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例子
摘要 目的 研究中草药半夏超临界CO 2 乙醇萃取物对不同惊厥动物模型的对抗作用。 方法 采用最大电休克和戊四唑惊厥模型,以托吡酯(Topiramate,TPM)为阳性对照,分析ig半夏超临界CO 2 乙醇萃取物小鼠的量效、时效关系及抗惊厥率和死亡率; 结果 半夏超临界CO 2 萃取物和TPM对MES有对抗作用,抗惊厥率分别达80%和90%(P<001),且量效均呈正相关性。其起效时间为30min,1h达峰,作用持续7h。两药均可延长MET惊厥潜伏期(P<001),对抗MET发作。 结论 半夏超临界CO 2 乙醇萃取物可剂量依赖性对抗小鼠最大电休克惊厥,亦可对抗戊四唑惊厥。其抗惊厥作用性质和TPM相似,但抗最大电休克、戊四唑惊厥效应较TPM弱,作用持续时间较TPM短。
关键词 半夏超临界CO 2 乙醇萃取物 托吡酯 最大电休克惊厥 戊四唑惊厥
癫痫是临床常见的多种病因引起的一类临床综合征,治疗难度大,发病率高。我国中医药治疗癫痫已有两千多年历史,不但在中草药治疗癫痫方面积累了丰富的经验,同时具有丰富的抗癫痫中草药资源。半夏有燥湿化痰之功效,查阅近10年的文献尚未见有关抗惊厥作用的动物实验研究资料。为此,我们采用超临界CO 2 流体萃取法(Super-critical-CO 2 Fluid Extraction,SFE-CO 2 )获得半夏超临界CO 2 乙醇萃取物作为研究对象,利用经典的MES、MET惊厥模型,以抗癫痫西药为阳性对照,观察其抗惊厥作用,为中医药治疗癫痫提供理论依据,为半夏的开发利用奠定药理学理论基础。
1 材料
11 动物 健康普通级昆明种小鼠,体重18~22g,雌、雄(♀♂)皆用,合格证号为:314第070101号;由山西医科大学实验动物中心提供。
12 药品及试剂 实验用半夏(Pinellia Tuber,PT)购于山西省药材公司,经山西医科大学药学系植化教研组鉴定后用于实验。超临界CO2 萃取由山西省康友药业有限公司完成。萃取流程为:原生药(5kg)-粉碎-进样-CO 2 流体压缩-萃取-减压-分离-70%的乙醇作携带剂-得半夏超临界CO 2 乙醇萃取物(supercritical-CO 2 alcohol fluid extrac-tions of Pinellia Tuber),用前以蒸馏水配制。托吡酯(Topa-max),瑞士Cilag公司生产,批号02CS063,用生理盐水配制。戊四唑(Metrazol,MET),荷兰癫痫研究中心惠赠。
2 方法
21 最大电休克惊厥(Maximal Electroshock Seizure,MES)实验 采用Swinyard [1] 法稍加改良。用JY-Ⅱ型电惊厥仪(山西医科大学药理教研室研制)两个耳电极夹住小鼠双耳部,按下列电刺激参数刺激:刺激强度70V、时间04s。以后肢强直为MES指标。实验前12h筛选动物,凡刺激小鼠未见后肢强直者弃之不用。
取昆明种小鼠260只,随机分为13个剂量组,每组20只,半夏CO 2 乙醇提取物5个剂量组按50、100、200、300、600(g/kg)ig给药,托吡酯6个剂量组按0032、0063、0125、025、05、10g/kg ig给药,正常对照组ig等容积的生理盐水。各剂量组小鼠ig给药后,分别于15min、30min、1h、2h……12h用上述同样参数刺激,记录抗MES数,计算抗惊厥率,分析各药作用高峰期的量效关系,用Bliss法计算各药的ED 50 、ED 95 ,记录药后的起效时间、达峰时间和作用持续时间。
22 抗戊四唑(Metrazol Seizure Test,MET)惊厥实验 取昆明种小鼠30只,随机分为3组,每组10只。(1)半夏CO 2 乙醇提取物组1949g/kg ig(2)托吡酯组022g/kg;(3)正常对照组ig等容积的生理盐水,ig容量01ml/10g。药后1h,皮下注射(sc)Met100mg/kg,以全身阵挛性惊厥为观察指标,记录惊厥潜伏期(Seizure Latency,SL)、惊厥数(凡注射戊四唑10min内出现惊厥者为阳性)和死亡数,计算抗惊厥率及死亡率。
23 统计学方法 结果均以ˉx±s表示,多样本均数比较采用方差分析,全部数据均使用SPSS统计软件一次性处理,以P<005判定有统计学显著差异。
3 结果
31 半夏超临界CO 2 乙醇萃取物的抗MES效应
311 量效关系 Tab1-2和图1显示,以半夏超临界CO 2乙醇萃取物和托吡酯的抗惊厥率为纵坐标,对数剂量为横坐标可作出S形量效曲线,说明两药均有明显的抗MES作用,且量效呈正相关性。前者抗惊厥率达80%(P<001),ED 50 为1946g/kg,后者抗惊厥率达90%(P<001),ED 50 为022g/kg。
312 时效关系 半夏超临界CO 2 乙醇萃取物和托吡酯的起效时间、达峰时间和作用持续时间见图2。由图可见,半夏超临界CO 2 乙醇萃取物的起效时间均为15min,达峰时间均为30min,作用持续时间为7h,较托吡酯短(12h)。
32 半夏超临界CO 2 乙醇萃取物的抗MET效应 Tab3表明,半夏超临界CO 2 乙醇萃取物和托吡酯组分别与对照组比较均使小鼠MET惊厥潜伏期明显延长,差异具有显著性(P<001),抗MET惊厥率为40%,托吡酯为30%,两药与对照组相比差异均无显著性(P>005),而半夏超临界CO 2 乙醇萃取物组小鼠的死亡率为40%,与对照组相比差异无显著性(P>005),与托吡酯(50%)相比亦差异无显著性(P>005)。
4 讨论
癫痫是一种发病率高、临床治疗难度大的中枢神经系统常见病。中医理论认为,癫痫的病因是由多种因素导致痰浊内生,痰聚而气逆不顺,或气郁化火,火生风动,挟痰上蒙清窍,横窜经络,内扰神明,而致癫痫发作,与心、肝、脾等脏器有关 [2] 。1993年卫生部制定了“中药新药治疗痫症的临床研究指导原则”,对本病进行了辨证分型,分为风痰闭阻证、痰火内闭证、肝肾亏虚证、气血淤滞证五种类型,在治疗上以化痰、息风、泻火、行气、祛淤、补气等为治疗原则。半夏有燥湿化痰之功效。据报道,单用半夏粉治疗癫痫12例,痊愈5例,显效5例,无效2例 [3] 。目前为止,尚未见半夏抗惊厥作用的动物实验研究资料。本实验结果显示,半夏超临界CO 2 乙醇萃取物有较强的抗MES惊厥作用,最大抗惊厥率可达80%,且量效呈正相关性;可明显延长戊四唑惊厥的潜伏期;说明半夏超临界CO 2 乙醇萃取物对戊四唑惊厥也有良好的对抗效果。时效分析发现,半夏CO 2 醇提物在药后30min起效,1h达作用高峰,抗惊厥作用时间可持续7h。目前公认,MES是癫痫大发作的实验模型,是筛选对抗人类部分性和强直-阵挛性发作有效药物的最有价值的实验方法 [4] 。本实验结果显示,半夏超临界CO 2 乙醇萃取物抗MES效能虽不及托吡酯(最大抗惊率为90%),但作用性质与托吡酯相似,提示临床应用半夏治疗部分性和强直-阵挛性发作可能有效。戊四唑是GABA受体拮抗剂,主要通过影响与GABA相关的氯离子通道的活性,使中枢抑制功能减弱,神经元过度兴奋,引起癫痫发作。一般认为能明显对抗MET的药物可以治疗人类的癫痫小发作 [4] 。本实验结果显示,半夏超临界CO 2 乙醇萃取物抗MET作用较强,且作用性质与托吡酯相似,提示临床应用半夏治疗癫痫小发作可能有效。综上结果可以推测,半夏是一味有开发价值的抗癫痫中药,我们将在后续的研究中进一步提取其抗痫有效成分并进一步作抗痫谱和抗癫痫机制的深入探讨。
