星点设计-效应面法优化飞扬草提取工艺研究

陶利，曹学成，周金辉

（1.济南军区总医院 药剂科，山东 济南 250031；2.山东济宁医学院 药学院，山东 济宁 276826）

星点设计-效应面法优化飞扬草提取工艺研究

陶利1，曹学成1，周金辉2Δ

（1.济南军区总医院 药剂科，山东 济南 250031；2.山东济宁医学院 药学院，山东 济宁 276826）

目的利用星点-效应面设计法优化飞扬草的最佳乙醇超声提取工艺。方法以飞扬草中槲皮苷的含量为指标，选取乙醇浓度、提取时间、溶剂倍量3个因素进行考察，结合单因素实验法和星点-效应面设计法对飞扬草的提取工艺进行优化。结果飞扬草的最佳提取工艺为：乙醇浓度为60%，提取时间为50min，溶剂倍量为10，在此提取条件下平均提取量为2.39mg／g。结论采用本实验方法优化飞扬草的提取工艺，简便合理。

飞扬草；响应面法；槲皮苷；超声提取

1.2 含量测定方法的建立［6-7］

1.2.1 飞扬草的提取：将飞扬草药材，去杂质，置于烘箱中60℃干燥12 h，粉碎。各取10 g，精密称定，将不同超声时间（功率100W，频率40 KHz）提取的飞扬草提取液浓缩，用提取时相应浓度的提取溶液定容至25m L，精密吸取1 mL，再用甲醇溶解并定容至10mL，用0.45μm微孔滤膜滤过，取续滤液，即得。

1.2.2 色谱条件［8］：色谱柱 Agilent TC-C18（4.6 mm×250mm，5μm）；流动相为乙腈：0.1%磷酸水（25∶75）；检测波长：256 nm；流速：1.0mL／min；柱温：25℃；进样量：20μL。

1.2.3 对照品溶液的制备：精密称取槲皮苷对照品适量，加甲醇制得槲皮苷含量为0.05mg／mL对照品溶液，用0.45μm微孔滤膜滤过，即得。

1.2.4 线性关系考察：分别紧密吸取槲皮苷对照品溶液1、2、4、6、8、10mL，用甲醇稀释成一系列的浓度溶液，按 2.1.1.项下方法测定峰面积，以槲皮苷的浓度（C）为横坐标，峰面积积分值（S）为纵坐标，绘制标准曲线，得回归方程：S＝59820C＋672.9，R2＝0.9989，表明槲皮苷在5.0～50.0μg／mL的浓度范围内，与其色谱峰的峰面积的积分值线性关系良好。

2 结果

2.1 单因素考察

2.1.1 考察乙醇浓度对槲皮苷提取量的影响：精密称取飞扬草各10g，分别用40%、50%、60%、70%、80%的乙醇作为提取溶剂，以溶剂倍量为8，超声提取30min，按1.2.1项下条件进行测定，考察乙醇浓度对槲皮苷提取量的影响，结果见图1。由图可知，随着乙醇浓度的升高，飞扬草中槲皮苷的提取量逐渐增大，当乙醇浓度达到60%时，槲皮苷的提取量达到最大值，之后随着乙醇浓度的增加，槲皮苷含量反而下降，其原因可能是槲皮苷是种极性高的黄酮类化合物，故60%为乙醇最佳浓度。

图1 乙醇浓度对槲皮苷提取量的影响Fig.1 The effect of the ethanol concentration to the retrieval amount of quercitroside

2.1.2 考察提取时间对槲皮苷提取量的影响：精密称取飞扬草各 10 g，以提取时间 30、40、50、60、70 min进行超声提取，以溶剂倍量为8，乙醇浓度60%，按1.2.1项下条件进行测定，考察提取时间对槲皮苷提取量的影响，结果见图2。研究结果表明，飞扬草中槲皮苷的提取量随着提取时间的增加而升高，当提取时间为50min时，槲皮苷的提取量取得较大值，此后随着时间的延长，提取量没有显著的变化，可能是因为槲皮苷的溶出已较为完全，故选择50min为最佳提取时间。

图2 提取时间对槲皮苷提取量的影响Fig.2 The effect of the extraction time to the retrieval amount of quercitroside

2.1.3 考察溶剂倍量对槲皮苷提取量的影响：精密称取飞扬草各10 g，以溶剂倍量 6、8、10、12、14，以 60%乙醇为提取溶剂，超声提取50min，按1.2.1项下条件进行测定，考察溶剂倍量对槲皮苷提取量的影响，结果见图3。有图可知，随着溶剂倍量的增加，槲皮苷的提取量上升到一定程度后，增加量没有显著变化，故选定10为溶剂倍量。

图3 溶剂倍量对槲皮苷提取量的影响Fig.3 The effect of the volume of solvent to the retrieval amount of quercitroside

2.2 星点设计-效应面法优化提取工艺［9-10］在单因素实验的基础上，选择对飞扬草提取效果影响较显著的3个因素作为考察指标，即乙醇浓度（A），提取时间（B），溶剂倍量（C），以槲皮苷在不同提取中的含量为指标，采用三因素，三水平的Box-Behnken响应面优化提取工艺［11-12］，见表 1、表 2。

表1 各因素水平的代码值及实际物理量Tab.1 The code value of each factor level and the actual physical quantities

