匀设计法来设计试验,并采用逐步回归分析的分析方法来建立回归方程,以此来筛选醇提取桔梗皂苷的最佳工艺.均匀设计只考虑试验点在试验范围内均匀散布,挑选试验代表点的出发点是“均匀分散”,而不考虑“整齐可比”,使试验次数比正交试验次数明显减少,至少可节省60%以上的试验[11].利用回归分析得出的模型,即可进行影响因素的重要性分析及新条件试验的结果估算,预报和最优化.通过本试验考察了乙醇浓度、乙醇用量、提取次数、提取时间这四个因素,进一步为桔梗的开发利用提供了依据,减少了桔梗资源的浪费,提高了桔梗地上部分的利用率,更为桔梗产业的发展奠定了基础.

从图13中可以看出,在相同的负载电阻的情况下,本文提出电路的输出功率远远大于仅有源整流结构电路和全桥整流结构电路的输出功率。在负载电阻100 kΩ的情况下,所提电路的真正输出功率为291.35 μW,全桥整流电路的输出功率为125.32 μW。与全桥整流电路相比,本文提出的电路将输出功率提高了132%。说明本文提出的电路结构,可大大提高压电能量俘获电路的整流效率和能量俘获能力。

参考文献

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潘俊坡,田徽,罗明华,李丽,姚晶婷,李斌,顾冰
《绵阳师范学院学报》2018年第05期文献

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