摘要：采用超声波辅助提取金钗石斛（Dendrobium nobile Lindl.）生物碱，以生物碱得率为指标，对乙醇体积分数、超声波功率、提取时间和固液比等影响因素进行了研究，并采用正交试验对提取条件进行了优化。结果表明，以70%乙醇为提取溶剂，用200 W超声波辅助提取20 min，固液比为1∶8（m/V，g∶mL）时，生物碱得率最高，达到0.248%。
关键词：金钗石斛（Dendrobium nobile Lindl.）；生物碱；超声波辅助提取
中图分类号：TQ461 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）08-1903-02
金钗石斛（Dendrobium nobile Lindl.）属兰科石斛属多年生草本植物，广泛分布于亚洲、欧洲及大洋洲等热带及亚热带地区。国内外研究者对石斛属植物的化学成分和药理作用进行了大量的研究，发现其主要有效成分为生物碱、多糖、酚类、菲类、倍半萜类及香豆素等[1-3]，尤其是石斛生物碱具有抗衰老、抗肿瘤、降低血糖等作用[4，5]。目前，生物碱一般采用乙醇提取[6]，在提取过程中，为强化生物碱的提取，往往采用超声波、微波等方法进行辅助提取[7，8]。但目前对石斛生物碱提取的报道较少。黄小燕等[9]采用酸性乙醇提取金钗石斛生物碱，对其提取工艺条件进行了优化。但采用超声波辅助提取金钗石斛生物碱的研究目前还少见报道。因此，本研究采用超声波辅助提取金钗石斛生物碱，对其工艺条件进行优化，为开发利用金钗石斛生物碱提供指导。
1 材料与方法
1.1 材料
金钗石斛购自安徽省亳州市药材市场，石斛碱购自中国食品药品检定研究所，其余试剂均为分析纯。
JY88-II型超声波细胞粉碎机购自上海新芝生物技术研究所，RE-52AA型旋转蒸发仪购自上海亚荣生化仪器厂，UV-754紫外可见分光光度计购自上海第三分析仪器厂。
1.2 方法
1.2.1 超声波辅助提取法 称取5 g金钗石斛置于烧杯中，加乙醇溶液混合，在超声波提取装置中提取，提取后过滤并收集滤液，真空浓缩去除溶剂，向蒸干的物料中加入0.1 mol/L HCl溶液使其复溶，复溶后过滤，滤液在容量瓶中定容备用。
1.2.2 单因素试验设计 研究乙醇体积分数、超声波功率、提取时间和固液比对生物碱得率的影响，各单因素分别设定为乙醇体积分数（40%、50%、60%、70%、80%）、超声波功率（50、100、150、200、250 W）、提取时间（5、10、15、20、25 min）、固液比（m/V，g∶mL，下同）（1∶5、1∶10、1∶15、1∶20、1∶25）。
1.2.3 正交试验设计 在单因素试验的基础上，选用L9（34）正交试验表，对乙醇体积分数、超声波功率、提取时间和固液比对生物碱得率的影响进行正交试验设计，其因素与水平见表1。
1.2.4 生物碱得率的计算 生物碱含量的测定采用酸性染料比色法[10]，石斛生物碱得率的计算公式如下：
得率=■×100%
2 结果与分析
2.1 石斛生物碱提取的单因素试验
2.1.1 乙醇体积分数的选择 在超声波功率为200 W、提取时间为20 min、固液比为1∶10的条件下，加入不同体积分数的乙醇进行提取，试验结果见图l。由图1可知，随着乙醇体积分数的增加，石斛生物碱的得率先增加，但当乙醇体积分数达到70%后，再增加乙醇的体积分数，得率反而下降。这是因为石斛中生物碱类型较多，在乙醇体积分数为70%时，乙醇溶液的极性与石斛中大多数生物碱的极性相当，溶解能力强。因此，选择70%乙醇提取较好。
2.1.2 提取时间对石斛生物碱得率的影响 在乙醇体积分数为70%、超声波功率为200 W、固液比为1∶10的条件下提取不同的时间，提取时间对石斛生物碱得率的影响见图2。由图2可知，石斛生物碱得率先随提取时间的增加而增加，但当提取时间大于20 min后，得率随提取时间的增加反而下降，可能是超声波提取时间过长，所产生的热能使石斛生物碱结构被破坏，致使其得率降低。因此，提取时间以20 min为宜。
2.1.3 超声波功率对石斛生物碱得率的影响 在乙醇体积分数为70%、固液比为1∶10的条件下，采用不同功率的超声波辅助提取20 min，不同的超声波功率对石斛生物碱得率的影响见图3。由图3可知，石斛生物碱得率先随超声波功率的增加而增加，但当超声波功率大于200 W后，得率随超声波功率的增加而下降，可能是由于超声波功率过大，所产生的热能使石斛生物碱结构被破坏，致使其得率降低，超声波功率为200 W时提取效果最佳。
2.1.4 固液比对石斛生物碱得率的影响 在70%乙醇、不同固液比的条件下，采用200 W超声波辅助提取20 min，不同的固液比对石斛生物碱得率的影响见图4。由图4可知，随着提取溶剂用量的增加，得率增加，固液比为1∶10时，得率达到较高值，此后，继续增加提取溶剂用量，得率增加缓慢，考虑到过多的提取溶剂会带来后续浓缩等操作的难度，因此，固液比为1∶10比较合适。
2.2 石斛生物碱提取工艺条件正交试验优化结果
在单因素试验的基础上，对乙醇体积分数、超声波功率、提取时间和固液比4个因素进行正交试验，试验结果见表2。
由表2可知，各因素的影响顺序为A>B>C>D，即乙醇体积分数>超声波功率>提取时间>固液比。石斛生物碱提取工艺的优化条件是A2B2C2D1，即乙醇体积分数70%，超声波功率200 W，提取时间20 min，固液比1∶8。按该条件进行5次验证试验，石斛生物碱平均得率达到0.248%。F检验结果表明，乙醇体积分数和超声波功率对得率在所考察的范围内影响显著，而提取时间和固液比在所考察的范围内影响不显著。
3 结论
超声波辅助提取石斛生物碱的适宜条件为乙醇体积分数70%，超声波功率200 W，提取时间20 min，固液比1∶8，石斛生物碱平均得率达到0.248%。采用超声波辅助提取法提取石斛生物碱时间短、安全方便，是提取石斛生物碱的合适方法。
参考文献：
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