全 文 ：上海农业学报
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文章编号 ：
响应面法优化塞北紫堇 中总生物碱的超声提取工艺
王达威“ ， 李荣正 ， 李 冰 ， 丁晨旭
‘ 青海民族大学化学与生命科学学院 西宁 ； 青藏高原植物资源化学重点实验室 西宁 ； 青海省红十字
医院 ， 西宁 ； 青海省科学技术信息研究所 ，西宁 ； 中 国科学院西北高原生物研究所 西宁
摘 要 ： 为优化超声提取藏药塞北紫堇中总生物碱的提取工艺 ， 根据单因素试验结果 ，选择影响总生物碱
提取效果较大的盐酸浓度 、液料 比 、提取时间为 自变量 以总生物碱的紫外吸收为响应值 进行 中心
组合试验设计 采用响应面法 （ 评估了这些因素对总生物碱提取效果的影响 。 结果表明 ： 超声波法辅助提
取塞北紫堇中 总生物碱的最佳工艺条件为液料比 ， 盐酸浓度为 提取时 间为 在此条件
下 总生物碱的紫外吸收达 。
关键词 ： 塞北紫堇 ； 生物碱 超声提取 ； 响应面法
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紫 植物广泛分布于北温带至北非一印度沙漠 区边缘地区 少数品 种分布在东非
草原地区 ， 全球约有 余种 ， 主要产于亚洲⑴ 。 中国有 种 ， 主要分布在西南地区 ， 青藏高原约有
余种 。 藏药塞北紫堇 为罂粟科紫堇属植物 多年生草本 主要产于青
海 、西藏 、四川 、甘肃 、 内蒙古 、黑龙江等地 临床 中主要用于治疗各种 出血 、肝炎或胆囊炎 、 流感等疾病 ，
在藏药处方中入药率高达 。 云南 民族大学李吉昌 等 通过常压硅胶柱分离制得该植物 中 个生
物碱成分 ， 青海 民族大学李海丽教授等对其总生物碱的 。做了相关测定 ， 宋晓楠等对其总生物碱的抗
炎作用做了研究 但国内外对其总生物碱 的提取工艺研究尚不深人 ， 本研究通过响应面法优化了超声提
取塞北紫堇全草中总生物碱的提取工艺 。
收稿 日 期
基金项 目 ：教育部重点科技资助项 目 （ ； 青海省科技项 目 （
作者简介 ： 王达威 （ — ， 男 ， 在读硕士 从事药物化学研究 。 ； ：
通信作者 丁晨旭 （ — 男 博士 ， 副研究员 ， 从事天然药物化学和野生植物 资源开发利用研究 。
上 海 农 业 学 报
材料与方法
材料与仪器
塞北紫堇 年采于青海省门源县 ， 经中科院西北高原生物研究所丁晨旭副研究员鉴定 ， 阴干 ， 粉
碎待用 。
仪器 双光束紫外可见分光光度计 ， 北京普析通用仪器有限责任公司 型超声波清
洗器 昆山市超声仪器有限公司 旋转蒸发仪 瑞士 公 司 电子天平 ，
梅待勒 托利多仪器 上海 ） 有限公司 。
试验方法
超声提取
取阴干的塞北紫堇全草粉碎 过 目筛 ，精确称量 ， 加入 浓度为 盐酸于 尤 ，
下超声提取 。 将提取液抽滤取清液 用 盐酸多次冲洗残渣后抽滤与提取液合并 。 滤液避光静
置冷却至室温后用 的 溶液调节 至 ，转移至分液漏斗静置 后用 氯仿萃取
次 合并氯仿层 减压浓缩回收氯仿后得总生物碱 。
吸光度测定
上述方法得到的总生物碱 中加人 的缓冲溶液使之溶解 ， 加人 溴 甲酚绿溶液染
色后加入 氯仿充分摇匀 ，静置 弃去上层 。 取氯仿层溶液 用氯仿定容至 后待
测 。
配制空 白对照品 ： 取 上述缓冲溶液 ， 加人 溴甲酚绿溶液混合后 ， 加入 氯仿充分摇
勾 ，静置 弃去上层 。 取 氯仿层溶液用氯仿定容至 。
最大吸收波长测定 ：将稀释后的样品在 双光束紫外 可见光分光光度计上进行全波长 （ —
扫描 得出塞北紫堇总生物碱在 处有最大吸收 。
单 因素试验
