槐米中芦丁的提取工艺优化及检识

2020年2月第10卷第3期

槐米中芦丁的提取工艺优化及检识

张 依1  周泽纯2  全锦秋1  蒙兰花1  

1.广州医科大学药学院，广东广州 511436；2.广州医科大学公共卫生学院，广东广州 511436

[摘要] 目的 优化槐米的提取工艺以提高芦丁的提取率。 方法 在碱提酸沉的基础上，选用电热套加热（130℃，微沸）回流30min，再超声辅助（70℃，40kHz，200W）提取30min的方法提取芦丁。对影响芦丁提取率的因素如pH值、料液比和静置时间进行了考察。应用UV法和HPLC法对自提芦丁进行了检识。 结果 最优提取工艺为碱液溶解时pH值为8，料液比为1∶20（g/mL），酸沉淀后静置时间为24h。UV法和HPLC法检识结果表明此法自提的芦丁较纯。 结论 优化提取工艺可提高槐米中芦丁的提取率。[关键词] 槐米；芦丁；提取工艺；提取率

[中图分类号] R284.2   [文献标识码] A   [文章编号] 2095-0616（2020）03-38-04

Optimization of extraction technology and detection of rutin from sophora japonica

ZHANG Yi  ZHOU Zechun  QUAN Jinqiu  MENG Lanhua1.College of Pharmacy,Guangzhou Medical University,Guangdong,Guangzhou 511436,China;2.School of Public Health,Guangzhou Medical University,Guangdong,Guangzhou 511436,China

[Abstract] Objective To optimize the extraction technology of sophora japonica to improve the extraction rate of rutin. Methods On the basis of alkali extraction and acid precipitation,rutin was extracted by electric heating (130℃,slightly boiling) for reflux for 30 min,and ultrasonic assisted extraction (70℃,40kHz,200W) for 30 min. Factors influencing the extraction rate of rutin such as pH value,solid-liquid ratio and standing time were investigated.UV method and HPLC method were used to detect rutin. Results The pH value of dissolved lye in the optimal extraction process was 8,the ratio of material to liquid was 1∶20 (g/mL),and the acid precipitation time was 24 hours.The results of UV and HPLC showed that the rutin extracted by this method was relatively pure. Conclusion Optimized extraction technology can improve the extraction rate of rutin from sophora japonica.[Key words] Sophora japonica;Rutin;Extraction process;Extraction rate

1211槐米为豆科植物槐（Sophora japonica L.）的干燥花蕾，始载于《日华子本草》，《神农本草经》中将其列为上品，现列在国家卫生部第一批药食同源名单中，有凉血止血，清肝泻火等功效[1]。现代药理研究表明槐米具有保护血管[2-3]，改善糖尿病[4]，抑制人鼻咽癌细胞CNE1 增殖并诱导其凋亡[5]，抑菌抗氧化[6-7]和抑制黑色素生成[8-9]等作用。中国是槐米的原产地，世界上98%的槐米来自中国[10]。槐米中富含芦丁和槲皮素等黄酮类成分，其中主要活性成分为芦丁。医药工业中常以槐米为主要原料提取芦丁，销往日本，东南亚和欧美等国家和地区[11-12]。综上，中药槐米及其活性成分芦丁具有较高的药用、食用、保健保养和研究价值。

芦丁为黄酮苷，分子中具有较多酚羟基，显弱酸性，易溶于碱液，酸化后又能游离析出。槐米中提取芦丁常用的方法有回流提取法，碱提取酸沉

[基金项目]广东省广州市教育科学规划课题（201811666）；广州医科大学大学生科技创新项目（2018A001）。

淀法，超声提取法，水煎煮法[13-16]等，回流提取法和水煎煮法简单方便，成本低，但芦丁的提取率低；超声提取法操作简便，作为辅助方法在中药提取方面有广泛应用[17]。本研究探讨了从槐米中提取芦丁的提取方法，在此基础上考察了碱液的pH值、料液比和静置时间等因素对芦丁提取率的影响，优化了槐米中芦丁的提取工艺，并对自提的芦丁进行了紫外（UV）检识和高效液相色谱（HPLC）检识。旨在为今后深入开发和利用槐米资源提供数据支持。1 仪器及试剂1.1 仪器

