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应用超高压技术提取元胡中延胡索乙素的研究



全 文 :4 结论
4.1 果胶酶法提取叶下珠有效成分 ,在实验所考
察的 5个因素中 ,提取剂的 pH值对提取效果的影
响最大 ,由极差 R数值可知 ,各因素对提取效果的
影响依次为:pH值 >提取温度 >果胶酶浓度 >料液
比 >提取时间。通过正交试验数据的直观分析 ,可
以确定在本实验范围内的最佳工艺条件为:在 pH=
5的水中 ,料液比 25∶1(mL/g),果胶酶浓度为 1.5
g/L在 50℃的条件下提取 150 min, 在此工艺条件
下 ,没食子酸的平均提取率为 1.053%。提取效果
明显优于文献显示的提取率 0.57% ~ 0.67%〔7〕 、
0.114%〔8〕和 0.024%〔9〕。
4.2 由于果胶酶的酶解作用 ,可以较温和地破坏
细胞壁 ,使植物组织得以分解 ,加速有效成分的释
放 ,从而提高了提取率 。优化的工艺条件 ,可以在较
低的温度下 、较短的时间内较大程度提高叶下珠有
效成分提取效果 ,有效地降低了提取能耗 ,而且提取
过程中不使用有机溶剂 ,对环境友好 ,易于实现绿色
工业化生产 。
参 考 文 献
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应用超高压技术提取元胡中延胡索乙素的研究
贺 帅 ,姚育发 ,张忠义*
(南方医科大学珠江医院药剂科 ,广东 广州 510282)
  摘要 目的:应用超高压技术提取元胡中延胡索乙素 , 并结合正交试验优选最佳工艺。方法:在单因素实验的
基础上 , 以延胡索乙素的提取率为考察指标 , 采用 L8(27)正交试验 , 对影响超高压提取的主要因素(压力 、时间 、乙
醇浓度 、固液比)进行优选 , 并与回流提取 、超声提取和微波提取进行比较。结果:超高压提取延胡索乙素的最佳工
艺条件为:提取溶剂 70%乙醇 ,压力 250MPa,固液比 1∶75(g∶mL),提取时间 30s;此提取条件下延胡索乙素的提取
率为 0.596mg/g, 分别高出回流提取 、超声提取和微波提取 25.2%、 16.2%和 18.0%。结论:超高压提取作为一种
新兴的提取技术 , 具有提取温度低 、提取率高 、耗时短 、能耗少等优点 ,为元胡中延胡索乙素的提取提供了一种全新
的方法。
关键词 超高压;中药提取;元胡
中图分类号:R284.2  文献标识码:A  文章编号:1001-4454(2010)01-0137-04
收稿日期:2009-07-21基金项目:广东省自然科学基金项目(8151051501000054)*通讯作者:张忠义 , Tel:020-61643499, E-mail:zhang43499@sohu.com。
  元胡亦名延胡 、延胡索 、玄胡 ,是罂粟科植物延
胡索的干燥块茎 ,具有活血化瘀 、行气止痛的功效 。
药理学研究表明:元胡具有止痛镇静 、抗溃疡 、抑制
胃酸分泌及增加冠脉血流量 、抗心律失常等作
用〔1〕。目前元胡中生物碱的提取方法有索氏提取 、
乙醇回流提取 〔2〕 ,以及近年出现的超临界提取 〔3〕、
超声提取 〔4〕和微波提取等新技术。这些方法在一
定程度上满足了元胡的提取要求 ,但又各自存在着
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诸多的不足 。近几年出现的超高压提取技术与传统
的提取方法相比 ,其提取时间短 、能耗低 ,且提取液
中杂质含量少〔5, 6〕。同时超高压提取可以在常温条
件下进行 ,能够有效避免活性成分的受热分解 。本
文采用超高压技术 ,同时结合正交试验对元胡中延
胡索乙素的提取工艺进行优化 ,并与回流提取 、超声
提取和微波提取进行了比较。
1  仪器与材料
  IDJ-300S超高压提取装置(上海顺优超高压机
械设备有限公司);DFT-100高速中药粉碎仪;MA1
10电子天平(精度 0.1 mg,上海天平仪器厂);DZ-