1.经典的提取分离方法 传统中草药提取方法有:溶剂提取法、水蒸汽蒸馏法两种。溶剂提取法有浸渍法、渗源法、煎煮法、回流提取法、连续提取等。分离纯化方法有,系统溶剂分离法、两相溶剂举取法、沉淀法、盐析法、透析法、结晶法、分馏法等。 2.现代提取分离技术的应用 近年应用于中药提取分离中的高新技术有:超临界流体萃取法、膜分离技术、超微粉碎技术、中药絮凝分离技术、半仿生提取法、超声提取法、旋流提取法、加压逆流提取法、酶法、大孔树脂吸附法、超滤法、分子蒸馏法。 超临界流体萃取法(SFE):该技术是80年代引入中国的一项新型分离技术。其原理是以一种超临界流体在高于临界温度和压力下,从目标物中萃取有效成分,当恢复到常压常温时,溶解在流体中成分立即以溶于吸收液的液体状态与气态流体分开。萃取过程一般分为流体压缩→萃取→ 减压→分离四个阶段。
与传统的提取分离法相比较,SFE最大的优点是可在近常温常压条件下提取分离不同极性、不同沸点的化合物,几乎保留产品中全部有效成分.无有机溶剂残留;产品纯度高,收率高,操作简单,节能;通过改变萃取压力、温度或添加适当的夹带刺,可改变革取制的溶解性和选择性。
利用SFE提取和分离中药成分,已引起国内外学者的关注,并进行了广泛研究。有关学者对黄山药中薯蓣皂甙素提取应用超临界CO2流体萃取和汽油或乙醇法进行比较表明有收率高,提取时间短等方面优点。还有学者报导了采用超临界CO2从柴胡中提取柴胡挥发油,用SEF-CO2从新疆软紫草中提取紫草素及其衍生物等。
利用SFE提取和分离中药有效群体及有效成分具许多优点,但在实际应用方面还较少,还有待于进一步在生产中应用推广。 膜分离技术:摸分离技术是近几十年来发展起来的分离技术,其分离基本原理是利用化学成分分子量差异而达到分离目的.在中药应用方面主要是滤除细菌、微粒、大分子杂质(胶质、鞣质、蛋白、多糖)等或脱色。该工艺与传统的醇流工艺比较省去了醇沉工艺中的多道工序,达到除杂的目的,仍然保持了传统中药的煎煮和复方配伍具有侵膏干燥容易、吸湿性小,添加赋形剂少,节约大量乙醇和相应的回收设备,缩短生产周期,减少工序及人员,节约热能等特点。 超微粉碎技术;超微粉碎技术是利用超声粉碎、超低温粉碎技术,使生药中心粒径在5~10μm以下,细胞破壁率达到95%。药效成分易于提取也容易被人体直接吸收,这种新技术的应用,不仅适合于各种不同质地的药材,而且可使其中的有效成分直接暴露出来,从而使药材成分的溶出和起效更加迅速完全。中药有效成分的溶出速度与药物粉碎度有关,对不同粉碎度的三七进行了体外溶出度试验。结果表明三七药材45min溶出物含量和三七总皂甙溶出量大小顺序为:微粉>细粉>粗粉>颗粒。
中药超细粉化的研究开发刚刚起步,常用于一些作用独特的传统名贵中药,如西洋参、珍珠等的粉碎。这些滋补保健中药微粉化后可使利用率大大提高。 中药絮疑分离技术:黎波分离技术是在混悬的中药提取液中加入一种素凝沉淀剂吸附溶液中的悬浮物,以达到提高产品澄明度和质量。如利用壳聚糖为原料制成的絮凝沉淀剂制备丹参。服液的实验表明,絮凝法工艺在指标成分原儿茶醛的稳定性和经济指标等方面均优于水提醇沉法。用絮凝法处理中药肉苁蓉的水提液,并与醇流法对比,结果表明,絮凝法较好的保留了指标成分。 半仿生提取法:1995年张兆旺等提出了"半仿生提取法"的中药提取新概念。即从生物药剂学的角度,将整体药物研究法与分子药物研究法相结合,模拟口服给药后药物经胃肠道转运的环境,为经消化道给药的中药制剂及计提供了新的提取工艺思路。即先将药料以一定PH的酸水提取,继以一定PH的碱水提取,提取水的最佳PH和其它工艺参数的选择,可用一种或几种有效成分结合主要药理作用指标,采用比例分割法来优选。以芍药甙、甘草次酸为指标比较芍甘止痛颗粒"半仿生提取法"优于传统水煎煮法,以小檗碱、黄芩甙、栀子成为指标。考查寒痛定泡腾冲剂4种提取方法,结果半仿生提取法>半仿生提取醇沉法>水提取法醇沉法。 超声提取法:超声提取法是近年来应用到中草药有效成分提取分离中的一种提取手段,其原理主要是利用超声增大物质分子运动频率和速度,增加溶剂穿透力,提高药物溶出速度和溶出次数,缩短提取时间的浸提方法。与常规提取法(煎煮法、水蒸法、蒸馏法、渗病等)相比,具有提取时间短(<30min),提出率高(增大2~3倍),低温提取有利于保护有效成分等优点。例如用超声提高薯蓣皂甙得率的实验研究表明超声提取工艺与回流提取工艺对比分析得知,前者比后者可节约原药材27%。超声波从黄劳报中提取黄芩甙的方法,与常规煎煮法相比,无需加热,缩短了提取时间,提高了得出率。 旋流提取法:此法是采用PT-1型组织搅拌机,搅拌速度为8000r/min。原料不必预先加以粉碎。提取用水温度分别为20℃和100℃,处理时间20-30min,旋流法(8000r/min)提取侧金盏花,对提取液中黄酮类化合物、皂甙、有机酸等进行分析,表明旋流法的提取效率较高。 加压逆流提取法:此法是将若干提取装置患联、溶剂与药材逆流通过,并保持一定接触时间的方法。此法可使冬凌草提取滚浓度增加19倍,而溶剂及热能单耗分别降低 40%和57%。 酶法:酶工程技术是近几年来用于中药工业的一项生物技术。中草药成分复杂,有有效成分,也有如蛋白质、果胶、淀粉、植物纤维等非有效成分。这些成分一方面影响植物细胞中活性成分的浸出,另一方面也影响中药液体制剂的澄清度。传统的提取方法(如煎煮、有机溶剂是出和醇处理方法)提取温度高,提取率低,成本高,不安全,而用适当的酶,可通过因反应较温和地将植物组织分解,加速有效成分的择放提取。选用适当的酶可将影响波体制剂的杂质如淀粉、蛋白质、果胶等分解除去,也可促进某些极性低的脂溶性成分转移到水溶性甙糖中而有利于提取。这是一项很有前途的新技术,完全适于工业化大生产。