CN114028440B - 一种积雪草提取物的脱色方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种积雪草提取物的脱色方法，所采用的技术方案为：将积雪草提取物按固液比与酸性乙醇进行混合，然后进行超声溶解，得到样品液；将样品液与中性氧化铝粉末加入搅拌器中进行搅拌，得到脱色溶剂；本发明中通过多次实验对中性氧化铝用量、搅拌温度、搅拌时间以及酸性乙醇的pH值等因素条件进行优化，得到最优的脱色条件；通过研究可以为积雪草提取物的品质提升和开发提供了一定的参考依据。

Description

一种积雪草提取物的脱色方法
技术领域
本发明属于药用活性成分的提取技术领域，尤其涉及一种积雪草提取物的脱色方法。
背景技术
积雪草为伞形科植物积雪草的干燥全草，用于湿热黄疸，中暑腹泻，石淋血淋，痈肿疮毒，跌扑损伤；在我国主要分布于华东、华南、中南及西南等地；积雪草主要含有三萜及其苷类、挥发油、黄酮类、生物碱等化合物，积雪草总苷作为其主要活性成分近年来被研究较多，其中积雪草苷具有神经保护、抗肿瘤、抗缺血再灌注损伤、抗支架再狭窄、保护肺脏多方面作用，羟基积雪草苷在临床上被用于抗炎抗氧化、抗抑郁症、抗肿瘤、皮肤增白、治疗烧伤性瘢痕、增强记忆，防治冠心病、心肌梗死、脑血栓、脑梗死。
目前对于积雪草中有效成分的脱色方法主要采用的是活性炭脱色，常见报道于积雪草化妆品工业中；最近也有研究发现氧化铝对积雪草有效成分也具有脱色效果，氧化铝脱色相较于活性炭脱色，不仅具有流程简单，而且具有脱色效果好的优点；在以往公开的文献中，公开了利用中性氧化铝树脂柱对积雪草苷进行脱色，关于积雪草总苷成分的脱色研究未见报道；然而影响积雪草总苷提取物的脱色效果是多因素的，并且是难以预料到的，公开文献中没有结合多因素条件进行分析优化，从而得到最优的脱色条件。
发明内容
基于现有技术存在的问题，本发明的目的在于：进一步研究中性氧化铝对积雪草总苷提取物的脱色效果，并对中性氧化铝用量、温度、时间以及pH值等多因素条件进行优化，得到最优的脱色条件，利用最优的脱色条件得到脱色率最高的积雪草提取物。
为了实现本发明的目的，本发明采取的技术方案为：
一种积雪草提取物的脱色方法，包括如下步骤：
步骤一、将积雪草原料进行破碎，采用乙醇水溶液回流法对积雪草破碎物进行提取，然后将提取物在硅胶柱上进行粗分离，得到积雪草提取物；
步骤二、按质量比称量出积雪草提取物与中性氧化铝粉末，所述积雪草提取物与中性氧化铝粉末的质量比为：1:8；
步骤三、预先将乙醇溶液进行酸化，得到pH为6的酸化乙醇，然后将积雪草提取物与酸化乙醇按固液比进行混合，得到混合液,所述积雪草提取物与酸化乙醇的固液比为：0.1g:5mL；将混合液进行搅拌，然后进行超声溶解，得到样品液；
步骤四、将所述中性氧化铝粉末与样品液放入搅拌器中进行搅拌脱色，得到脱色溶液；搅拌过程中的温度为50℃、时间为25min；
步骤五、将所述脱色溶液在70℃以下进行减压浓缩干燥，得到脱色产品。
作为上述方案的优选方案之一，所述步骤三中：
所述酸化方法为：将3％-4％质量分数的盐酸溶液滴加到乙醇溶液中，在混合过程中进行pH检测；所述乙醇溶液的浓度为50％。
作为上述方案的优选方案之一，所述中性氧化铝粉末的粒径大小为100-400目。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
传统的氧化铝脱色方法没有对多因素脱色条件进行优化；本发明中在已有研究基础上利用响应面法进一步研究中性氧化铝对积雪草总苷提取物的脱色效果，并对中性氧化铝用量、温度、时间、pH值的多因素条件进行优化，得到最优的脱色条件；通过研究可以为积雪草提取物的品质提升和开发提供了一定的参考依据。