TW型调温电热套;Agilent1100高效液相色谱仪
(美国), KQ-600DE型数控超声仪(昆山市超声仪器
公司),格兰仕微波炉 。元胡药材(产地浙江)经珠
江医院药剂科周本杰教授鉴定为罂粟科植物延胡索
的干燥块茎 ,延胡索乙素标准品(中国药品生物制
品检验所提供 ,批号:110826-00409), 甲醇为色谱
纯 ,乙醇及其他试剂均为分析纯(天津四友化学试
剂有限公司)。
2  方法与结果
2.1  超高压提取原理 在室温条件下 ,将药材粉
碎与提取介质混合放入密闭容器中 ,迅速升高压力
(100MPa以上),在预定压力下保持一段时间 ,使料
液细胞内外达到压力平衡 ,药物有效成分与有机溶
剂充分接触达到溶解平衡 ,然后迅速卸压(一般为 6
s),细胞内外两侧瞬间产生的强大的压力差造成细
胞壁破碎 、细胞膜渗透性大大增强 ,细胞内有效成分
充分与提取溶剂接触 ,达到高效 、快速的提取目的。
2.2 延胡索乙素的提取 将元胡药材粉碎后 ,过 2
号筛 ,精密称取元胡药材粉末 2.0 g,置塑料封口袋
中 ,按比例加入提取溶剂 ,封口 ,将压力升高至所需
压力 ,保压一定时间后 , 快速卸压 ,得提取液 , 0.22
μm微孔滤膜抽滤 ,备用。
2.3  延胡索乙素含量的测定〔7〕
2.3.1 色谱条件:HypersilODSC18柱(4.0 mm×
150mm, 5μm);流动相:甲醇 -0.1%磷酸溶液(三
乙胺调 pH值至 6.0)(55∶45);流速:1 mL/min;检
测波长:280 nm;柱温:25℃。
2.3.2 标准曲线的制备:精密称取延胡索乙素对
照品 6.52 mg至 100mL容量瓶中 ,加入适量甲醇溶
解后 ,再稀释至刻度 ,精密量取 1、2、5、8、10、15 mL
对照品溶液 ,分别置 6个不同的 50mL容量瓶中 ,甲
醇稀释至刻度 ,摇匀 ,精密吸取 20 μL按色谱条件进
样测定 , 所得峰面积依次为 19.50、 38.6、 98.85、
158.63、198.76、299.13。以峰面积 A为横坐标 ,浓
度 C(mg/L)为纵坐标 ,绘制标准曲线 ,得标准曲线
为:A=0.0652C+0.0684, r=0.9999,线性范围是
1.304 ~ 19.560mg/L。
2.3.3  样品的测定:精密吸取 “2.2”项下提取液
20 μL,按色谱条件进行测定 ,得峰面积 A0 ,按下式
计算延胡索乙素的提取率 Y(mg/g), 即:Y=
A0 -0.0684
0.0652 ×Vm×1000,公式中 A0为峰面积 , V为
提取液总体积 , m为元胡药材总重量。
2.4 单因素实验
2.4.1 溶剂的选择:根据参考文献 ,一般采用一定
浓度的乙醇作为提取溶剂 ,结合提取效果 、安全性和
经济性 3个方面考虑 ,本实验选择用乙醇作为提取
溶剂 。
2.4.2  溶剂体积分数的选择:精确称取 2.0 g的
元胡药材粉末 6份 ,分别准确加入蒸馏水 、25%、
50%、75%、85%、95%的乙醇 100 mL,密封 ,加压至
250 MPa,保压时间 30 s,提取 1次 ,提取液用 0.22
μm微孔滤膜抽滤 ,按色谱条件进行测定 ,计算延胡
索乙素提取率 ,结果如图 1 ,随着乙醇浓度的增大 ,
提取率逐渐升高 ,但当乙醇浓度超过 75%后 ,提取
率开始明显下降。因此 ,最佳乙醇浓度在 50% ~
75%之间 。
图 1 乙醇浓度对提取率的影响
2.4.3  液固比的选择:精确称取 2.0 g的元胡药
材粉末 6份 ,分别准确加入 50%乙醇 20、50、 100、
150、200、250 mL,其固液比(g∶mL)分别为 1∶10、
1∶25、1∶50、1∶75、1∶100、1∶125 ,将 6份样品密封后 ,
加压至 250 MPa,保压 30 s, 提取 1次 ,提取液用
0.22μm微孔滤膜抽滤 ,按色谱条件进行测定 ,计算
延胡索乙素提取率 ,结果如图 2所示 ,随着液固比的
增加提取率迅速增加 ,当液固比超过 50∶1后 ,提取
