在甘草当中含有很多生物活性成分(比如甘草酸以及异甘草素等等),而光甘草定作为在光果甘草当中比较主要的活性成分之一,拥有比较好的增白、抵抗衰老、防氧化等等诸多作用,在医学、食品以及化妆品等很多领域均有应用,但是在光果甘草当中光甘草定含量仅仅为千分之二左右,而且提取分离非常困难,亟待寻找全新的溶剂以及方法。离子液体是一种全新的、功能化的溶剂,它很好地满足了与绿色化学有关的一些要求,而且已经非常广泛地使用在了分离领域当中。
1 实验概述
1.1 实验试剂、设备准备
本次研究主要涉及到的试剂包括:光甘草定、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑双三佛甲基磺酰亚胺盐、1-丁基—3-甲基咪唑醋酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、辛基甲基咪唑六氟硼酸盐、乙腈、二氯甲烷、甲醇、无水乙醇、正己烷、冰乙酸以及乙酸乙酯,加上光果甘草草料。
在实验设备上,主要涉及到的设备包括色谱仪、紫外线光度计、鼓风干燥箱、超声波清洗仪、微波炉、离心机、真空泵以及天平等,辅以其他常用机械。
1.2 关于从光果甘草当中提取出光甘草定的实验研究内容
(1)步骤取适量光果甘草进行充分地粉碎,保证经过四十到六十目筛,之后称取适当分量,针对不同的浸提溶剂以及提取方式对于光甘草定的收率产生的影响展开考察。在保证溶剂以及提取方式确定的情况下,对浸提工艺进行适当的优化,选择最理想的操作条件。
(2)指标将光甘草定的得率作为主要的评价指标来衡量提取效果:
上述公式当中,m值是光果甘草的实际质量(单位:毫克);m1则是光果甘草当中含有光甘草定的实际质量(单位:毫克)。
2 在光果甘草当中进行光甘草定提取的相关研究
所谓光甘草定指的是在甘草黄酮当中的一种异黄酮物质,是一种疏水性成分,它大概占到光果甘草黄酮成分11%。左右,含量大概是光果甘草当中的0.1%到0.3%左右。关于光果甘草当中展开光甘草定提取的实验结果以及相关讨论如下所述。
2.1 研究提取方法
(1)确定溶剂
由于丙酮以及甲醇相对来说毒性比较大,因此在本次实验当中择取乙酸乙酯以及乙醇、乙醇水混合物当做主要的萃取剂来进行提取探究。称取适量的光果甘草粉(以下简称粉末)六份,每份约10g,以此放入适量乙酸乙酯、无水乙醇、乙醇(浓度90%)、乙醇(浓度80%)、乙醇(浓度70%)、乙醇(浓度60%)分别25毫升,50摄氏度环境下进行八小时的回流提取,并进行适当过滤洗涤,最后合并滤液以及洗液,于容量瓶定容,并摇匀,使用0.45μm微滤膜进行滤过,随后将滤过液进行适当的反相分析。结合公式(1)进行计算。
经过计算,我们使用70%浓度的乙醇溶液作为提取溶剂的时候所获得的光甘草定率最高,大概在2.56%。左右。这是因为在乙醇体积分数相对比较小的时候,在甘草当中的一些可溶蛋白以及淀粉等成分均充分溶解,导致产品分离纯化遇到比较大的阻碍,因此,70%浓度的乙醇溶液是最理想的。
(2)确定提取方式
称取粉末约10g,取四份,加入25毫升浓度为70%的乙醇溶液,借助微波提取(时间为40分钟,控制温度在50摄氏度左右);索氏抽提八小时后提取淡黄液体;借助超声提取(时间为40分钟,控制温度在50摄氏度左右);借助热回流提取(水浴回流约8小时,控制温度在50摄氏度左右)。
经过总结,我们使用微波进行辅助提取的概率是最高的,其数值大约为2.56%。这种方法提取时间相对较短,因为在微波炉当中,形成的电磁波很好地促进光果甘草所含有的光甘草定扩散到溶剂界面当中的速率,大大地降低了提取的时间,同时还强化了光甘草定传质过程,直接提升其得率。其他几种方式均存在不同程度的长时间提取以及得率较低的问题。
2.2 研究提取工艺
综上所述,我们获得的溶剂以及方式可以发现,70%浓度的乙醇溶液辅以微波提取方式能够在很大程度上提升光甘草定提取概率,因此我们在工艺研究上就此入手。首先准确称取粉末10克,择取单因素实验来对其最理想的提取工艺条件进行研究,综合考察其料液比、提取时间、提取次数以及提取温度分别对最终光甘草定获得率造成的影响。