附图说明
图1为不同中性氧化铝用量对脱色率的影响折线图；
图2为不同脱色时间下对脱色率的影响折线图；
图3为不同脱色温度下对脱色率的影响折线图；
图4为不同pH条件下对脱色率的影响折线图；
图5为中性氧化铝用量与脱色时间交互作用对脱色率的响应面分析结果图；
图6为中性氧化铝与脱色温度交互作用对脱色率的响应面分析结果图；
图7为中性氧化铝与pH交互作用对脱色率的响应面分析结果图；
图8为脱色温度与脱色时间交互作用对脱色率的响应面分析结果图；
图9为脱色时间与pH交互作用对脱色率的响应面分析结果图；
图10为脱色温度与pH交互作用对脱色率的响应面分析结果图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定目的所采用的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实例，对本发明提出的一种积雪草提取物的脱色方法作进一步说明。
实施例1
分析中性氧化铝用量对积雪草提取物脱色效果的影响，实验过程如下：
将积雪草原料进行破碎，采用乙醇水溶液回流法对积雪草破碎物进行提取，然后将提取物在硅胶柱上进行粗分离，得到积雪草提取物；
往体积分数为50％的乙醇溶液内滴入3％-4％质量分数的盐酸溶液，测试pH值，直到酸化乙醇pH＝6，然后分别称量出0.2g的积雪草提取物与10mL的酸化乙醇，将积雪草提取物与酸化乙醇进行搅拌混合后，放入KQ-600DE型超声清洗器中，进行超声溶解，得到样品液；
重复上述步骤，得到五份样品液样本，在五份样品液样本中分别放入0.2g、0.4g、0.8g、1.6g、3.2g中性氧化铝，并做好标记；然后将混合后的五份样品液样本分别倒入100mL烧杯中，然后采用RCT-B-S25恒温磁力搅拌器对样品液进行水浴加热和搅拌，直到温度达到50℃，在恒温50℃的条件下搅拌25min，最终得到五份脱色溶液；
将五份脱色溶液，分别用50％浓度的乙醇稀释150倍，然后在205nm的波长下用紫外分光光度计测定吸光度，扣除溶剂背景后计算脱色率；结果如图1所示。
脱色率计算方法为：脱色率＝(脱色前吸光度-脱色后吸光度)/脱色前吸光度×100％。
由图1可知，随着中性氧化铝用量增加，积雪草提取物的脱色率呈上升趋势；其中中性氧化铝用量分别为0.2g、0.4g、0.8g、1.6g、3.2g时，得到的脱色溶液颜色依次为棕黄色、黄色、淡黄色、接近无色、无色；综合考虑选择1.6g的中性氧化铝用量。
实施例2
分析脱色时间对积雪草提取物脱色效果的影响，实验过程如下：
将积雪草原料进行破碎，采用乙醇水溶液回流法对积雪草破碎物进行提取，然后将提取物在硅胶柱上进行粗分离，得到积雪草提取物；
往体积分数为50％的乙醇溶液内滴入3％-4％质量分数的盐酸溶液，测试pH值，直到酸化乙醇pH＝6，然后分别称量出0.2g的积雪草提取物与10mL的酸化乙醇，将积雪草提取物与酸化乙醇进行搅拌混合后，放入KQ-600DE型超声清洗器中，进行超声溶解，得到样品液；将样品液与1.6g的中性氧化铝倒入100mL烧杯中，然后采用RCT-B-S25恒温磁力搅拌器对样品液进行水浴加热和搅拌，直到温度达到50℃；
重复上述步骤，得到五份样品液，将五份样品液分别在恒温50℃的条件下搅拌10min、15min、20min、25min、30min，并做好标记，最终得到五份脱色溶液；
将五份脱色溶液，分别用50％浓度的乙醇稀释150倍，然后在205nm的波长下用紫外分光光度计测定吸光度，扣除溶剂背景后计算脱色率；结果如图2所示。
脱色率计算方法为：脱色率＝(脱色前吸光度-脱色后吸光度)/脱色前吸光度×100％。