在国内,上海中药一厂用酶法成功制备了生脉饮口服液。 大孔树脂吸附法;大孔树脂是近代发展起来的一类有机高聚物吸附剂,70年代末开始将其应用于中草药成分的提取分离。大孔树脂的常用型号有:D-101型、D-201 型、MD-05271型、GDX-105型、CAD-40等,其特点是吸附容量大,再生简单,效果可靠,尤其适用于分高纯化甙类、黄酮类、皂甙类.生物碱类等成分及大规模生产。作为一种分离手段,大孔树脂吸附分离技术正广泛地应用于中药生产中。将大孔树脂吸附用于银杏叶的提取,提取物中银杏黄酮含量稳定在26%以上。用大孔树脂吸附测量三七及其制剂冠心宁总皂甙,试验证明:D-101型吸附树脂对三七、人参三萜皂甙在水溶液中不仅吸附快、解吸也快,而且吸附容量相当可观,方法简便有效,用于分高纯化植物中皂甙一定价值。 超滤法:超滤技术是60年代发展起来的一种以多孔性半透膜--超滤膜。作为分离介质的腰分离技术,具有分离不同分子量分子的功能。其特点是:有效膜面积大、滤速快,不易形成表面浓度极化现象,无相态变化,低温操作破坏有效成分的可能性小,能耗小等。近几年来,国内科学者将其应用于中药提取液的澄清分离,效果良好,可与其他分离方法如高速高心法,醇处理法等结合用于中药液体制剂的澄清分离,提取,浓缩。而且还可用于除菌除热原。目前该技术在中药生产中应用刚刚起步,试验研究较多,用于大规范生产,及设备使用率,工艺术条件等方面,还有待于进一步完善提高。 分子蒸馏技术。此技术同于一种高新技术。在分离过程中,物料处于高真空、相对低温的环境,停留时间短,损耗极少,故分子蒸馏技术特别适合于高沸点,低热敏性物料,尤其是挥发油类,如玫瑰油、藿香油。该技术在我国属起步阶段,但随着分子蒸馏装置的国产化,必将加快推广应用。 3提取分离方法的展望 当今,回归自然的热潮席卷全球,天然药物在治疗和保健方面受重视,为中药新的研究和发展带来了新的契机。我国正在逐步落实中药现代化的实现措施,而中药有效群体和有效成分的提取分离方法研究和应用亦是中药在制剂现代化过程中不可缺少的环节,所以在中药制药行业,引进新的提取分离技术,将有利于改善传统提取分离方法的不足,相对保持了原生物体中固有的有效群体的自然组成,从而提高了中药的疗效,解决长期以来中药在前期研究时疗效好,后期工业化生产后疗效差的根本原因。同时随着科学技术的发展,科技含量较高的提取分离技术,常会通过有机的组合,联用于中药的提取工作。另外,中药的研究又离不开提取分离技术。而提取分离技术又对中药的开发及现代化起着至关重要的作用。所以,加快新的提取分离方法的研究,就是加快实现中药现代化的步伐。
1溶剂提取法的原理:
溶剂提取法是根据中草药中各种成分在溶剂中的溶解性质,选用对活性成分溶解度大,对不需要溶出成分溶解度小的溶剂,而将有效成分从药材组织内溶解出来的方法。当溶剂加到中草药原料(需适当粉碎)中时,溶剂由于扩散、渗透作用逐渐通过细胞壁透入到细胞内,溶解了可溶性物质,而造成细胞内外的浓度差,于是细胞内的浓溶液不断向外扩散,溶剂又不断进入药材组织细胞中,如此多次往返,直至细胞内外溶液浓度达到动态平衡时,将此饱和溶液滤出,继续多次加入新溶剂,就可以把所需要的成分近于完全溶出或大部溶出。
中草药成分在溶剂中的溶解度直接与溶剂性质有关。溶剂可分为水、亲本性有机溶剂及亲脂性有机溶剂,被溶解物质也有亲水性及亲脂性的不同。
有机化合物分子结构中亲水性基团多,其极性大而疏于油;有的亲水性基团少,其。极性小而疏于水。这种亲水性、亲脂性及其程度的大小,是和化合物的分子结构直接相关。一般来说,两种基本母核相同的成分,其分子中功能基的极性越大,或极性功能基数量越多,则整个分子的极性大,亲水性强,而亲脂性就越弱,其分子非极性部分越大,或碳键越长,则极性小,亲脂性强,而亲水性就越弱。
各类溶剂的性质,同样也与其分子结构有关。例如甲醇、乙醇是亲水性比较强的溶剂,它们的分子比较小,有羟基存在,与水的结构很近似,所以能够和水任意混合。丁醇和戊醇分子中虽都有羟基,保持和水有相似处,但分子逐渐地加大,与水性质也就逐渐疏远。所以它们能彼此部分互溶,在它们互溶达到饱和状态之后,丁醇或戊醇都能与水分层。氯仿、苯和石油醚是烃类或氯烃衍生物,分子中没有氧,属于亲脂性强的溶剂。
这样,我们就可以通过时中草药成分结构分析,去估计它们的此类性质和选用的溶剂。例如葡萄糖、蔗糖等分子比较小的多羟基化合物,具有强亲水性,极易溶于水,就是在亲水性比较强的乙醇中也难于溶解。淀粉虽然羟基数目多,但分子大大,所以难溶解于水。蛋白质和氨基酸都是酸碱两性化合物,有一定程度的极性,所以能溶于水,不溶于或难溶子有机溶剂。甙类都比其甙元的亲水性强,特别是皂甙由于它们的分子中往往结合有多数糖分子,羟基数目多,能表现出较强的亲水性,而皂甙元则属于亲脂性强的化合物。多数游离的生物碱是亲脂性化合物,与酸结合成盐后,能够离子化,加强了极性,就变为亲水的注质,这些生物碱可称为半极性化合物。所以,生物碱的盐类易溶于水,不溶或难溶于有机溶剂;而多数游离的生物碱不溶或难溶于水,易溶于亲脂性溶剂,一般以在氯仿中溶解度。鞣质是多羟基的化台物,为亲水性的物质。油脂、挥发油、蜡、脂溶性色素都是强亲脂性的成分。
总的说来,只要中草药成分的亲水性和亲脂性与溶剂的此项性质相当,就会在其中有较大的溶解度,即所谓“相似相溶”的规律。这是选择适当溶剂自中草药中提取所需要成分的依据之一。
2溶剂的选择:
运用溶剂提取法的关键,是选择适当的溶剂。溶剂选择适当,就可以比较顺利地将需要的成分提取出来。选择溶剂要注意以下三点:①溶剂对有效成分溶解度大,对杂质溶解度小;②溶剂不能与中药的成分起化学变化;③溶剂要经济、易得、使用安全等。
常见的提取溶剂可分为以下三类:
1)水:水是一种强的极性溶剂。中草药中亲水性的成分,如无机盐、糖类、分子不太大的多糖类、鞣质、氨基酸、蛋白质、有机酸盐、生物碱盐及甙类等都能被水溶出。为了增加某些成分的溶解度,也常采用酸水及碱水作为提取溶剂。酸水提取,可使生物碱与酸生成盐类而溶出,碱水提取可使有机酸、黄酮、蒽醌、内酯、香豆素以及酚类成分溶出。
但用水提取易酶解甙类成分,且易霉坏变质。某些含果胶、粘液质类成分的中草药,其水提取液常常很难过滤。沸水提取时,中草药中的淀粉可被糊化,而增加过滤的困难。故含淀粉量多的中草药,不宜磨成细粉后加水煎煮。中药传统用的汤剂,多用中药饮片直火煎煮,加温可以增大中药成分的溶解度外,还可能有与其他成分产生“助溶”现象,增加了一些水中溶解度小的、亲脂性强的成分的溶解度。但多数亲脂性成分在沸水中的溶解度是不大的,既使有助溶现象存在,也不容易提取完全。如果应用大量水煎煮,就会增加蒸发浓缩时的困难,且会溶出大量杂质,给进一步分离提纯带来麻烦。中草药水提取液中含有皂甙及粘液质类成分,在减压浓缩时,还会产生大量泡沫,造成浓缩的困难。通常可在蒸馏器上装置一个汽一液分离防溅球加以克服,工业上则常用薄膜浓缩装置。
