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[责任编辑 仝燕]
[收稿日期] 20110831(002)
[第一作者] 薛鹏喜,硕士研究生,从事药物化学研究,Tel:
15902839579,E-mail:sdjxpx@ 163. com
[通讯作者] * 童志平,副教授,从事药物化学的研究,E-mail:
tzp_008@ 163. com
超临界 CO2 萃取穗花大黄中总蒽醌工艺优选
薛鹏喜,童志平 * ,谢远
(西南交通大学生命科学与工程学院,成都 610031)
[摘要] 目的:优化超临界 CO2 萃取穗花大黄中总蒽醌的工艺条件。方法:以萃取压力、萃取温度和萃取时间为考察因
素,采用紫外-可见分光光度法测定总蒽醌含量,以大黄萃取物中总蒽醌的含量为评价指标,正交试验优选工艺条件。结果:
最佳工艺条件为萃取压力 25 MPa,萃取温度 50 ℃,萃取 2. 0 h。提取物中总蒽醌的质量分数 23. 4 mg·g - 1,总蒽醌转移率达
91. 4%。结论:该工艺稳定可行,可用于穗花大黄总蒽醌的提取。
[关键词] 超临界 CO2萃取法;穗花大黄;总蒽醌;正交试验
[中图分类号] R283. 6 [文献标识码] A [文章编号] 1005-9903(2012)09-0056-03
Optimization of Extraction Process for Total Anthraquinones
from Rheum spiciforme by Supercritical CO2 Method
XUE Peng-xi,TONG Zhi-ping* ,XIE Yuan
(School of Life Science and Engineering,Southwest Jiaotong University,Chengdu 610031,China)
[Abstract] Objective:To optimize extraction process conditions of total anthraquinones from Rheum
spiciforme by supercritical CO2. Method:With extraction pressure,extraction temperature and extraction time as
factors, the content of total anthraquinones from extract of R. spiciforme as index, the content of total
anthraquinones was determined by UV-visible spectrophotometry, technology conditions were optimized by
orthogonal test. Result: Optimum technology conditions were as follows: extraction pressure was 25 MPa,
extraction temperature was 50 ℃,extracted 2. 0 h. The content of total anthraquinones in extract was 23. 4 mg·
g - 1,transfer rate was up to 91. 4% . Conclusion:This process was stable and feasible, it could be used to
extracting total anthraquinones from R. spiciforme.
[Key words] supercritical CO2 extraction method;Rheum spiciforme;total anthraquinones;orthogonal test
大黄具有泻热通肠、凉血解毒、逐疲通经等功
效,其主要有效成分为蒽醌类物质[1]。目前对大黄
系统性研究主要集中在正品大黄,而对穗花大黄中
的蒽醌类有效成分提取工艺研究尚未见报道。
超临界 CO2 萃取具有提取效率高、几乎无有机
溶剂残留、适于热敏性物质提取等优点,已被广泛应
用于医药、食品、化工等领域[2]。但该技术应用在
大黄蒽醌类提取的报道不多见[3-4]。本文以穗花大
黄中总蒽醌的量为考察指标,对影响蒽醌萃取率的
压力、温度和时间 3 个主要因素进行优化,以确定最
·65·
第 18 卷第 9 期
2012 年 5 月
中国实验方剂学杂志
Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae
Vol. 18,No. 9
May,2012
DOI:10.13422/j.cnki.syfjx.2012.09.066
佳工艺条件,为进一步工业化生产提供参考,为穗花
大黄等非正品大黄资源的合理开发提供理论依据。
1 材料
Shimadzu LC-10A 型高效液相色谱仪(日本岛
津) ,UV-2450 型紫外-可见分光光度计(日本岛津) ,
SC5 + 1 L 型超临界萃取装置(德阳四创科技有限公
司) ,BS110S 型电子天平(北京塞多利斯天平有限
公司)。
大黄(购自成都荷花池中药材市场,经西南交
通大学童志平副教授鉴定为穗花大黄 Rheum
spiciforme Royle) ,1,8-二羟基蒽醌(批号 110829-
97)、芦荟大黄素(批号 110795-200806)、大黄素(批
号 110756-200110)、大黄酚(批号 110796-200716)
对照品均购于中国药品生物制品检定所,大黄酸、大
黄素甲醚对照品购于成都思科华生物技术有限公
司。实验用高纯 CO2(成都世茂气体有限公司,纯
度 > 99. 9%) ,其余试剂均为分析纯。
2 方法与结果
2. 1 总蒽醌含量测定 按 2005 年版《中国药
典》[5]中方法进行测定,试验用大黄药材总蒽醌含
量为 2. 56%。色谱图见图 1。
A.混合对照品;B.样品;1. 大黄酸;2. 芦荟大黄素;
3. 大黄素;4. 大黄酚;5. 大黄素甲醚