TLE303E电子天平、FE20实验室PH计[梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司]；SYU-7-200T超声波仪、SHZ-D（Ⅲ）循环水多用真空泵、DHG-208B烘箱（郑州生元仪器有限公司）；UV1900紫外分光光度计、LC-20A HPLC高效液相色谱仪（日本岛津公司）。

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出。加热回流法和超声辅助提取技术两者相结合，能明显缩短提取时间，有利于槐米中的芦丁快速且高效提出。

2.2 碱液pH值对芦丁提取率的影响

平行称取五份槐米粉末各20g于1000mL烧杯中，各加入400mL沸水溶解，边搅拌边小心加入饱和石灰水分别调节pH至7、8、9、10、11。采用加热回流30min，再超声辅助提取30min的方法提取芦丁，趁热抽滤，取滤液加浓 HCL调节pH至3，静置24h后抽滤，取滤渣，60℃烘干，得芦丁粗提取物。每种条件样品平行3份，计算平均提取率。

1.2 试剂

甲醇（Merck，色谱纯）；冰乙酸（西亚试剂，色谱纯）其他试剂均为分析纯。

芦丁标准品（广州市齐云生物科技有限公司，批号：181027，纯度＞98%）。

槐米（产地：河北；茂名市东亚药业饮片有限公司）由广州医科大学生药学教研室鉴定。用高速多功能粉碎机粉碎，过100目筛，置棕色广口瓶中，于4℃冰箱保存待用。2 芦丁的提取条件优选

2.1 提取方法对芦丁提取率的影响

平行称取四份槐米粉末各20g于1000mL烧杯中，各加入400mL沸水溶解，边搅拌边小心加入饱和石灰水调节pH至9，分别以超声辅助（70℃，40kHz，200W）提取30min；超声辅助（70℃，40kHz，200W）提取30min，提取2次；电热套加热回流（130℃，微沸）30min，超声辅助（70℃，40kHz，200W）提取30min；电热套加热回流（130℃，微沸）60min四种方法提取芦丁，趁热抽滤，取滤液加浓 HCL调节pH至3，静置24h后抽滤，取滤渣，60℃烘干，得芦丁粗提取物。每种方法平行操作3次，计算平均提取率。

表1  提取方法对芦丁提取率的影响（n=3）

提取方法

超声辅助提取30min

超声辅助提取30min，提取2次加热回流30min，超声辅助提取30min加热回流60min

平均提取率（%）

10.658.9515.36.85

图1  pH值对芦丁提取率的影响

图1结果表明，同样条件下，控制碱液pH在7或11附近，芦丁的提取率很低；弱碱状态下，芦丁提取率随着控制碱液pH升高而大幅提高；至pH为8时，芦丁的提取率达到最高，随后缓慢下降。弱碱条件下槐米溶液中的果胶、黏液质等水溶性成分易生成钙盐沉淀，适当浓度的碱液对槐米中芦丁有增溶作用。综上，选择控制碱液pH为8有助于提高芦丁的提取率。

2.3 料液比对芦丁提取率的影响

平行称取五份槐米粉末各20g于1000mL烧杯中，分别加入100、200、300、400、500mL不同料液比的沸水溶解，边搅拌边小心加入饱和石灰水调节pH至8。采用加热回流30min，再超声辅助提取30min的方法提取芦丁，趁热抽滤，取滤液加浓 HCL调节pH至3，静置24h后抽滤，取滤渣，60℃烘干，得芦丁粗提取物。每种条件样品平行3份，计算平均提取率。