采用Design-Expert软件对实验数据进行二次回归拟合，以槲皮苷含量对数据进行拟合得到回归方程：Y＝2.38＋0.033A＋0.055B＋0.07C－0.02AB＋0.04BC－0.09B2－0.085C2，r＝0.9908，P＜0.0001；根据回归方程可得，二次多项式拟合结果较好。方程回归分析及方差分析结果见表3，并根据二次回归方程绘制响应面曲线，能得到两个因素交互作用对响应值Y的影响，结果见图4。分析可知，各因素对槲皮苷提取量的影响由大到小依次为：溶剂倍量C＞提取时间B＞乙醇浓度A；在3个因素中，提取时间及溶剂倍量之间的交互作用对响应面的影响曲线较陡，等高线的数目也多于其他两两之间的交互作用，故提取时间和溶剂倍量对槲皮苷的提取量具有非常显著的影响（P＜0.01）。

2.3 最佳处方的验证 采用Design-Expert V8.0.6软件分析数据，得到飞扬草中槲皮苷提取的理论最佳工艺条件为：乙醇浓度为61.1%，提取时间为51.9min，溶剂倍量为10.3。在此条件下预测槲皮苷的提取量为2.45mg／g。根据实际试验操作，按乙醇浓度60%，提取时间50min，溶剂倍量10，对飞扬草进行3次平行验证试验，测得槲皮苷的平均提取量为2.39 mg／g。结果表明，试验优化的提取工艺参数准确可靠。

表3 回归系数显著性分析Tab.3 Analysis of significance of regression coefficient

图4 槲皮苷含量对乙醇浓度（A）、提取时间（B）及溶剂倍量（C）的三维效应面图Fig.4 The 3D effect graph of the quercitroside content to the ethanol concentration（A），the extraction time（B）and the volume of solvent（C）

3 讨论

本文先通过单因素实验，考察了乙醇浓度、提取时间、溶剂倍量对槲皮苷的提取量的影响，再进一步用星点-效应面设计法优选对槲皮苷提取量影响较大的3个因素乙醇浓度和提取时间和溶剂倍量［13-14］，结合实验具体操作得到最佳超声提取时间为：乙醇浓度为60%，提取时间为50min，溶剂倍量为10，提取效果较好，为飞扬草的批量提取及进一步研制飞扬草的相关剂型提供参考。相较传统煎煮法，本研究采用超声波提取法，具有时间短、效率高的特点，可以有效避免温度过高造成的有效成分损失。而乙醇对有效成分槲皮苷有较好的溶解度，醇提物杂质相对较少。飞扬草为民族中药材，具有较强的抗炎镇痛作用，相关报道还较少。化学成分表明，飞扬草中主要成分为黄酮苷、酚类和三萜等［15］。同时药理研究表明，飞扬草总黄酮对急性炎症有明显的抑制作用，具有明显的抗炎镇痛作用［16］。依据药典中对飞扬草的含量测定方法，选用有效成分槲皮苷作为评价指标进行实验。

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（编校：李璐璐）

Studies on optim izing extraction technology of Euphorbia hirta L.by central com posite design-response surfacemethodology

TAO Li，CAO Xue-cheng，ZHOU Jin-hui

（1.Department of Pharmacy，Jinan Military General Hospital，Jinan 250031，China；2.School of Medicine，Jining Medical University，Jining 276826，China）

ObjectiveTo optimize the extraction process of Euphorbia hirta L.by Central composite design／response surface methodology with ethanol by the ultrasonic extraction technology.MethodsBased on the single factor experiment and central composite design-response surface methodology，the content of quercitroside was regarded as evaluation index，select ethanol concentration，extraction time，and solid-liquid ratio as three evaluation factors to achieve the purpose.ResultsThe results indicated that the optimal extraction processwas obtained as follows：10 times the amount of60%ethanol under ultrasound for 2 times，50min each；the average content of the quercitrosidewas2.39mg／g.ConclusionThemethod to optimize the extraction process is simple and reasonable.

Euphorbia hirta L.；central composite design-response surface thodology；Quercitroside；ultrasonic extraction

R932

A

1005－1678（2014）04－0161－03

飞扬草是大戟科植物飞扬草Euphorbia hirta L.的干燥全草。飞扬草具有清热解毒，利湿止痒，通乳的功效。用于肺痈，乳痈，疔疮肿毒，牙疳，痢疾，泄泻，热淋，血尿，湿疹，脚癣，皮肤瘙痒，产后少乳等症［1］。化学成分研究表明，其主要成分为黄酮苷、酚类和三萜等［2］。药理研究表明，飞扬草总黄酮具有明显的抗炎镇痛作用，对急性炎症有抑制作用［3］。据文献报道及2010版中国药典，本研究选择黄酮类成分中的有效成分槲皮苷进行定量研究［4-5］，采用星点设计-效应面法拟合数据模型，优化飞扬草中槲皮苷的提取工艺，以便为进一步的制剂开发提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料 Agilent1100型高效液相色谱仪；VWD检测器；KQ-100DE型数控超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司）；SHB-3型循环水多用真空泵（郑州杜甫仪器厂）；DZKW-C型电子恒温水浴锅（郑州长城科工贸有限公司）；槲皮苷对照品由中国药品生物鉴定所鉴定（批号：111538-201402）；飞扬草药材（购自成都市荷花池中药材市场）经济南市食品药品监督管理局鉴定为合格药材；乙腈（色谱纯，天津四友）；超纯水自制；其他试剂均为分析纯。

全军“十一五”医药卫生科研基金（6J-006）

陶利，女，硕士，副主任药师，研究方向：临床药学，邮箱：694831261＠qq.com；周金辉，通信作者，男，博士，副教授，研究方向：药物分析，邮箱：2332294065＠qq.com。