2)亲水性的有机溶剂:也就是一般所说的与水能混溶的有机溶剂,如乙醇(酒精)、甲醇(木精)、丙酮等,以乙醇最常用。乙醇的溶解性能比较好,对中草药细胞的穿透能力较强。亲水性的成分除蛋白质、粘液质、果胶、淀粉和部分多糖等外,大多能在乙醇中溶解。难溶于水的亲脂性成分,在乙醇中的溶解度也较大。还可以根据被提取物质的性质,采用不同浓度的乙醇进行提取。用乙醇提取比用水量较少,提取时间短,溶解出的水溶性杂质也少。乙醇为有机溶剂,虽易燃,但毒性小,价格便宜,来源方便,有一定设备即可回收反复使用,而且乙醇的提取液不易发霉变质。由于这些原因,用乙醇提取的方法是历来最常用的方法之一。甲醇的性质和乙醇相似,沸点较低(64℃),但有毒性,使用时应注意。
3)亲脂性的有机溶剂:也就是一般所说的与水不能混溶的有机溶剂,如石油醚、苯、氯仿、乙醚、乙酸乙酯、二氯乙烷等。这些溶剂的选择性能强,不能或不容易提出亲水性杂质。但这类溶剂挥发性大,多易燃(氯仿除外),一般有毒,价格较贵,设备要求较高,且它们透入植物组织的能力较弱,往往需要长时间反复提取才能提取完全。如果药材中含有较多的水分,用这类溶剂就很难浸出其有效成分,因此,大量提取中草药原料时,直接应用这类溶剂有一定的局限性。
3提取方法:
用溶剂提取中草药成分,、常用浸渍法、渗漉法、煎煮法、回流提取法及连续回流提取法等。同时,原料的粉碎度、提取时间、提取温度、设备条件等因素也都能影响提取效率,必须加以考虑。
1)浸渍法:浸渍法系将中草药粉末或碎块装人适当的容器中,加入适宜的溶剂(如乙醇、稀醇或水),浸渍药材以溶出其中成分的方法。本法比较简单易行,但浸出率较差,且如用水为溶剂,其提取液易于发霉变质)须注意加入适当的防腐剂。
2)渗漉法:渗漉法是将中草药粉末装在渗漉器中,不断添加新溶剂,使其渗透过药材,自上而下从渗漉器下部流出浸出液的一种浸出方法小当溶剂渗进药粉溶出成分比重加大而向下移动时,上层的溶液或稀浸液便置换其位置,造成良好的浓度差,使扩散能较好地进行,故浸出效果优于浸渍法。但应控制流速,在渗渡过程中随时自药面上补充新溶剂,使药材中有效成分充分浸出为止。或当渗滴液颜色极浅或渗涌液的体积相当于:原药材重的10倍时,便可认为基本上已提取完全。在大量生产中常将收集的稀渗淮液作为另一批新原料的溶剂之用。
3)煎煮法:煎煮法是我国最早使用的传统的浸出方法。所用容器一般为陶器、砂罐或铜制、搪瓷器皿,不宜用铁锅,以免药液变色。直火加热时时常搅拌,以免局部药材受热太高,容易焦糊。有蒸汽加热设备的药厂,多采用大反应锅、大铜锅、大木桶,或水泥砌的池子中通入蒸汽加热。还可将数个煎煮器通过管道互相连接,进行连续煎浸。
4)回流提取法:应用有机溶剂加热提取,需采用回流加热装置,以免溶剂挥发损失。小量操作时,可在圆底烧瓶上连接回流冷凝器。瓶内装药材约为容量的%~%,溶剂浸过药材表面约1~2cm在水浴中加热回流,一般保持沸腾约:小时小放冷过滤,再在药渣中加溶剂,作第二、三次加热回流分别约半小时,或至基本提尽有效成分为止。此法提取效率较冷浸法高,大量生产中多采用连续提取法。
5)动连续提取法:应用挥发性有机溶剂提取中草药有效成分,不论小型实验或大型生产,均以连续提取法为好,而且需用溶剂量较少,提取成分也较完全。实验室常用脂肪提取器或称索氏提取器。连续提取法,一般需数小时才能提取完全。提取成分受热时间较长,遇热不稳定易变化的成分不宜采用此法。
(1)由题意可知实验设计思路是:甲是对照组、乙和丙是实验组;题中将乙、丙两组制成实验性糖尿病即血糖升高,据实验步骤③可知丙组接受桑叶提取液处理以观察升高的血糖是否能降下来,故甲、乙两组饲喂等量的清水以控制无关变量.当实验结束后对因变量进行测量故四周后用血糖测定仪测定实验组和对照组大鼠的血糖浓度并对之进行分析得出结论.
(2)由于甲组是对照组处于正常状态故血糖最稳定所以第一栏代表甲组,第二栏开始时血糖浓度升高且结束时血糖浓度有所下降故故就是丙组,最后一组升高的血糖浓度并没有降下来故应为乙组.
(3)通过三组数据分析可得出桑叶提取液可以降低血糖浓度但效果不佳.
故答案为:
(1)②用血糖测定仪测定各组大鼠的血糖浓度,并进行统计分析
③灌喂蒸馏水2mL/d,连续灌喂4 周
④用血糖测定仪测定各组大鼠的血糖浓度,并进行统计分析
(2)甲 丙 乙
(3)桑叶提取液对糖尿病大鼠降低血糖的作用明显,但不能降到正常水平
生药虽来源于植物、动物和矿物,但95%以上来自植物,其所含的化学成分主要是指植物新陈代谢所产生的代谢产物。大多为维持本身生命活动所必需的化合物,这些成分含量较高,而生理活性一般较小,临床应用不多。而植物的次生代谢产物,它们是存在于植物体内的特殊成分,含量较低,但生理活性较强,具有临床应用的价值。通常把生药的化学成分分为三类:
1 有效成分(active substances)
指具有显著生理活性和药理作用,在临床上有一定应用价值的成分。医`学教育网搜集整理这类成分仅存在于某些植物中,包括生物碱类、甙类、挥发油类等等,如:利血平(reserpine)是萝芙木降压的有效成分,苦杏仁甙(amygdalin)是苦杏仁止咳平喘的有效成分,薄荷挥发油中的薄荷醇(emnthol)和薄荷酮(menthone)是薄荷辛凉解表的有效成分。
2 辅成分(adjuvant substances)
指具有次要生理活性和药理作用的成分,有时候,它们在临床上也有一定的应用价值。有些辅成分能促进有效成分的吸收,增强疗效,如:洋地黄皂甙能促进洋地黄强心甙的吸收,从而增强洋地黄的强心作用。有些辅成分能使有效成分更好地发挥作用,如槟榔中的鞣质,可保护槟榔碱(arecoline)在胃液中不溶解,而到肠中才被游离出来,木栓、角质、粘液、色素、树脂等。在生药鉴定、有效成分测定或在制备药剂时必须考虑它们的存在与性质。
3 无效成分(inactive substances)
指无生理活性,在临床上没有医疗作用的成分。它们包括纤维素、木栓、角质、粘液、色素、树脂等。在生药鉴定、有效成分测定或在制备药剂时必须考虑它们的存在与性质。
上述分类并不是绝对的和固定不变的,应根据具体的生药进行具体分析,才能确定某成分是否是有效成分、辅成分或无效成分。医学`教育网搜集整理如:鞣质在地榆与五倍子中为有效成分,在大黄中为辅成分,而在肉桂中为无效成分。同时应从发展的观点来分析,随着人们的不断实践,特别是现代科学技术的发展,生药中越来越多的化学成分被认识,用于药理研究,进而被开发用于临床。原来认为是“无效”成分,现在不少已发现了它们的医疗价值,而成为有效成分了。如:天花粉蛋白质有引产、抗癌作用,蘑菇多糖(lentian)对实验动物的肿瘤有明显抑制作用,叶绿素能促使肉芽生长,菠萝蛋白酶有驱虫、抗炎、抗水肿的作用。