图2结果表明，芦丁提取率随着料液比的增加而增加，在料液比为1∶20（g/mL）时达到最大提取率，随后缓慢下降。因此，选取20g槐米粉末样品加入400mL沸水进行提取，即料液比为1∶20（g/mL）时为最优条件。

结果见表1，单纯超声提取时，提取次数对芦丁的提取率增加并无提高。相同时间内，单纯超声提取或单纯加热回流提取时，超声提取时槐米中芦丁的提取率略高于加热回流提取时的提取率，但两种方式的提取率均不高。在以上提取方式的基础上，与先加热回流30min，再超声辅助提取30min的提取方式相比，后者提取率有较大的提高。综上，在碱提酸沉的基础上，选用先电热套加热回流（130℃，微沸）30min，再超声辅助（70℃，40kHz，200W）提取30min的方法时芦丁的提取率最高。其原理是利用超声波震动所产生的空化效应、机械效应、湍流效应、界面效应和热效应等物理作用，提高中药槐米细胞的通透性，加速槐米细胞壁破裂，使溶剂渗透到槐米的细胞内或使槐米细胞内的化学成分扩散到细胞外[17-18]，从而加速有效成分的溶

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带Ⅱ（220～280nm）范围内有特征吸收，这是因为黄酮类化合物存在桂皮酰基及苯甲酰基组成的共轭体系，其甲醇溶液在峰带Ⅰ和峰带Ⅱ范围存在特征吸收。因此，从中药槐米中提取的为芦丁粗提物。

图2  料液比对芦丁提取率的影响

2.4 静置时间对芦丁提取率的影响

平行称取五份槐米粉末各20g于1000mL烧杯中，各加入400mL沸水溶解，边搅拌边小心加入饱和石灰水调节pH至8。采用加热回流30min，再超声辅助提取30min的方法提取芦丁，趁热抽滤，取滤液加浓HCL调节pH至3，分别静置3、6、12、18、24h后抽滤，取滤渣，60℃烘干，得芦丁粗提取物。每种条件样品平行3份，计算平均提取率。

3.2 芦丁的HPLC检识

色谱条件：色谱柱为GL Sciences，InertSustain C18（250×4.6mm，5μm）；流动相为甲醇：水（含0.1%醋酸）=60∶40；流速：1mL/min；柱温：室温；进样量：20μL；检测波长：254nm；分析时间：8min。

取空白甲醇溶液、芦丁对照品溶液和自提芦丁样品溶液在上述色谱条件下进样，记录色谱图。结果见图5，芦丁对照品溶液和自提芦丁样品溶液在同一保留时间出峰，且空白甲醇溶液无干扰，该方法专属性好，自提芦丁较纯。

图4  芦丁对照品和自提芦丁的紫外吸收光谱叠加图

空白甲醇图3  静置时间对芦丁提取率的影响

图3结果表明，碱提酸沉后抽滤得到的芦丁粗提取物，在静置3～6h内提取率缓慢增加，随着静置时间的增长，芦丁提取产率不断提高，到24h，即静置过夜时，达到最高。中药槐米经碱提酸沉后，需要经一定的时间，让芦丁充分沉淀析出。3 芦丁的检识

3.1 芦丁的紫外（UV）检识

取芦丁对照品甲醇溶液和自提芦丁甲醇溶液，用紫外分光光度计在200～600nm的波长范围内进行扫描，结果如图4。两者紫外吸收光谱特征一致，均在峰带Ⅰ（300～400nm）和峰

图5  空白甲醇、芦丁对照品、自提芦丁样品的HPLC分离色谱图

芦丁对照品tR=4.457 min自提芦丁tR=4.453 min40 CHINA MEDICINE AND PHARMACY Vol.10 No.3 February 2020

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咽癌CNE1细胞活性研究[J].基因组学与应用生物学，2019，38（7）：3305-3311.

[6] 祖晓宁，王金宏，于宛鑫，等.槐米中芦丁的提取及抑菌活性研究[J].哈尔滨商业大学学报（自然科学版），2018，34（6）：648-652.