率增加不明显 ,从提取率和经济两方面考虑 ,最佳液
固比在 50∶1 ~ 75∶1之间。
2.4.4  提取压力的选择:精确称取 2.0 g的元胡
药材粉末 5份 ,分别准确加入 50%乙醇 150 mL,密
封 ,分别加压至 100、150、200、250、300 MPa,保压 30
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s,提取 1次 ,提取液用 0.22 μm微孔滤膜抽滤 ,按色
谱条件进行测定 ,计算延胡索乙素提取率 ,结果如图
3所示 ,随着压力的加大 ,提取率逐渐升高 ,当压力
加大至 200 MPa时 ,提取率最高 ,然后随着压力的增
大 ,提取率逐渐降低。因此 ,选择最佳提取压力为
200 ~ 250MPa之间。
图 2 固液比对提取率的影响
图 3 提取压力对提取率的影响
2.4.5 提取时间的选择:精确称取 2.0 g的元胡
药材粉末 5份 ,分别准确加入 50%乙醇 150 mL,密
封 ,加压至 200 MPa,分别保压 10 s、30 s、1 min、2
min、5 min,提取 1次 ,提取液用 0.22 μm微孔滤膜
抽滤 ,按色谱条件进行测定 ,计算延胡索乙素提取
率 ,随着提取时间的增加 ,提取率逐渐升高 ,当提取
时间超过 30 s时 ,提取率反而逐渐下降。因此 ,选
定最佳提取时间应在 10 s~ 1min之间 。
2.4.6 提取次数的选择:精确称取 2.0 g的元胡
药材粉末 5份 ,分别准确加入 50%乙醇 150 mL,密
封 ,加压至 200 MPa,保压 30 s,分别提取 1、2、3、5、8
次 ,提取液用 0.22 μm微孔滤膜抽滤 ,按色谱条件
进行测定 ,计算延胡索乙素提取率 ,随着提取次数的
增加提取率逐渐增加 ,但增加不显著 ,从提取率和经
济两方面考虑 ,选择最佳提取次数为 1次 。
2.5  正交试验 在单因素实验的基础上 ,为尽量
减少实验次数 ,优选最佳提取工艺 , 选择提取时间
(A)、压力(B)、乙醇浓度(C)、固液比(D)作为考察
因素 ,同时考察提取时间和压力的交互效应 ,每个因
素选 2个水平 ,按正交表 L8(27)安排实验 ,结果如
表 1所示 ,实验表明 ,各因素对延胡索乙素提取率的
影响大小 ,依次为固液比 >乙醇浓度 >提取时间 >
提取压力 ,方差分析结果表明 ,固液比和乙醇浓度的
变化对提取率的影响存在显著差异(P<0.05),时
间和压力之间不存在交互效应(P>0.05)。最佳实
验条件为 A2B2C2D2 , 即:提取时间 30 s、压力 250
MPa、乙醇浓度 70%、固液比 1∶75,在此条件下延胡
索乙素的提取率高达 0.596 mg/g。
 表 1  正交试验结果
试验号 A/s B/MPa C/% D/(g∶mL) 提取率/(mg/g)
1 20 200 50 1∶60 0.468
2 20 200 70 1∶75 0.587
3 20 250 50 1∶75 0.519
4 20 250 70 1∶60 0.531
5 30 200 50 1∶75 0.543
6 30 200 70 1∶60 0.515
7 30 250 50 1∶60 0.482
8 30 250 70 1∶75 0.596
K1 2.105 2.113 2.012 1.996
K2 2.136 2.128 2.229 2.245
R 0.031 0.015 0.217 0.249
因素主次 D>C>A>B
最佳工艺 A2B2C2D2
2.6 不同提取方法的比较 精确称取 2.0 g的元
胡药材粉末 4份 ,准确加入 70%的乙醇 150 mL,分
别进行超高压提取 、回流提取 、超声提取 〔4〕和微波
提取 〔8〕 ,具体提取条件及结果如表 2所示 ,实验结果
表明 ,超高压方法的延胡索乙素提取率最高 ,其提取
率分别高出回流提取 25.2%、超声提取 16.2%和微
波提取 18.0%,而且提取时间短只需 30 s,整个提
取过程均在常温下进行 ,避免了回流提取 、超声提取