生药的化学成分不仅与药理作用、临床应用有密切的联系,而且对于生药的鉴定、质量评价、新制剂的开发研究、新资源的发掘利用均有密切联系。随着化学成分的生源(biogenesis)和生物合成(biosynthesis)研究的深入,对植物新陈代谢及其代谢产物的内涵也将不断充实和发展。
讨论炮制对中药活性成分及功效的影响论文
中药炮制技术是我国古代医学家在长期的临床实践中总结的重要经验,通过炮制处理中药材形态、外观、四气五味等均会发生改变,同时毒性药物毒性作用也会大大降低,可知炮制即保证了临床用药安全,又改善了药物疗效。中药材多为天然植物药,存在较多活性成分,而炮制过程促进了这些活性成分灭活、分解等反应发生,也直接改变了药材的功效,因而炮制作用重大。当前,关于炮制对中药活性成分及功效研究相对较少,故本次研究结合现代科学计量资料对炮制影响中药活性成分及功效的效果进行了分析总结,具体如下。
1 炮制对中药活性成分的影响
11 炮制对生物碱类物质的影响
生物碱是一类氮碱性有机化合物,常见于天然植物药中,较多药材含有该类物质,但是较多类生物碱毒性较强,需通过炮制去除或减弱。药材中生物碱不溶于水或水溶性较差,受热易分解,因而通过加热方式可去除多数生物碱,如乌头、附子等药物生品生物碱较高,经彻底加热后,各类生物碱含量大大降低,同时为了保护其他活性成分,调和药性可采用黑豆法和米醋法炮制。
12 炮制对多糖类物质的影响多
糖类物质广泛存在于多种药材中,在白术、茯苓、大黄等药材广泛存在,具有抗菌、抗炎,提高免疫力作用。部分药材需经过炮制过程,提高多糖含量,经过加热等方式促进植物糖类水解生成多糖。常用的盐制、酒制、醋制炮制工艺,都可以促进药材多糖含量增加,但是不同药材敏感度不同。以白术为例,不同炮制方法对多糖成分的影响不同,但与生白术相比,各类炮制方法均促进了多糖生成,如炭白术中多糖类含量较高,而焦白术、清炒白术则相对降低;但大黄炭和醋大黄中多糖含量不升反降,与白术相反。
13 炮制对挥发油类物质的影响
芳香化湿类等中药材中多含有较多挥发油类物质,而挥发油是发挥药材功效的主要成。挥发油类物质存在一定毒性,尤其含量过高时可引发一系列毒副反应,故需要通过炮制方法去除一部分挥发油。挥发油类物质可随温度升高而挥发散尽,因而在现代制药提前挥发油时,多采用加热及水蒸气蒸馏获取挥发油,炮制挥发油浓度较高药材时,可采用烘制法等调整烘制时间可控制药材中挥发油含量。以乳香为例,生品挥发油含量过高,较容易产生毒副作用,而经烘制后各类挥发油含量下降49%~80%,对人体刺激性减小达到良好的药效。在以挥发油为主要疗效物质时,需注意炮制温度不宜过高、时间不宜过长,防止挥发油散尽。
14 炮制对苷类物质的影响
苷类是常见的中药活性成分,如人参总皂苷、苦杏仁苷、天麻苷、黄芩苷等,不同苷类功效差别较大。苷类成分稳定性较差,受热易分解,因而当苷类物质作为有效成分时,要通过炮制可增加苷类的溶解度和浸出量,同时要保护苷类成分免收破坏。例如,药材中含有苷类分解酶时,要通过加热方法促进酶活性降低或失活,保证苷类成分稳定存在,提高药效,常用方法为热浸法。当苷类成分为毒性物质时,需利用其受热易分解的性质促进其水解,以山茱萸为例,生品苷类含量较多,而酒蒸后苷类含量下降50%以上,其中温补肝肾苷类并无损耗,因而保证了山茱萸临床用药的安全性和疗效。
2 炮制对中药药理作用的影响
21 减毒作用
川乌、附子、半夏、甘遂、巴豆等药物生品毒性极大,临床用药安全性较差,经过不同炮制方法可消除有毒活性物质或减少活性物质。常见有毒药材饮片中有醋制品、清炒拌醋品、清炒品、生拌醋品等,均已经减毒。以附子为例,生品15~30 g即可达到中毒致死量,而炮制成盐附子、白附子、黑附子等后,具有回阳救逆、补火助阳的奇效,成为挽救患者生命的急救药品,温里作用大大增强,少量毒性物质具有强心、扩血管效果。
22 活血祛瘀作用
现代药理学研究对醋制、酒制等炮制方法研究发现,经两种方法炮制后,药物改善血流动力学指标能力增强,抗血小板痉挛,可扩张血管改善局部血氧供给;同时,中医也认为醋制、酒制炮制后,活血化瘀、行气止痛效果增强,如乳香醋制后活血作用增强,而大黄酒制后祛瘀效力加倍。
23 免疫作用
补益类药品通过炮制后,具有激活巨噬细胞吞噬功能,促进B淋巴细胞免疫应答,等提高免疫力作用。如南五味子醋制后提高免疫活性增强,怀牛膝酒制后提高细胞免疫能力等,而中医认为均炮制后两者滋补肝肾作用增强,因而补益类药材要合理选择炮制方法。
24 其他药理作用
在抗肿瘤中药研究中发现,部分药材炮制后可抗肿瘤活性可显著增强,如:制全蝎醇浸出物杀伤癌细胞效果提升,同时其对人体刺激性较小。同时,部分药材炮制后泻下作用大大降低,如炙炒或蒸制大黄、巴豆霜等,都可以作为缓泻剂使用,扩大了使用范围。此外,较多中药经秘制后形成或增强了止咳平喘作用,如麻黄、紫菀、款冬花等,提示这类药材用于止咳平喘之效时需密制。
3 结 语
近年来,我国中医药进入了快速发展阶段,但中医药生产仍滞后于西药,导致该现状的原因为中医药生产研究与现代科学技术脱节。炮制作为重要的中药生产步骤,应与现代化分析技术、生产技术等科学技术相结合,彻底阐明炮制机制,精确控制饮片成分,提高生产效率,促进安全饮片的工业生产。目前,各种药材炮制前后成分及药理学作用变化尚未完成阐明,应在现代科学内涵指导下尽快完善中药炮制研究,促进我国中药材及制剂走向世界市场。
;(一)提取概念:采用一种方法,使中药里面有效的成分与无效的成分分开。
(二)提取方法:
1溶剂提取法:选择一个适当的溶剂将中药里面的有效成分提取出来。
(1)常用提取溶剂:石油醚、正己烷、环己烷、苯、氯仿、乙酸乙酯、正丁醇、丙酮、乙醇、甲醇、水。(极性小→极性大)
(2)提取溶剂的特殊性质:石油醚:是混合型的物质;氯仿:比重大于水;乙醚:沸点很低;正丁醇:沸点大于水。
①亲脂型溶剂与亲水型溶剂:石油醚、正己烷、环己烷、苯、氯仿、乙酸乙酯、正丁醇与水混合之后会分层,称为亲脂型溶剂;丙酮、乙醇、甲醇与水混合之后不分层,称为亲水型溶剂。
②不同溶剂的符号。
(3)选择溶剂:不同成分因为分子结构的差异,所表现出的极性不一样,在提取不同级性成分的时候,对溶剂的要求也不一样。
1)物质极性大小原则:
①含C越多,极性越小;含O越多,极性越大。