本试验采用盐酸为提取助溶剂 ， 分别考察了盐酸浓度 、提取温度 、液料 比 、 提取时间等因 素对塞北紫
堇中总生物碱提取效果的影响 。
塞北紫 堇 中 总生物碱提取工 艺的优化
根据 中心组合试验设计原理 ， 结合单因素试验结果分析 选择合理的水平 ， 在 下以
盐酸为提取剂 选取对总生物碱提取效果影响较大的因素盐酸浓度 、提取时间 （ 、液料比 （ 进行中
心组合试验 。 以显色处理过的总生物碱在 处的 紫外吸收为响应值 通过响应面分析得出超声波
提取塞北紫堇中总生物碱的最佳提取工艺条件 。 试验设计因素编码及水平见表 。
表 中心组合设计因素与水 平表
水平
盐酸浓度
提取时间 （
液料 比 （
结果与分析
单因素对塞北紫堇总生物碱提取效果的影响
盐酸浓度对塞北紫 堇总 生物碱提取效果的影响
选定水浴温度 ， 液料比 — 提取时间 条件下 ， 分别用 、 、 、 、 浓度
的盐酸溶液按照 所述方法提取 目标物 按照 所述方法在 测所得总生物碱的吸光度 。
由 图 可以看 出 ， 当盐酸浓度为 时 ，所得总生物碱的紫外吸收最高 提取率最高 ， 因此盐酸浓度的最佳
条件应处于 左右为宜。
提取时 间 对塞北紫 堇总生物碱提取效果的影响
选定水浴温度 ， 液料比 ， 盐酸浓度 条件下 ， 分别用超声提取器提取样品 、
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王达威 等 ： 响应面法优化塞北紫堇中 总生物碱的超声提取工艺
、 、 、 ， 其他操作按照 所述方法进行 并按照 所述方法在 测
所得总生物碱的吸光度 （ 图 。
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盐酸浓度 提取时 间
图 盐酸浓度对总生物碱提取效果的影响 图 提取时 间对总生物碱提取效果的影响 ，
通过数据可以看出 ， 提取时间在 — 过程 中 ， 总生物碱的提取效果显著提高 ， 当时间 到达
时提取效果达到最佳 ， 因此 提取时间应选择在 左右为宜 。
提取温度对塞北紫 堇总生物碱提取效果的影响
选定液料比 — ， 盐酸浓度 ， 超声提取时间 条件下 ， 分别在 、 、 、
、 下按照 所述方法提取总生物碱 并按照 所述方法在 测所得总生物碱的
吸光度 （ 图 。
通过数据可以看出 ， 提取温度对总生物碱的提取率影响不大 相比之下在 时总生物碱的紫外吸
收最大 。 考虑到温度升高对化合物的分解促进作用及节能等因素 提取温度应选择在 左右为宜 。
液料比对塞北紫 堇总生物碱提取效果的影响
选定水浴温度 盐酸浓度 ， 超声提取时间 条件下 分别使用盐酸溶液体积与样品质量
比例为 、 、 、 、 按照 所述方法提取总生物
碱 并按照 所述方法在 处测所得总生物碱的吸光度 （ 图 。
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…
鬚 一 類盛 每
…
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提取温度 液料比
图 温 度对总生物碱提取效果的影响 图 液料比对 总生物戚提取效果的影响
通过数据可 以看出 ， 总生物碱的提取效果随着液料 比的增加而增大 ， 当液料比达到 时紫
外吸收值达到最大 ，在 — — 范 围内变化不大 。 考虑到试验误差 ， 以及加大提取液的用量同时
带来的工作量 、试剂浪费等问题 认为最佳液料 比选择在 左右为宜 。
响应面分析试验结果与数据分析
将表 中的试验数据在 软件上进行多元 回归拟合和响应面分析 ， 得出该试验方
案的 回归模型方差分析表 表 和响应面图 （ 图 。
