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时间:2018-10-28
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1、【化学论文】响应曲面法优化葎草总黄酮提取工艺研究摘要葎草(Humulusscandens)为一年生或多年生蔓性桑科植物,具有清热解毒、消肿、利尿的功效,其主要功效成分为黄酮类化合物。为了提高葎草总黄酮的利用率,本实验选定乙醇浓度、液料比和提取时间3个因素进行单因素试验,在单因素试验的基础上,采用响应曲面法的中心组合试验设计,优化葎草总黄酮的超声波—微波协同提取工艺。单因素试验结果显示:葎草总黄酮超声波—微波协同提取的最佳乙醇浓度为40%,最佳液料比为40:1,最佳提取时间是20min。通过中心组合设计建立总黄酮提取率的二次回归方程,
2、得到葎草总黄酮超声波—微波协同提取的最佳工艺条件为:乙醇浓度42%,液料比40:1,提取时间22min。该条件下总黄酮提取率预测值为3.537%。采用上述工艺条件对葎草总黄酮提取效果进行验证,验证值为3.472%。本实验优化了葎草总黄酮的提取工艺,对提高葎草资源的综合利用率和利用价值具有较大的现实意义。关键词:葎草;总黄酮;超声波—微波协同提取;响应曲面法;优化1前言1.1葎草生物学特性及分布葎草,又称拉拉秧,桑科葎草属,一年生或多年生蔓性草本。茎淡绿色,长达数米,有纵条棱,茎棱和叶柄上有短倒向钩刺。单叶对生;叶柄长5-20cm,有
3、倒向短钩刺,稍有6条棱;掌状叶5-7深裂,直径约5-15cm,裂片卵形或卵状披针形,边缘有锯齿,先端急尖或渐尖,上面有粗刚毛,下面有细油点,脉上有硬毛。花单性,雌雄异株;雌花每2朵具1苞片,苞片卵状披针形,被白色刺毛和黄色小腺点,花被片1,灰白色,紧包雌蕊,子房单一,上部突起,疏生细毛;雄花序为圆锥花序,雌花序为短穗状花序;雄花小,具花被片5,黄绿色,雄蕊5,花丝丝状,短小。瘦果淡黄色,扁球形;果穗绿色,近球形。花期6-10月,果期8-11月。可入药。生于沟边、路旁、荒地。中国除新疆、青海、西藏外,其他各省区均有分布;俄罗斯、朝鲜、
4、日本也有分布[1]。1.2葎草主要成分以及药用价值葎草全草中主成分为黄酮类化合物,已分离出秋英甙、木犀草素-7-葡萄糖甙及牡荆素[2]。另含胆碱及天门冬酰胺、挥发油[3]。挥发油中主成分为β-葎草烯、石竹烯、α-古巴烯、α-芹子烯、β-芹子烯、γ-毕澄茄烯以及、苯乙醇等[4]。葎草入药历史悠久,《本草正义》中有记载:“葎草,苦寒泄降,主湿热壅塞之实症,亦可为外疡阳毒之外敷药。”《唐本草》对葎草的功用有“主五淋,利小便,止水痢,除疟,虚热渴,煮汁及生汁服之”的记载。《本草纲目》也有“润三焦,消五谷,益五脏,除九虫,辟温疫,敷蛇、蝎伤”
5、的记载。可见,葎草具有清热解毒、利尿通淋的功效,对肺热咳嗽、肺痈、虚热烦渴、热淋、水肿、小便不利、湿热泻痢、热毒疮疡、皮肤瘙痒等疾病有较好的疗效。1.3植物总黄酮的研究进展近年来国内外对银杏类黄酮、茶多酚等的营养性和药理的广泛深入的研究和临床试验,证实类黄酮既是药理因子,又是重要的营养因子,是一种新发现的营养素,对人体具有重要的生理保健功效。研究表明,类黄酮具有以下药理活性:(1)心血管系统活性:不少治疗冠心病有效的中成药均含黄酮类化合物,研究发现槲皮素、芦丁、葛根素以及人工合成的立可定(recordil)等均有明显的扩冠作用;木犀
6、草素、金丝桃苷、水飞蓟素、沙棘总黄酮对心肌缺血性损伤有保护作用;芦丁、槲皮素、金丝桃苷、灯盏花素、葛根总黄酮、葛根素、银杏叶总黄酮对缺血性脑损伤有保护作用;银杏叶总黄酮、大豆苷元、葛根素等对心肌缺氧性损伤有明显保护作用。此外,沙棘总黄酮、苦参总黄酮、甘草黄酮(主要为甘草素和异甘草素)具有抗心律失常作用[5]。(2)抗肿瘤活性:黄酮类化合物的抗肿瘤机制多种多样,如槲皮素的抗肿瘤活性与其抗氧化作用、抑制相关酶的活性、降低肿瘤细胞耐药性、诱导肿瘤细胞凋亡及雌激素样作用等有关;水飞蓟素的抗肿瘤活性与其抗氧化作用、抑制相关酶活性、诱导细胞周期
7、阻滞等有关[6-7]。(3)抗菌及抗病毒活性:木犀草素、黄岑苷、黄岑素等均有一定的抗菌作用[8-9];槲皮素、二氢槲皮素、桑色素、山柰酚等具有抗病毒作用;从菊花、獐牙菜中分离得到的黄酮单体对HIV病毒有较强抑制作用,大豆苷元、染料木素、鸡豆黄素A对HIV病毒也有一定抑制作用[10]。(4)保肝活性:水飞蓟素对中毒性肝损伤、急慢性肝炎、肝硬化等有良好的治疗作用;淫羊藿黄酮、黄岑素、黄岑苷能抑制肝组织脂质过氧化、提高肝脏SOD活性、减少肝组织脂褐素形成,对肝脏有保护作用;甘草黄酮可保护乙醇所致的肝细胞超微结构的损伤等[11]。(5)抗炎
8、、镇痛活性:芦丁、羟基芦丁、二氢槲皮素等对角叉菜胶、5-HT及PGE诱发的大鼠足爪水肿、甲醛引起的关节炎及棉球肉芽肿等均有明显抑制作用;金荞麦中的双聚原矢车菊苷元有抗炎、解热、祛痰等作用;金丝桃苷及银杏叶总黄酮等有良好的镇痛作用[12
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