由图2可知，随着脱色时间的增加，积雪草提取物的脱色率呈先上升后趋于平缓趋势；其中脱色时间分别为10min、15min、20min、25min、30min时，得到的脱色溶液颜色依次为黄色、黄色、淡黄色、略显淡黄色、略显淡黄色，且25min与30min的脱色时间对积雪草提取物的脱色效果相差不明显，为节约时间，选择脱色时间为25min。
实施例3
分析脱色温度对积雪草提取物脱色效果的影响，实验过程如下：
将积雪草原料进行破碎，采用乙醇水溶液回流法对积雪草破碎物进行提取，然后将提取物在硅胶柱上进行粗分离，得到积雪草提取物；
往体积分数为50％的乙醇溶液内滴入3％-4％质量分数的盐酸溶液，测试pH值，直到酸化乙醇pH＝6，然后分别称量出0.2g的积雪草提取物与10mL的酸化乙醇，将积雪草提取物与酸化乙醇进行混合后，放入KQ-600DE型超声清洗器中，进行超声溶解，得到样品液；将样品液与1.6g的中性氧化铝混合；
重复上述步骤，得到五份样品液，将五份样品液分别倒入100mL烧杯中，然后采用RCT-B-S25恒温磁力搅拌器对样品液进行水浴加热和搅拌，分别在恒温25℃、30℃、40℃、50℃、60℃搅拌25min，并做好标记，最终得到五份脱色溶液；
将五份脱色溶液，分别用50％浓度的乙醇稀释150倍，然后在205nm的波长下用紫外分光光度计测定吸光度，扣除溶剂背景后计算脱色率；结果如图2所示。
脱色率计算方法为：脱色率＝(脱色前吸光度-脱色后吸光度)/脱色前吸光度×100％。
由图3可知，随着脱色温度的增加，积雪草提取物的脱色率呈先上升后下降趋势；其中脱色温度分别为25℃、30℃、40℃、50℃、60℃时，得到的脱色溶液颜色依次为淡黄色、淡黄色、略显淡黄色、接近无色、接近无色。当脱色温度为50℃时积雪草提取物的脱色率最高，因此选择脱色温度为50℃。
实施例4
分析酸碱度对积雪草提取物脱色效果的影响，实验过程如下：
配取体积分数均为50％的乙醇溶液5份，分别滴入适量的3％-4％质量分数的盐酸或氢氧化钠溶液，测试PH值，得到PH值分别为5、6、7、8、9的乙醇溶液；
将积雪草原料进行破碎，采用乙醇水溶液回流法对积雪草破碎物进行提取，然后将提取物在硅胶柱上进行粗分离，得到积雪草提取物；
将五份10mL的乙醇样品分别与0.2g的积雪草提取物进行混合，并做好标记，然后分别放入KQ-600DE型超声清洗器中，进行超声溶解，得到五份样品液；分别将五份样品液与1.6g的中性氧化铝混合，将五份样品液分别倒入100mL烧杯中，然后采用RCT-B-S25恒温磁力搅拌器对样品液进行水浴加热和搅拌，在恒温50℃的条件下搅拌25min，最终得到五份脱色溶液；
将五份脱色溶液，分别用50％浓度的乙醇稀释150倍，然后在205nm的波长下用紫外分光光度计测定吸光度，扣除溶剂背景后计算脱色率；结果如图4所示。
脱色率计算方法为：脱色率＝(脱色前吸光度-脱色后吸光度)/脱色前吸光度×100％。
由图4可知，随着pH值增加，积雪草提取物的脱色率呈下降趋势。其中pH值为5、6、7、8、9时，得到的脱色溶液颜色依次为无色、无色、接近无色、淡黄色、黄色；且pH值为5与6时对积雪草提取物的脱色效果相差不明显，从反应条件的温和程度和对设备的要求来考虑，选择pH值为6。
实施例5
结合实施例1-4，分析多因素条件下中性氧化铝用量对积雪草提取物脱色效果的影响，积雪草提取物中的积雪草总苷含量为65.35％，羟基积雪草苷为42.04％，积雪草苷为33.10％；实验过程如下：