上 海 农 业 学 报
表 中心组合设计方案及试验 结果
一
实验号 盐酸浓度 提取时间 液料比 （ 总生物碱紫外吸收
表 拟合二次多项式模型的方差分析
一
方差来源 平方和 自 由度 均方 显著性
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—
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残差 “
失拟项 不显 著
净误差 “
总差
差异极显著 ； 差异 显著 （
、
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細
議
、
‘ “
確
藝
液料 比 盐酸浓度 及提取 时间
…
小盐酸浓度 提取时 间 謹 °° 液料 比
图 各两因素交互作用对总生物碱提取效 果影响 的响应面
从方差分析结果可 以看出 ： 试验模型的 ， ， 证明所选用的二次多项模型具有
高度的显著性 拟 ， 失拟项 证明该模型失拟不显著 ； 模 型的决定系数 屮 值
为 。 分析数据显示 ， 该模型拟合度较好 我们可 以用该模型解释 的响应值变化 ， 进一步可
分析和预测超声辅助提取塞北紫堇中总生物碱的提取工艺条件 。
通过拟合求 出影响 因素的一次效应 、二次效应以 及交互效应 的关联方程 ， 经多元 回 归拟合分析得到
塞北紫堇中提取得到的 总生物碱吸光度 与因素变量 盐酸浓度 ） 、 提取时间 ） 、 液料比 ） 的二次方
程模型 ：
1 0 0

王达威 ， 等 ： 响应面法优化塞北紫堇中总生物碱的超声提取工艺
表 中 二 均具
有较高的显著性 说明上述分析结果可靠 在交互作用对 目标物提取率的影响方面 结合表 及图 可以
看出 提取时间 ） 和 液料比 ） 的交互作用最为显著 ， 其他项之间的相对不明显 。
综上可以 推断 ： 由 于一次项 和 、二次项及交互性 具有较高的显著性 可 以看 出提取时间 、液料
比以及提取时间与液料比的交互作用对超声辅助提取塞北紫堇中总生物碱的提取率有较显著影响 。
依照 软件对试验数据进行处理后预测超声提取塞北紫堇中总生物碱的最佳工
艺条件为 ：盐酸浓度 提取时间 ， 液料比 ， 预测在此条件下提取到的总生
物碱的吸光度为 。
实验验证
根据模型预测条件和结果 本课题组进行了近似验证实验 。 鉴于实际操作与理论值的差异 我们将
最佳工艺条件修正为 ： 盐酸浓度 ， 提取时间 丨 ， 液料比 — 在此条件下提取到塞北紫堇
中 的总生物碱在 处的紫外吸收为 。
结论
通过预实验验证 选用超声辅助提取塞北紫堇总生物碱 ， 可以提高样品 内分子的 内能 从而达到更快
析出 目标物进人提取试剂中 有利于提高提取效果 。 根据单因素实验的结果 采用 试验设计
以及响应面法分析试验数据 ， 对提取工艺进行优化 ， 最终得出超声辅助提取塞北紫堇中总生物碱 的最优
工艺条件为 ：盐酸浓度 提取时间 液料 比 在此工艺条件下 塞北紫堇药材
提取到的总生物碱在 处的紫外吸收为 。 该结果可以为分离纯化塞北紫堇中生物碱
成分的研究提供帮助 ， 对于工业化提取该药材中总生物碱具有一定的参考价值。
参 考 文 献
吴征溢 西藏植物 志 北京 北京科学技术出版社 ：
范彩霞 紫堇 植物资源在藏药 中的应用及其开发与保护 中国医学生物技术应用杂志 ，
张秀峰 ， 王水潮 青海紫堇属药用植物资源调查与开发利 时珍 国药研究 ：
中国科学院西北高原生物研究所 藏药志 青海 青海人民出版社 ，
李海丽 吴彤 ， 潘国庆 赛北紫堇总生物碱 的测定 湖北农业科学
李吉昌 ， 董秀华 ， 邓杰文 等 赛北紫堇的生物碱成分研究 中药材
责任编辑 程智强 ）