(1)料液比
前提条件:保证微波温度控制在65摄氏度上下,提取时间控制为四十分钟,并提取1次。针对料液比分别为1:2.5(g·mL-1)、1:5(g·mL-1)、1:10(g·mL-1)、1:15(g·mL-1)、1:20(g·mL-1)分别对于光甘草定得率造成的影响进行研究,并对结果进行考察。
总的来说,在料液比控制在1:15(g·mL-1)的情况下,微波提取法所获得的光甘草得率能够达到约2.56。伴随着料液比不断增加,我们发现光甘草定的得率也在不断地增加,但是在1:15的比例之后,继续对溶剂体积进行增加并不能继续提升光甘草定的获得率,而且没有出现明显的变化,而且不断增加的料液比在无形之中也给后续处理造成了更多的阻碍。综合来看,选择将料液比控制在1:15的状态是最理想的。
(2)提取时间
前提条件:保证微波温度控制在65摄氏度上下,料液比控制在1:15,并提取1次。针对微波提取的时间进行控制,分别提取10分钟、30分钟、40分钟以及50分钟可能会对光甘草定的获得率造成的影响进行考察。
总的来说,尽管微波辐射的时间始终在增加,不过我们对于光甘草定的获得率并没有太大的变化,这说明借助微波提取法并不能对光甘草定提取率造成比较大的影响,在微波提取时间控制在40分钟的时候,光甘草定的得率能够达到2.56‰左右。在检测结果当中,呈现出的变化趋势是逐渐增加随后渐渐降低,这可能是因为光甘草定的分子稳定性相对较低,伴随着微波辐射时间增长,其溶液温度在不断上升,导致光甘草定逐渐分解,得率自然下滑。
(3)提取次数
前提条件:保证微波温度控制在65摄氏度上下,料液比控制在1:15,并控制提取时间40分钟。不断增加提取的次数。总结来说,得率在首次提取的时候达到2.56‰,在第二次提取的时候得率极低,第三次之后已经无法提取。
(4)提取温度
前提条件:保证提取时间在40分钟,料液比控制在1:15,并提取1次。选择25、45、65、75(单位:℃)进行观察。总结来看,在温度到达65摄氏度的时候,光甘草定得率为2.56‰左右。温度的升高会促进溶剂扩散速率以及溶解能力,提升了得率。不过高温很可能会导致乙醇到达沸点,乙醇会很快挥发,损失溶剂。
3 结语
总结来看,在使用离子液体进行光甘草定提取的过程当中,选择70%浓度的乙醇溶液、控制溶剂比1:15(g·mL-1)、控制温度在65摄氏度、提取40分钟,首次提取光果甘草的得率能够控制在2.56‰。最为理想。在本次研究当中,研究结果将会对我国的新疆地区光果甘草资源深入开发以及研究提供比较可靠的理论参考价值,有利于其更好地发展。
摘要：所谓光甘草定是光果甘草中一种天然的活性成分,其含量通常不会超过2‰,在当前的技术条件下,存在着比较高的提取难度。在我国的新疆地区,光果甘草的资源非常丰富,在本文当中,我们就将选择这种在光果甘草当中含有一定的特殊活性的化合物——光甘草定作为主要的研究对象,对其进行适当的提取的研究。本实验是天然产物的活性成分开发试验,其将为未来的实验方式以及溶剂等是否能够具备较强的选择性、且高效节能提供较为可靠的理论基础,同时,对日后深入开发新疆地区光果甘草的资源有一定的理论参考意义。
关键词：离子液体,光甘草定,提取,研究
参考文献
[1] 李雪琴.离子液体提取分离光甘草定的研究[D].石河子大学,2012.
[2] 李晓月,郭瑞丽,张建树.碱性离子液体萃取光甘草定的研究[J].石河子大学学报:自然科学版,2015,(02).
[3] 张之达.离子液体微波辅助萃取川芎中内酯成分的研究[D].大连理工大学,2010.
[4] 孙硕,翟玉娟,孙烨等.离子液体-非极性溶剂微波提取法在人参化学成分研究中的应用[J].高等学校化学学报,2010,(03).
[5] 陈金燕.水/离子液体两相体系中全细胞转化甘草酸生成单葡萄糖醛酸基甘草次酸的研究[D].石河子大学,2011.