在单因素试验的基础上，进一步以X1(中性氧化铝用量)、X2(脱色时间)、X3(脱色温度)、X4(pH值)为考察因素，应用Design-Expert11软件进行Box-Behnken试验设计，选择合适的响应面因素和水平，以脱色率为响应值，设计四因素三水平的响应面试验，如表1所示。
表1响应面试验因素与水平
Figure GDA0003669312840000081
根据响应面实验得到的积雪草提取物的脱色结果，如表2所示。
表2响应面试验方案与结果
Figure GDA0003669312840000091
由表2可知，实验脱色效果最好的为实验8，该脱色率明显高于其它多因素条件下的脱色率，且该条件下的溶液呈无色；对该脱色条件将做进一步分析。
应用Design-Expert 11软件对表2结果进行方差分析，如表3所示。
表3方差分析
Figure GDA0003669312840000092
/>
Figure GDA0003669312840000101
由表3可知，该实验模型的F值为28.59，失拟项值为0.9715，结合P值，试验模型显著，失拟项不显著，表明数据集中，离散程度小且信噪比为18.0276>4，拟合方程满足响应面分析的要求；此时所得的中性氧化铝(X1)、脱色时间(X2)、脱色温度(X3)、pH(X4)二次回归方程为：脱色率＝40.17+15.46X1+1.07X2+2.11X3-4.22X4-4.11X1X4-4.28X2X3-2.26X1 2+11.61X2 2+8.46X3 2+15.17X4 2；
根据F值可得知，影响脱色率的主要因素排列顺序依次为：中性氧化铝的用量，pH值，脱色温度，脱色时间；
其中，一次项X1、X4对结果影响极显著(P<0.01)；交互项X1X4和X2X3对结果影响不显著(P>0.05)；二次项X2 2、X3 2、X4 2对结果影响极显著(P<0.01)。
图5-图10为脱色时间、中性氧化铝的用量、脱色温度、PH值四因素进行交互作用分析的结果；依据响应面的坡度和等高线的形状，从图中可知，中性氧化铝用量的响应面坡度最陡，PH值次之，再者是脱色温度，脱色时间最缓；与PH值的等高线不呈圆形，交互作用很显著，而脱色时间与脱色温度的等高线呈圆形，交互作用不显著；分析其原因可能主要是中性氧化铝作为一种常用的吸附性脱色材料，其作用类似于活性炭，用量与脱色效果呈正相关；同时积雪草提取物中的主要成分为积雪草总苷这类三萜皂苷成分，多为中性或弱酸性，在酸性条件下更有利于中性氧化铝对其吸附和分离，所以中性氧化铝的用量和PH值对积雪草提取物的脱色起决定性作用。
综上得到积雪草提取物脱色最优条件为：中性氧化铝为1.562g、脱色时间为25.690min、脱色温度为50.735℃、PH值为6。
实施例6
通过在实施例5响应面法得到的积雪草提取物脱色最优条件的基础上进一步细化，并进行最优条件验证实验，得到的结果如表4所示；实验过程如下：
结合实施例1-4的实验步骤，将步骤中的因素条件进行改变；在中性氧化铝用量为1.6g、脱色温度为50℃、脱色时间为25min的条件下，分别在酸化乙醇pH值为4.5、5.0、5.5、6.0、6.5的情况下进行实验，实验结果如表4。
结合实施例1-4的实验步骤，将步骤中的因素条件进行改变；在酸化乙醇pH值为5.0、脱色温度为50℃、脱色时间为25min的条件下，分别在中性氧化铝用量为1.5g、1.6g、1.7g、1.8g的情况下进行实验，实验结果如表4。
结合实施例1-4的实验步骤，将步骤中的因素条件进行改变；在酸化乙醇pH值为5.0、脱色温度为50℃、中性氧化铝用量为1.7g的条件下，分别在脱色时间为24min、25min、26min、27min的情况下进行实验，实验结果如表4。