②在含O的化合物中,极性的大小与含O的官能团有关:含O官能团所表现出的极性越大,此化合物的极性越大。
③与存在状态有关:游离型极性小;解离型(结合型)极性大。
2)选择溶剂原则:相似相溶。
(4)提取方法:
1)浸渍法:不用加热,适用于热不稳定化学成分,或含有大量淀粉、树胶、果胶、黏液质的成分提取。缺点:效率低、时间长。
2)渗漉法:不用加热,缺点:溶剂消耗量大、时间长
3)煎煮法:使用溶剂为水,适用于热稳定的药材的提取。缺点:不是用于含有挥发性或淀粉较多的成分的提取;不能使用有机溶剂提取。
4)回流提取法与连续回流提取法:使用溶剂为有机溶剂。
回流提取法有机溶剂消耗量大;连续回流提取法溶剂消耗量少,节省了溶剂,缺点:加热时间长,对热不稳定的成分在使用此法时要十分小心。
5)超声波提取法:提取效率高;对有效成分结构破坏比较小。
6)超临界流体萃取法:CO2萃取。特点:
①不残留有机溶剂,萃取速度快、收率高,工艺流程简单、操作方便。
②无传统溶剂法提取的易燃易爆危险;减少环境污染,无公害;产品是纯天然的。
③因萃取温度低,适用于对热不稳定物质的提取。
④萃取介质的溶解特性容易改变,在一定温度下只需改变其压力。
⑤可加入夹带剂,改变萃取介质的极性来提取极性物质。
⑥适于极性较大和分子量较大物质的萃取。
⑦萃取介质可以循环利用,成本低。
⑧可与其他色谱技术连用及IR、MS联用,高效快速的分析中药及其制剂中的有效成分。
2非溶剂提取法
(1)水蒸气提取法:适用于具有挥发性的、能随水蒸气蒸馏而不被破坏,且难溶或不溶于水的成分的提取。
(2)升华法:具有升华性质的成分提取。
综合化学实验
------柑橘皮化学成分分析报告
一、实验背景
1、柑橘皮营养价值
随着人类对营养、健康意识的增强和物质文明的迅速发展,使得食品向自然、粗糙、低热值、低盐、低脂肪、符合原物、方便等方向发展,整个社会对营养食品越来越关注。 关于柑桔果皮的营养价值与药用价值,国内外资料都有较详尽的介绍,尤其是近年来,美国、巴西、日本、中国等国科学家在柑桔果皮的营养及综合利用方面做了大量的研究,并取得了可喜成果。柑橘皮是柑橘果实加工后余留的最大比例副产品,其内含丰富的生理活性成分以及磷、钙、铁、锌等微量元素。其所含营养成分除氨基酸外,其余均高于果肉,尤其是富含具有一定生理活性成分如维生素C 、类黄酮等物质,使柑橘皮及其提取物具有多重生理功效。
2、设计思路
3、实验目的
(1)掌握水溶剂浸渍法提取维生素C 和微量元素。
(2)掌握醇类回流法提取类黄酮成分。 (3)掌握水蒸气蒸馏提取香精油成分。 (4)掌握碘量法测定维生素C 含量。
(5)掌握原子吸收光谱测定金属离子。 (6)掌握紫外光谱法测定类黄酮含量。
(7)掌握建立GC 混合物分离的色谱条件,并以外标法测定相关物质的含量。
二、实验原理
1、柑橘皮有效成分的提取
从天然产物中提取化学成分,常用的方法有溶剂提取法、水蒸气蒸馏法及升华法。 (1)溶剂提取法
溶剂提取法是实际工作中应用最普遍的方法,根据天然产物中各化学成分的溶解性能,选用对有效成分溶解度大而对其他成分溶解度小的溶剂,用适当的方法将有效成分尽可能完全地从药材组织中溶解出来。溶剂提取法的基本原理是在渗透、扩散作用下,溶剂渗透入药材组织细胞内部,溶解可溶性物质,形成细胞内外溶质的浓度差而产生渗透压,在渗透压的作用下,细胞外的溶剂不断进入药材组织中,溶解可溶性成分,细胞内的浓溶液不断向外扩散,如此反复,直至细胞内外溶液浓度达到动态平衡即完成一次提取。滤出此溶液,再加入新溶剂,使细胞内外产生新的浓度差,提取可继续进行,直至所需成分全部或大部分溶出。
溶剂提取法的关键是选择合适的溶剂,一种好的溶剂应对所提成分有较大的溶解度,而对共存杂质的溶解度很小。良好溶剂的选择应遵循“相似相溶”的经验规律。一般说来,只要溶剂的极性与化学成分的极性相似,化学成分就易被溶解。按照溶剂极性大小顺序以及溶解性能不同,可将其分为水、亲水性有机溶剂、亲脂性有机溶剂三类:
水是强极性溶剂,对药材组织的穿透力大,中药中某些亲水性成分如糖类、蛋白质、氨基酸、鞣质、有机酸盐、生物碱盐、大多数苷类、无机盐等,都可以水为提取溶剂。柑橘皮中维C 和微量元素由于其很好的水溶性,故用水作溶剂提取。
亲水性有机溶剂 是指甲醇、乙醇、丙酮等极性较大且能与水相互混溶的有机溶剂,其中乙醇最为常用。 柑橘皮中的类黄酮物质在醇中有很好的溶解性,可用乙醇回流的方法提取。
亲脂性有机溶剂如石油醚、苯、乙醚、氯仿、醋酸乙酯等,此类溶剂的特点是极性小,与水不能混溶,具较强的选择性,只能提取亲脂性成分,如挥发油、油脂、叶绿素、树脂、某些游离生物碱及一些苷元等。
溶剂的选择要综合考虑溶剂的极性、被提取成分及共存的其他成分的性质三方面的因素来决定,同时还应兼顾考虑溶剂是否使用安全、价廉易得、浓缩方便等特点。
(2)水蒸气蒸馏
水蒸气蒸馏是用来分离和提纯液态或固态有机化合物的一种方法,常用于下列几种情况:(1)某些沸点高的有机化合物,在常压下蒸馏虽可与副产品分离,但易被破坏;(2)混合物中含有大量树脂状杂质或不挥发性杂质,采用蒸馏、萃取等方法都难于分离;(3)从较多固体反应物中分离出被吸附的液体。
使用水蒸气蒸馏这种分离方法是有条件限制的,被提纯物质必须具备以下几个条件:(1)不溶或难溶于水;(2)与沸水长时间共存而不发生化学反应;(3)在100℃左右必须具有一定的蒸气压(一般不小于133 kPa)
柑橘香精油由柠檬烯,beta-蒎烯等纯碳氢烯烃和高级醇类, 醛类, 酮类, 酯类组成的含氧化合物组成。这些成分不溶于水, 沸点较高, 易被空气中的氧气氧化。因此常用水蒸气蒸馏提取。
2、 维生素C 的测定原理
维生素C 是可溶于水的无色结晶,是一种分子结构最简单的维生素。维生素C 有防治坏血病的功能,所以在医药上常把它叫做抗坏血酸。维生素C 在水溶液中易被氧化,在碱性条件下易分解,维生素C 具有较强的还原性,在酸性条件下,可被2,6-二氯靛酚氧化。
其结构如下所示:
滴定法是维生素C 含量测定最主要的方法,滴定法主要有2,6一二氯靛酚滴定法和碘量法。本实验用碘量法。
碘的标定: I 2 + 2S2O 32- → 2I- + S4O 62- 硫代硫酸钠的标定: 6H + + IO3- +5I- → 3I2 + 3H 2O I 2 + 2S2O 32- → 2I- + S4O 62-
以碘酸钾为基准物,在酸性条件下与过量的碘化钾反应生成I 2与2S 2O 32-反应。 3、 原子吸收光谱测定金属离子
柑橘皮中的微量金属元素主要有钾、钙、铁、锌等,这些金属离子的含量测定可以原子吸收光谱法测定。待测的柑橘皮的提取液在空气-乙炔火焰中原子化,在光路中分别测定锌对特定波长谱线的吸收。含量计算需要先建立各个金属的标准工作曲线。
