禹晓梅* 周忠云
韩信草是唇形科黄芩属多年生草本植物韩信草Scutellaria indica Linn.的干燥全草，主要分布在我国江苏、安徽、陕西等地，是我国地方传统药材。韩信草中主要活性成分为黄酮类化合物、氨基酸与有机酸等，黄酮类化合物为主要有效成分，其中含量较高的有汉黄芩苷、野黄芩苷、芹菜素等，韩信草中黄酮类化学成分具有抗病毒、抗肿瘤的作用。
近年来，黄酮类化合物在食品领域和药学领域的应用成了研究焦点，传统的方法提取率低，消耗大量有机试剂，造成资源浪费和环境污染。因此，寻求一种易操作、效率高、能耗少的“绿色溶剂”来提取总黄酮类化合物。目前新型绿色溶剂已成为现代提取工艺研究的热点，如离子液体，亚临界水，低共熔溶剂。Li采用离子液体［EPy］BF4提取卷柏中黄酮，结果提取率比传统提取溶剂提高近两倍。虽然离子液体具有无污染、不易挥发、稳定性好等优点，但是黏度较高，传质阻力大，提取过程中易流失。Wan等利用亚临界水法在橙皮、甜叶菊和柑橘皮中提取黄酮类化合物，提取时间短，试剂用量少，但是亚临界水条件苛刻，运行成本高。低共熔溶剂近年来受到研究者们的广泛关注。研究者们将低共熔溶剂(deep eutectic solvents,DESs)替代传统的有机溶剂应用在中药领域，尤其是活性成分的提取分离。低共熔溶剂具有合成方法简单、价格便宜、环保、不易挥发、溶解性强、效率高等优点。另外低共熔溶剂可回收利用，可降低成本。目前DESs在中药活性成分提取工艺中被广泛使用，如Liu等用氯化胆碱与乙二醇提取菹草中黄酮、多酚和多糖类化合物，Yu等用氯化胆碱-乳酸提取银杏叶多酚，Feng等用氯化胆碱-乳酸提取铁皮石斛多糖，Xing等采用氯化胆碱-乳酸提取甘草黄酮，Tong等用甜菜碱与乳酸提取黄连中生物碱，Yang等用氯化胆碱与乙二醇提取肾茶黄酮和多酚。目前，关于韩信草中黄酮化合物的提取已经有一定的研究，如Wang等用60%乙醇为提取溶剂提取韩信草总黄酮。但未见低共熔溶剂提取韩信草中总黄酮的相关报道。
本文将超声波和低共熔溶剂结合起来提取韩信草中总黄酮，通过对比不同种类的DESs、传统溶剂等提取韩信草总黄酮，采用单因素、Plackett-Burman法结合Box-Behnken响应面法对韩信草总黄酮超声提取工艺进行优化。以最大限度提取韩信草中的总黄酮，达到节约药材和提取溶剂降低对环境影响的目的，为韩信草的开发提供技术支持。
Zhang用超临界CO2萃取法提取薄荷中黄酮类化合物，超临界溶剂安全无毒、可循环连续提取，适用挥发性组分、脂溶性成分、热敏性成分及贵重药材有效成分提取物得率高、纯度高。但是不适用含水量大的样品，对于极性大的黄酮类化合物提取率低，设备成本高。Li采用离子液体提取柑橘果皮中黄酮类化合物，比传统提取方法萃取率提高2~4倍，提取时间缩短100倍。离子液体虽然有诸多优点，但是黏度大，被提取物的溶解度降低，从而影响提取效率，另外不易回收。Wang采用的是60%乙醇辅助超声提取韩信草中黄酮，提取溶剂易挥发对工作人员和环境都有不利的影响。本文采用超声辅助低共熔溶剂提取韩信草中总黄酮，符合国家节能减排、双碳政策，低共熔溶剂能够回收对环境友好，回收率高，低共熔溶剂有利于总黄酮的溶出，所以提取率有所提高。以上数据表明，超声方法协同低共熔溶剂在提取韩信草总黄酮工艺中具有可行性，与传统溶剂提取方法效率提升显著，方法绿色环保且提取成本较低。
本研究运用超声辅助低共熔溶剂氯化胆碱-乙二醇提取韩信草中总黄酮，通过单因素试验考察5个因素对总黄酮得率影响，然后以单因素试验为基础，利用Plackett-Burman试验设计从影响因素中筛选影响较大的3个因素分别为液料比、含水率、超声功率，再通过Box-Behnken响应面试验优化，得到最优工艺为液料比25.86mL/g、含水率59.28%、超声功率为120.59W，在此条件下总黄酮含量为7.924mg/g。韩信草总黄酮提取物可能在抗肿瘤、抗病毒药物中居有一席之地，本文为韩信草中总黄酮高效提取提供思路和依据，且此工艺可以进一步推广并应用于其他中草药中总黄酮成分的提取。该研究成果发表在《天然产物研究与开发》2024年第11期，欢迎引用(点击左下方“阅读原文”可查看全文)。
引用格式：禹晓梅,周忠云.超声辅助低共熔溶剂提取韩信草总黄酮的工艺优化[J]. 天然产物研究与开发,2024,36:1910-1919. Yu XM,Zhou ZY.Optimization of extraction technology of total flavonoids from Scutellariae Indicae Herba with ultrasonic-assisted deep eutectic solvents[J].Nat Prod Res Dev,2024,36:1910-1919.
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