结合实施例1-4的实验步骤，将步骤中的因素条件进行改变；在酸化乙醇pH值为5.0、脱色时间为26min、中性氧化铝用量为1.7g的条件下，分别在脱色温度为49℃、50℃、51℃的情况下进行实验，实验结果如表4。
表4进一步优化的实验结果
Figure GDA0003669312840000121
由表4可知，将积雪草提取物脱色最优的条件进行细化，确定细化后的积雪草提取物最优的脱色条件为：脱色时间为26min、脱色温度为50℃、酸化乙醇pH为5.0、中性氧化铝用量为1.7g；在上述的脱色条件下的脱色率为81.11％。
实施例7
通过实施例5响应面法得到的最优脱色条件下的脱色率与采用氧化铝柱脱色得到的脱色率进行对比，实验过程如下：
1、称取0.2g的积雪草提取物6份，平均分成3组，然后分别加入10mL的pH为6的50％乙醇溶液进行超声溶解后得到样品液，待用；
2、称取1.6g中性氧化铝粉末2份，分别加入到两份样品液中，均按照脱色温度50℃、脱色时间25min进行搅拌脱色，脱色结束后过滤得到脱色液，分别处理后进行脱色率检测，取平均值；
3、称取1.6g中性氧化铝粉末2份，分别加入径高比为1.5cm*6.0cm的柱子中，振实敲平，装柱完成后分别缓慢加入样品液，并控制柱子下端流出液的流速为1～2滴/秒，脱色结束后收集流出液，按前文的方法处理后进行脱色率检测，取平均值；
4、称取1.6g中性氧化铝粉末2份，分别加入径高比为2.0cm*9.3cm的柱子中，振实敲平，装柱完成后分别缓慢加入样品液，并控制柱子下端流出液的流速为1～2滴/秒，脱色结束后收集流出液，同样按前文的方法处理后进行脱色率检测；取平均值；
5、将以上采用中性氧化铝柱脱色与搅拌脱色得到的脱色液进行对比，发现搅拌脱色的脱色液无色，而中性氧化铝柱脱色的脱色液呈黄色或浅黄色，且脱色率的检测结果相差较大，如表5所示，说明在相同条件下采用搅拌脱色的方式优于文献报道采用的中性氧化铝柱的脱色效果。
表5中性氧化铝过柱脱色与搅拌脱色的效果对比
积雪草提取物脱色方式 吸光度 脱色率 柱子径高比
中性氧化铝搅拌脱色 0.142 80.81％ 无
中性氧化铝柱脱色(1) 0.354 52.16％ 1.5cm*6.0cm
中性氧化铝柱脱色(2) 0.466 37.03％ 2.0cm*9.3cm
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (2)

1.一种积雪草提取物的脱色方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、将积雪草原料进行破碎，采用乙醇水溶液回流法对积雪草破碎物进行提取，然后将提取物在硅胶柱上进行粗分离，得到积雪草提取物；
步骤二、按质量比称量出积雪草提取物与中性氧化铝粉末，所述积雪草提取物与中性氧化铝粉末的质量比为：1∶8；
步骤三、预先将乙醇溶液进行酸化，得到pH为6的酸化乙醇，然后将积雪草提取物与酸化乙醇按固液比进行混合，得到混合液，所述积雪草提取物与酸化乙醇的固液比为：0.1g∶5mL；将混合液进行搅拌，然后进行超声溶解，得到样品液；
步骤四、将所述中性氧化铝粉末与样品液放入搅拌器中进行搅拌脱色，得到脱色溶液；搅拌过程中的温度为50℃、时间为25min；
步骤五、将所述脱色溶液在70℃以下进行减压浓缩干燥，得到脱色产品；
所述步骤三中：
所述酸化方法为：将3％-4％质量分数的盐酸溶液滴加到乙醇溶液中，在混合过程中进行pH检测；所述乙醇溶液的浓度为50％。
2.如权利要求1所述的一种积雪草提取物的脱色方法，其特征在于，所述中性氧化铝粉末的粒径大小为100-400目。
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