4、 紫外光谱测定黄酮类化合物
黄酮类化合物是一类具有C6一C3一C6 结构的酚类化合物的总称,目前已从柑橘中鉴定出来的黄酮类化合物有6O 余种,最常见的为橙皮苷、柚皮苷、新橙皮苷、柚皮素芸香苷等二氢黄酮类。橙皮苷是目前柑橘属黄酮中最主要的研究对象,橙皮苷(又称陈皮苷或桔皮苷)为二氢黄酮苷类化合物,是橙皮素与葡萄糖和鼠李糖结合形成的苷类。由于橙皮苷和Al(NO3) 3溶液在80℃反应15min 后能形成**络合物,通过波长扫描,可测其420nm 有最大吸收,通过橙皮苷对照品的系列溶液得到工作曲线后,进行样品中橙皮苷含量的测定。
5、气相色谱测定香精油
柑橘皮中含有多种香精油,其中含量最大的4种香精油分别是:柠檬烯,beta-蒎烯,
芳樟醇,乙酸芳樟醇。这四种成分沸点不高,受热基本稳定,可用GC 进行含量测定。
三、实验仪器与试剂
仪器:滴定管(酸式、碱式)、移液管、碘量瓶、烧瓶、冷凝管、容量瓶、锥形瓶、铜壶、布氏漏斗、抽滤瓶、圆底烧瓶、研钵、循环水式多用真空泵、SpectAA220原子吸收光度计、UV-2501PC 型紫外-可见分光光度计、气相色谱仪GC-2014C
试剂:橘皮、乙醇(95%)、氯仿、碘酸钾、硫代硫酸钠、盐酸(2%)、硫酸(3M )、1426mg/L Zn 2+离子储备液、橙皮苷标准液等
四、实验步骤
1、 维生素C 提取及含量测定
(1)柑橘皮水溶性成分的提取:新鲜柑橘皮50g 称量,剪成2020cm细条,加80mL2%的HCl ,浸泡05小时,抽滤,再加50ml2%盐酸,浸泡05h ,抽滤,再加50ml2%盐酸,浸泡05h ,抽滤,合并三次滤液,定容到250mL ,移取10mL 保存用于原子吸收分析,剩
余用于维生素C 测定。
(2) 维生素C 的含量测定
aNa 2S 2O 3溶液的配制(001mol/L):称取约07895g 的硫代硫酸钠结晶固体于小烧杯内,加少量蒸馏水溶解,定容于250ml 容量瓶中,转移到棕色瓶中备用。
b I2溶液的配制(001mol/L)已配好。
c 碘酸钾标准溶液配制:差量法准确称取碘酸钾01052g ,放入碘量瓶中,加20ml 水,3ml3ml/L的H 2SO 4和10ml 的10%的KI ,用蒸馏水稀释定容到250ml 。
d 硫代硫酸钠溶液的标定:用水冲洗碱式滴定管,再用少量硫代硫酸钠溶液润洗,然后加入硫代硫酸钠至0刻度以上,排气;用移液管移取KIO 3标准溶液2500mL ,加入3mL 3M的硫酸、10mL 10%碘化钾溶液,用硫代硫酸钠滴定该碘酸钾溶液至浅**,加入2mL 淀粉指示剂,滴定至无色且30s 内不变色;重复三次上述操作并记录数据;
eI 2溶液的标定
用移液管移取2500mL )I 2溶液到碘量瓶中,用硫代硫酸钠滴定至浅**,加入2mL 淀粉指示剂,滴定至无色;重复三次上述操作并记录数据;
f 用标定好的碘溶液滴定样品,将240ml 的维C 提取液倒至锥形瓶中,滴定前加入2mL 淀粉指示剂 ,滴定至淡蓝色。 2、AAS 测Zn
(1)标准溶液的配制:称取02981g 氧化锌基准物,用6mol/L的HCl 定容至100ml ,稀释100倍后,分别移取050ml 、100ml 、150ml 、200ml 、250ml 上述溶液至编号为1-5的50mL 容量瓶中,稀释定容后待用。
(2)工作曲线绘制及样品含量测量:按浓度重低到高的顺序依次测定1-5号容量瓶中不同浓度标准液的的吸光度并记录数据绘制工作曲线。标准液测定完毕后,取步骤1中所移取出的1000mL 维C 提取液,用尼龙滤网抽滤该维C 提取液,抽滤完成后测定其吸光度。 3、橙皮苷的提取和含量测定
(1) 乙醇回流提取橙皮苷:定量20g 橘皮在80ml 乙醇中回流2小时,过滤,用乙醇定容到100ml 容量瓶中,备用。
2+
(2) 橙皮苷含量的测定:
储备液:称取00989g 橙皮苷配制橙皮苷标准液(2mg/ml),用01M 氢氧化钠:乙醇=50:50,定容到50ml 容量瓶中。将储蓄液稀释5倍至04mg/ml。
标准曲线绘制:分别精密量取050ml 、100ml 、200ml 、30ml 、40ml 的橙皮苷标准储备溶液04mg/ml,用用01M 氢氧化钠:乙醇=50:50定容到50ml 容量瓶中。用移液管准确移取025mL 样品于50ml 容量瓶中,用乙醇定容。
(3)将紫外-分光光度计开机预热、设置,将参比液放入比色皿中,调零。自检,波长范围为225~400nm,扫描速度为快。基线校准。打开样品室盖,对移取编号为3的那瓶溶液进行测定,确定最大吸收波长为28710nm 、36190nm ,之后按浓度由低到高的顺序,依次测定五个标准品的吸光度并记录数据,最后测定样品的吸光度并记录。
用三号在200-700nm 内确定最大波长。在最大波长处分别测定吸光度值,以 值(y)为横坐标、橙皮苷的含量(x,mg /m1) 为纵坐标作线性回归,得标准曲线。
样品含量的测定:样品液稀释100倍,在最大吸收波长处测定吸光度。
4、 香精油的提取和分析
(1) 水蒸气蒸馏提取橘皮香精油: 称取30g 的柑橘皮,剪成细条状,进行水蒸气蒸馏,控制水蒸气蒸馏速度,蒸馏15h ,收集100-150ml 左右的馏出液, 将馏出液转移到分液漏斗中,用30ml 氯仿萃取一次后,水层继续用20ml 氯仿萃取一次,合并两次氯仿溶液,加无水硫酸钠至溶液澄清,用氯仿定容到50ml 容量瓶中。
(2)气相色谱测定香精油的含量:先进行色谱条件优化选出最优条件在进行样品及标准液的测定,优化条件为:①柱温:恒温180℃保留10min ;②柱温:60℃,以30℃/min的速度
升到180℃,保留0min ;③柱温:60℃,以10℃/min的速度升到180℃,保留0min ;优化完成后,选择最优条件进行样品的测定,并记录数据。
柑橘皮中含量最大的4种香精油分别是:柠檬烯,beta-蒎烯,芳樟醇,乙酸芳樟醇。将上述4中对照品配成标准溶液在GC 上分离得到对照品的色谱图,样品进样,按照外标法测定含量。
五、结果与讨论
1、维生素C 含量分析及讨论
称取01052g 碘酸钾,07895g 硫代硫酸钠 MKIO3=214 C = 6(m KIO3/M KIO3)/(V 2-V 1)
相对偏差=|平均值-测量值|/平均值
CI2 = C Na2S2O3V/20
相对偏差=|平均值-测量值|/平均值
碘溶液滴定Vc 所用体积 1003ml Mvc=17613 m(VC )= C I2VMVc =8564mg 样品中VC 含量=m(VC )/(样品)=8564/50=17129(mg/g橘皮) 2、金属离子锌含量分析及讨论