[7] 洪军，胡晓稳，王佩，等.槐米中芦丁的提取及抗氧化活性研究[J].食品研究与开发，2015，36（15）：16-18.[8] 李晨晨.槐米提取液在化妆品中的应用研究[D].上海：上海应用技术学院，2016:19-23.

[9] 谢艳君，孔维军，杨美华，等.化妆品中常用中草药原料研究进展[J].中国中药杂志，2015，40（20）：3925-3931.

[10] 李锋，唐辉，韦霄，等.广西全州县金槐生产存在的

问题及发展对策[J].广西科学院学报，2009，25（2）：130-134.

[11] 舒文将，刘金磊，邹蓉，等.高效液相色谱法测定不同

产地和采收期对槐米中芦丁含量的影响[J].时珍国医国药，2017，28（3）：709-711.

[12] 龚盛昭，何远伦.从槐米中提取芦丁的研究[J].中国

资源综合利用，2003（1）：22-24.

[13] 田洋.槐米中芦丁的提取工艺研究进展[J].广州化工，

2017，45（6）：28-29.

[14] 邱岚，梁琍，邱学云，等.响应面分析法优化槐米中芦丁

提取工艺[J].食品研究与开发，2018，39（2）：97-98.[15] 陈菊.中药槐米中芦丁提取工艺研究[J].中国医药科

学，2017，7（15）：51-53.

[16] 张恒，张洪.槐米中芦丁的提取工艺研究[J]. 世界中

医药，2016，11（4）：722-724.

[17] 薛峰，李春娜，李朋收，等. 超声提取在中药化学成

分提取中的应用[J]. 中国实验方剂学杂志，2014，20（18）：231-234.

[18] 董翠英，陈娟.超声提取植物药有效成分的研究进展[J].

中成药，2017，39（7）：1473-1477.

（收稿日期：2019-09-25）

4 讨论

本研究利用芦丁易溶于碱液，在酸液中又会沉淀析出的特性，用碱提酸沉法对槐米中的芦丁进行提取。实验得出：先电热套加热回流（130℃，微沸）30min，再超声辅助（70℃，40kHz，200W）提取30min为最优提取方法。在此基础上，碱液溶解时pH值为8，料液比为1∶20（g/mL），经酸沉淀后静置时间为24h，为最优提取工艺。并用UV法和HPLC法对自提的芦丁进行了检识，结果表明自提的芦丁较纯。加热回流法和超声辅助提取技术相结合，能有效缩短中药槐米中芦丁的提取时间，增加提取率。综上，优化提取工艺后槐米中芦丁的提取率有明显提高，该工艺操作简便，仪器简单，绿色环保，为进一步合理开发利用中药槐米资源和工业化大生产提供数据支持。

[参考文献]

[1] 国家药典委员会.中华人民共和国药典（I部）[S].北京：中国医药科技出版社，2010：333.

[2] Lao CJ，Lin JG，Kuo JS，et al. Microglia，apoptosis and interleukin-1β axpression in the effect of Sophora Japonica L.on cerebral infarct induced by ischemia-reperfusion in rats[J].Am J Chinese Med，2005，33（3）：425-438.

[3] Akula A，Challa SR，Raju BA，et al. Cardioprotective actions of two bioflavonoids， quercetin and rutin， in experimental myocardial infarction in both normal and streptozotocin-induced type I diabetic rats[J].J Pharm Pharmacol，2009，61：1365-1374.

[4] Abdelhady M，Kamal AM，Othman SM，et al.Total polyphenolic content，antioxidant，cytotoxic，antidiabetic activities，and polyphenolic compounds of Sophora Japonica grown in Egypt[J].Med Chem Res，2014，24：482-495.

[5] 陈仲巍，洪璇，曾臻，等.槐米中天然产物槲皮素抗人鼻

CHINA MEDICINE AND PHARMACY Vol.10 No.3 February 2020 41