图 1 穗花大黄中总蒽醌 HPLC
2. 1. 1 测定方法选择[6] 采用 HPLC 可对蒽醌类
化合物进行精确定量分析,但操作繁琐,在工业生产
中采用 HPLC 测定蒽醌类化合物的含量,运行费用
太高且费时。故选择紫外-可见分光光度法直接测
定总蒽醌含量。
2. 1. 2 对照品溶液制备 精密称取 1,8-二羟基蒽
醌 5 mg,甲醇溶解并定容于 50 mL 量瓶中,即得质
量浓度为 0. 1 mg·L - 1的对照品溶液。
2. 1. 3 供试品溶液制备 精密量取样品液 1 mL,
95%乙醇稀释,定容于 50 mL 量瓶中,精密吸取 1
mL,挥去溶剂,加 8% 盐酸溶液 10 mL 超声处理 2
min,加三氯甲烷 10 mL,加热回流 1 h,冷却,置分液
漏斗中,用少量三氯甲烷洗涤容器,并入分液漏斗
中,分取三氯甲烷层,水层用三氯甲烷提取 3 次,每
次 10 mL,合并三氯甲烷液,水浴蒸干,残渣加 0. 5%
乙酸镁甲醇溶液使溶解,转移至 10 mL 量瓶中,加
0. 5%乙酸镁甲醇溶液至刻度,摇匀,滤过,取续滤
液,即得。
2. 1. 4 最大吸收波长确定 取 1,8-二羟基蒽醌对
照品溶液 1 mL,挥去甲醇,加 0. 5%乙酸镁-甲醇溶
液定容于 10 mL 量瓶中,在 300 ~ 600 nm 扫描,结果
在 512 nm 处有最大吸收,故测定波长为 512 nm。
2. 1. 5 线性关系考察 分别精密量取 1,8-二羟基
蒽醌对照品溶液 0. 5,1. 0,1. 5,2. 0,2. 5,3. 0 mL,挥
去甲醇,加 0. 5%乙酸镁-甲醇溶液定容于 10 mL 量
瓶中,0. 5%乙酸镁-甲醇溶液作为空白对照,在最大
吸收波长处测定其吸光度,以吸光度(A)对质量浓
度(C)做标准曲线并拟合出线性回归方程 A =
30. 834C + 0. 001 7 (r = 0. 999 9) ,结 果 表 明 在
0. 005 ~ 0. 03 mg·L - 1呈良好的线性关系。
2. 1. 6 精密度试验 取同一对照品溶液 2 mL,挥
去甲醇,加 0. 5%乙酸镁-甲醇溶液定容于 10 mL 量
瓶中,重复测定 5 次。结果 RSD 0. 182%,说明所建
方法精密度良好。
2. 1. 7 稳定性试验 取供试品溶液,分别于 0,1,
2,3,4 h 在 512 nm 处分别测定吸光度,计算 A 的
RSD 0. 419%,表明样品溶液在 4 h 内稳定。
2. 2 正交试验 将大黄药材粉碎,过 40 目筛,称取
粉末 100 g 装入萃取釜中,以 95%乙醇 100 mL 作为
夹带剂。调整好萃取压力和萃取温度后开始萃取,
至规定时间后停止萃取。收集萃取产物,按 2. 2 项
下方法计算萃取物中总蒽醌的含量。选取萃取压力
(A)、萃取温度(B)和萃取时间(C)3 个影响超临界
CO2 萃取的主要因素进行考察,每个因素选 3 个水
平(表 1)。按表 2 安排试验,以萃取物中总蒽醌转
移率为考察指标进行分析,方差分析见表 3。
表 1 穗花大黄中总蒽醌超临界萃取工艺正交试验因素水平
水平
A
萃取压力 /MPa
B
萃取温度 /℃
C
萃取时间 / h
1 15 40 1. 0
2 20 45 1. 5
3 25 50 2. 0
由表 2,3 中总蒽醌转移率的直观分析与方差分
析可知,各因素对工艺的影响顺序为萃取压力 > 萃
取时间 >萃取温度。优选试验方案为 A3B3C3,即萃
取压力为 25 MPa,萃取温度 50 ℃,萃取时间 2. 0 h。
2. 3 验证试验 称取大黄粗粉 3 份,每份 100 g,
装入萃取釜中,按照正交设计优选的工艺参数条件
·75·
薛鹏喜,等:超临界 CO2 萃取穗花大黄中总蒽醌工艺优选
进行验证试验 3 次,结果 3 次试验中总蒽醌质量分
数分别为 23. 1,23. 3,23. 7 mg·g - 1;总蒽醌转移率分
别为 90. 2%,91. 0%,92. 6%;萃取物得率分别为
3. 63%,3. 92%,3. 85%。表明本工艺稳定可行。
3 讨论
对于蒽醌苷等极性较强的物质,不加夹带剂
萃取效果不理想,故本试验对夹带剂种类和用量
进行了考察,综合考虑发现以 95% 乙醇作为夹带
剂,料液比 1 ∶ 1时萃取效果较好。本试验所用的超
临界萃取设备只配备有 5 L 和 1 L 萃取釜,因而还
需要进一步的放大验证试验才能应用实际工业
生产。
表 2 穗花大黄中总蒽醌超临界萃取工艺正交试验安排
No. A B C D
总蒽醌
/mg·g - 1
总蒽醌转移率
/%
萃取物得率
/%
1 1 1 1 1 15. 2 59. 4 2. 94
2 1 2 2 2 16. 8 65. 6 3. 68
3 1 3 3 3 18. 3 71. 5 3. 21
4 2 1 2 3 20. 6 80. 5 3. 81
5 2 2 3 1 21. 4 83. 6 3. 00
6 2 3 1 2 19. 8 77. 3 3. 75
7 3 1 3 2 22. 1 86. 3 3. 54
8 3 2 1 3 21. 8 85. 1 3. 85
9 3 3 2 1 23. 2 90. 6 3. 92
K1 65. 500 75. 400 73. 933 77. 867
K2 80. 467 78. 100 78. 900 76. 400
K3 87. 333 79. 800 80. 467 79. 033
R 21. 833 4. 400 6. 534 2. 633
注:萃取物得率 =萃取物质量 /药材质量 × 100%;总蒽醌转移率 =萃取物中总蒽醌质量分数 /药材中总蒽醌质量分数 × 100%。
表 3 总蒽醌转移率方差分析
方差来源 SS f F P
A 747. 847 2 71. 585 < 0. 05
B 29. 540 2 2. 828 > 0. 05
C 69. 807 2 6. 682 > 0. 05
D(误差) 10. 45 2
注:F0. 05(2,2)= 19. 00。
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[责任编辑 仝燕]
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