由上图,拟合直线方程为:A=01679c+00590,则浓度c=(A-00590)/01679 所以样品中Zn 含量为:c=(01765-00590)/01679=06998(mg/L) 故T=CV/m(样品)=06998025/50=00035(mg/g橘皮) 3
、橙皮苷含量分析及讨论
2+
先用3号001584mg/ml的样品测紫外吸收光谱,可得,在λ=28710nm时,Abs 为03977, 在即最大吸收值,所以λmax=28710nm。 测得的待测溶液如下图:
由上图,样品吸光度为03743时,样品中橙皮苷的含量为:c=(03744-00291)/24012=00(mg/ml)
故T=CV/m(样品)=00144100100/10=1438(mg/g橘皮)
由上图,样品吸光度为03352时,橙皮苷含量为c=(02860-00041)/14755=00191(mg/ml) 故T=CV/m(样品)=00191100100/10=191(mg/g橘皮) (4)香精油含量分析及讨论 条件一:柱温恒温180℃,保留10分钟
有效组分未完全分离,此条件不适合
条件二:柱温:60℃,以30℃/min的速度升到180℃,保留0min ;
样品分离,分离效果不理想,原因在于程序升温过快
条件三:柱温:60℃,以10℃/min的速度升到180℃,保留0min ;
样品
完全分离,且分离效果较好
由柠檬烯、β-蒎烯、乙酸芳樟酯、芳樟醇的沸点与极性可知,出峰顺序为:β-蒎烯 柠檬烯 芳樟醇 乙酸芳樟酯。
b beta-蒎烯 =m beta-蒎烯/V=00462(10/50/50)=184810-4(g/ml) b 柠檬烯 = m柠檬烯/V =00432 (10/50/50)=172810-4(g/ml) b 芳樟醇= m芳樟醇/V =0134(10/50/50)=53610-4(g/ml) b 乙酸芳樟醇= m乙酸芳樟醇/V =01672 (10/50/50)=668810-4(g/ml)
提取的精油的GC-FID 谱图
六、 实验结果
1.橘皮Zn 离子的含量为06998025/50=00035(mg/g橘皮) 2.橘皮中橙皮苷含量为00144100100/10=1438(mg/g橘皮) 3.橘皮中维C 含量为8564/50=17129(mg/g橘皮) 4.橘皮中β-蒎烯含量为0115mg (β-蒎烯)/g(橘皮) 5.橘皮中柠檬烯的含量为0369mg (柠檬烯)/g(橘皮) 6.橘皮中芳樟醇的含量为028mg (芳樟醇)/g(橘皮)
7.橘皮中乙酸芳樟醇的含量为0318mg (乙酸芳樟醇)/g(橘皮)
七、讨论与分析
(1)维生素C 含量的滴定:
①由Na 2S 2O 3浓度测定的相对平均偏差可见,其滴定实验结果精密度较高;
②由I 2的测定结果及相对平均偏差可见,三次滴定结果相对于Na 2S 2O 3浓度测定时偏大,原因可能由于终点判断不准确、读数不够精准等;
③提取维C 过程中,因为是一次性实验,对实验结果有着不可忽略的误差影响,I 2浓度测定以及Na 2S 2O 3浓度测定的准确与否也会对实验结果产生影响。
④测定中用的是碘量法,该方法简单方便,但是碘易挥发,见光分解。在配置碘溶液时,
加入了KI ,结合成I 3以防止其挥发,分解。滴定时要控制好滴定速度,多摇动。快达到终点时。滴定速度一定要慢。判断变色点要半分钟内不褪色。
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(2)AAS 测Zn :
①由工作曲线可见,R 2=09976其线性拟合关系较好,基本符合要求;影响线性的原因主要来至溶液的配置过程,如移取液体、读数的准确程度,溶液是否摇匀以及测定时比色皿装液过程中手法所带来的影响等; (3)橙皮苷的提取和含量测定:
A ,由工作曲线可见,在最大波长(λmax=28710nm)处,样品的吸光度值在所作曲线的线性浓度范围内,实验结果具有一定的代表性;
B ,在非最大波长(λ=36190nm)处,样品的吸光度值在所作曲线的线性浓度范围之外,说明在36190nm 波长处,提取液试样中存在其他一些可以在此波长范围很好被吸收的物质。不同分子的原子团和原子,它的发射光谱和吸收光谱不同。因此可以根据其光谱的特征和强度研究化合物的结构和测定其含量。本实验中,橙皮苷对光的特征吸收波长在28710nm 处,所以当波长为36190nm 时,溶液中存在着对该波长具有特征吸收的物质。 C ,实验采用紫外分光光度计,柑橘提取液中可能有很多物质在最大吸收波范围内重叠吸收,吸光度并不能准确的反映含量,但是如果采用液相色谱进行分析可以将其中的组分全部分离出来,并且通过图谱信息可以得到柑橘皮中橙皮苷的准确含量。 (4)香精油的提取和分析:
①水蒸气蒸馏时,馏出液的速度不能太快,否则馏出液中有效成分含量很少,得到的谱图峰不明显,给后面的分析带来困难;
②加大鲜橘皮的用量、减慢馏出液滴下速度可有效增加有效峰的强度;
③影响香精油产量的主要因素有:柑橘皮的粉碎程度、水蒸气速率、溶液挥发以及萃取过程中的损失等。因此在实验过程中可适当加大橘皮的粉碎程度,更有利于香精油被蒸出;加快水蒸气的通入量,增大香精油被提取的动力,但通气量也不宜过大,以免蒸出过多的水,为进一步萃取带来不便,进而影响产率。
(5)在配制Na 2S 2O 3溶液时,要用煮沸后冷却的蒸馏水,这是因为水中含有氧气、二氧化 碳和细菌他们会发生反应,反应过程如下:
Na 2S 2O 3 → Na2SO 3 + S↓ S2O 3 + CO2 + H2O → HSO3 + HCO3 + S↓ (微生物) S 2O 3 + 1/2 O2 → SO4 + S↓
此外,水中微量的Cu 2+或Fe 3+等也能促进Na 2S 2O 3溶液分解。 因此配制Na 2S 2O 3溶液时,需要用新煮沸(为了除去CO 2和杀死细菌) 并冷却了的纯水,加入少量Na 2CO 3,使溶液呈弱碱性,以抑制细菌生长。而Na 2S 2O 3溶液不宜加热,加热时会加速空气中的氧气氧化Na 2S 2O 3。。
2-2-2---2+
④通常从柑橘果皮中提取香精油的方法有压榨法、浸提法、水蒸气蒸馏法、超临界流体萃取法。本实验采用的是水蒸气蒸馏法提取柑橘皮中香精油的。选择水中蒸馏提取香精油这种方法的优点是设备简单、成本低、产量大、水分子容易向果皮组织中渗透,水置换出香精油,使精油向水中扩散,在水蒸气作用下形成油水共沸物同时蒸出。水蒸气起到“搅拌”作用。
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