和微波提取过程中导致的提取液温度升高。延胡索
乙素不稳定 ,受光热作用易分解 ,脱氢氧化为结构稳
定的巴马汀 ,因而使用超高压法提取得到的延胡索
乙素更能保持其生物活性。
 表 2  不同提取方法的比较
提取方法 提取条件 延胡索乙素提取率/(mg/g)
回流提取法 80℃,回流 3h 0.476
超声提取法 功率 350W,超声 60min 0.513
微波提取法 微波功率 700W, 提取 2次 ,每次 10min 0.505
超高压提取法 250MPa, 室温提取 30s 0.596
3 讨论
3.1 与常规提取方法比较 ,超高压具有诸多优势
比如:①操作温度为常温;②提取时间短 ,一般只需
·139·JournalofChineseMedicinalMaterials  第 33卷第 1期 2010年 1月
10 s~ 10 min;③提取效率高 ,能耗低(一次性加压 、
一次性添加溶剂 ,即可);④该提取工艺简单 , 无环
境污染 ,且机械化程度高 , 适宜于现代化大生产 。
但是 ,超高压也存在一定的缺点 ,比如设备要求高 ,
必须耐受极高的压力 ,同时要求密封性好 ,在使用过
程当中必须长期进行维护和保养。
3.2  本文采用回流提取法 、超声提取法和微波提
取法对元胡中延胡索乙素进行了提取 ,其提取率较
文献报道偏低 ,导致这个现象的原因很可能是药材
产地和药材预处理方法的不同 ,比如孙百虎等 〔9〕先
将元胡药材晾干 ,除去杂质 ,然后将其破碎成小颗粒
状 ,再将其置于烘箱中 ,于 65 ℃下 6h烘干 ,再将其
粉碎 ,过 100目筛 ,然后提取 ,本文中元胡粉碎粒度
仅为 24目;熊英等 〔10〕采用氨水碱性乙醇进行提取 ,
本文未对乙醇溶液进行酸碱处理 ,因为引入铵根离
子存在后续分离问题 。
参 考 文 献
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超临界 CO2 流体萃取雨生红球藻中虾青素的
工艺研究及其脂肪酸 GC-MS分析
钟 玲1 ,余少冲 3 ,李迎霞 3 ,葛发欢2, 3*
(1.广东药学院 ,广东 广州 510006;2.中药提取分离过程现代化国家工程研究中心 ,广东 广州 510240;
3.中山大学 ,广东 广州 510275)
  摘要 目的:本文研究了从雨生红球藻中提取虾青素的超临界 CO2流体萃取工艺。考察了原料的前处理 、夹
带剂种类 、夹带剂量 、萃取压力温度等因素对虾青素提取率的影响 ,确定了较为适宜的萃取工艺:原料用 30%乙酸
浸泡后制粒(20目), 萃取压力 35 MPa, 萃取温度 80℃;分离 Ⅰ 压力 6 MPa, 温度 50℃;分离 Ⅱ压力 6 MPa, 温度
45℃;夹带剂为 1倍量 95%乙醇;萃取时间 3h,虾青素的提取率为 89.4%。分析了萃取物中的脂肪酸 , 鉴别出 5种
脂肪酸成分。
关键词 超临界 CO2流体;雨生红球藻;虾青素;脂肪酸
中图分类号:R284.2  文献标识码:A  文章编号:1001-4454(2010)01-0140-03
收稿日期:2009-10-09*通讯作者:葛发欢 , Tel:13825151042, E-mail:gefahuan@ 163.com。
  虾青素具有抑制肿瘤发生 、增强免疫功能等多
方面的生理作用 〔1〕 ,市场庞大 ,目前在食品 、医药 、
化妆品及养殖行业得到了广泛的应用 〔2〕。虾青素
分合成和天然两种 ,动物实验表明天然虾青素对人
体更为安全 〔1〕 ,目前市场天然虾青素价格昂贵 ,需
求不断上升 ,市场前景广阔。作为虾青素 “浓缩物 ”
的雨生红球藻受到人们的追捧 ,被认为是最好虾青
素提取原料〔3〕 ,本实验室曾探索了采用酶法从雨生
红球藻中提取虾青素的新工艺 〔4〕 ,鉴于超临界流体
萃取技术的优势 , 本文在此基础上研究了超临界
CO2流体从雨生红球藻中萃取虾青素的提取工艺 ,
现报道如下。
·140· JournalofChineseMedicinalMaterials  第 33卷第 1期 2010年 1月