全 文 ：中药刺五加叶中有效成分的几种微波辅助提取方法研究
刘忠英 1, 2　晏国全1　卜凤泉2　丁　兰 1　张寒琦*1
1(吉林大学化学学院 , 长春 130012)　　 2(吉林大学药学院 , 长春 130021)
摘　要　利用高压微波提取法 、常压回流微波提取法 、流动微波提取法和索氏提取法提取中药刺五加中黄酮
和皂苷类化合物 , 考察各种提取方法提取效率随时间的变化。结果表明 ,高压微波提取法在压力为 300 kPa,
完全提取的时间为 10 m in;常压回流微波提取法完全提取的时间为 14 m in;流动微波提取法完全提取的时间
为 10 m in;索氏提取法需 8 h尚能完成。 各种提取方法总黄酮的提取率分别为 43. 7、 48. 2、 42. 7和 34. 7
m g /g;总皂苷的提取效率分别为 60. 2、61. 5、59. 8和 46. 5m g /g. 。与索氏提取法比较 ,微波提取法提取黄酮和
皂苷 , 提取时间大大缩短 ,且提取效率显著提高。
关键词　刺五加叶 , 总黄酮 ,总皂苷 ,微波辅助提取
　 2003-12-30收稿;2004-06-17接受
本文系吉林省科技发展计划项目(No. 20030551-7)资助
1　引　　言
自 1986年 Ganzle r等[ 1]首次报道天然产物中化学成分的微波提取法以来 ,微波提取技术在食品 、环
境和天然产物等 [ 2 ～ 5]领域得到了广泛的应用。近年来 ,人们在中药有效成分的微波辅助提取法研究方
面作了大量的工作[ 6 ～ 8] 。微波提取法以其提取时间短 、提取效率高 、溶剂用量少等优点受到了科研工作
者的重视。目前 ,已有的微波提取法主要有高压提取法 [ 9] 、常压提取法[ 10]和流动提取法[ 11] 。高压提取
法利用微波消解装置 ,可同时处理多个样品 ,并且 ,提取过程在高压下进行 , 可缩短提取时间 。常压提
取法使提取过程在常压下进行 ,减小危险性。流动提取法提取液不断流出 ,避免被提取物因受热时间过
长而造成分解 ,并且可以在线监测提取进程。本实验利用 3种微波提取法提取中药刺五加叶 (Acan tho-
panax SenticosusHarms)中总黄酮 、黄酮和皂苷类化合物 。实验结果证明 ,这 3种微波辅助提取方法与索
氏提取法相比较均具有较高的提取效率和较短的提取时间。
2　实验部分
2. 1　仪器和设备
高压微波提取装置:采用实验室专用微波炉 , WR-E型微波样品制备系统(北京美诚公司 ),最大微
波功率为 850W;常压回流微波提取装置:将格兰士家用微波炉进行改造 ,微波炉上方开一直径为 4 cm
孔 ,最大微波功率为 850W;流动微波提取装置:将格兰士家用微波炉进行改造 ,在微波炉侧面开两个间
距为 7 cm、直径为 0. 5 cm的孔;FI-2100流动注射分析系统 (北京海光仪器公司 );WF2800-D3B紫外可
见分光光度计(上海分析仪器公司);BS-100A自动流分收集器(上海清浦沪西仪器厂 )。
2. 2　试剂和材料
槲皮素标准品和齐墩果酸标准品 (中国药品生物制品检定所 );刺五加叶 (白山正茂药业有限公
司 );实验所用试剂均为分析纯试剂(北京化工试剂厂)。
槲皮素标准溶液:精确称取槲皮素标准品 2. 00mg, 用甲醇定容于 10mL容量瓶中 , 得到 200mg /L
标准溶液;齐墩果酸标准溶液:精确称取齐墩果酸标准品 2. 00 mg, 用甲醇定容于 10 mL容量瓶中 , 得
到 200mg /L标准溶液。5% N aNO 2溶液 、10%A l(NO 3)3溶液 、4%NaOH溶液和 72%H2 SO4用蒸馏水配
制 。 8%香兰素溶液用无水乙醇配制 。
2. 3　实验方法
2. 3. 1　样品处理　取干燥的刺五加叶 ,粉碎后过孔径 0. 9 mm筛 ,浸泡于石油醚 (b. p. 60 ～ 90℃)中 ,
第 33卷
2005年 4月　　　　　　　　　　　　
分析化学 (FENXI HUAXUE)　研究简报
Ch inese Journa l o f Ana ly tica l Chem istry
　　　　　　　　　　　　 第 4期
531 ～ 534
室温放置 3 h后 ,倾去浸提液 ,再加石油醚浸泡 ,反复多次 ,至浸提液无色 ,完全去除叶绿素 。倾去浸提
液 ,样品置于通风处干燥至无醚味 ,再用烘箱 60℃烘至恒重 , 放置于干燥器中保存 。
2. 3. 2　高压微波提取法　精确称取已干燥粉末样品 0. 5000±0. 0002 g置于样品提取罐内罐 ,加入适
量乙醇溶液 ,把内罐放进外罐 ,再放上压力盖和安全膜 ,再将带有气孔的密封嘴拧在压力盖上 ,最后把锁
紧盖拧在外罐上;在控压罐中加入同样的样品和溶剂 ,除不放安全膜外 ,其它操作同上。然后将聚四氟
乙烯压力导管的一端与密封嘴的气孔相连 ,另一端与测压装置相连 ,将提取罐和控压罐同时放入微波炉
中 ,进行微波提取 。微波功率为 850W ,微波占空比设定为 80%。提取完成后 ,提取罐和控压罐冷却至
室温 ,罐内提取液经过滤后 ,转移至 50 mL容量瓶中 。提取罐和残渣用提取溶剂反复清洗 3次 ,合并滤
液 ,并用提取溶剂定容至 50 mL,待测。
2. 3. 3　常压回流微波提取法　精确称取干燥的刺五加叶粉末样品 2. 5000±0. 0002 g放入蒸馏瓶中 ,
加入 200 mL 50%乙醇 ,将蒸馏瓶置于改造后的家用微波炉内进行微波提取 ,微波功率为 850W , 占空
比为 40%。提取完成后提取液转移至 250 mL容量瓶中 , 用提取溶剂定容 ,待测。
2. 3. 4　流动微波提取法　精确称取干燥的刺五加叶粉末样品 0. 2000±0. 0002 g放入提取管中 ,样品
上下用玻璃棉封好 ,放入改造后的家用微波炉内进行微波提取 ,微波功率为 850W , 占空比为 40%。用
蠕动泵以 3mL /m in的流速将 50%乙醇泵入提取管内 ,流出的提取液用自动部分收集器收集 ,每 20 s收
集一管 ,每管 1mL, 待测。
2. 3. 5　索氏提取法　精确称取干燥的刺五加叶粉末样品 2. 5000±0. 0002 g放入索氏提取器中 ,在蒸
馏瓶中加入 200mL 90%乙醇 、水浴回流 8 h。提取液转移至 250mL容量瓶中 , 用提取溶剂定容至 250
mL,待测 。
2. 3. 6　总黄酮的测定　取 0. 2mL提取液于 10mL试管中 ,加入 0. 2mL 5%N aNO2溶液 ,混匀后 ,放置
6 m in,再加入 0. 2 mL 10% A l(NO3)3溶液 ,混匀后 ,放置 6 m in,然后再加入 0. 6mL 4%N aOH溶液和 1
mL乙醇溶液 ,在 500 nm波长下测定吸光光度值 。以槲皮素为标准品制作标准曲线 。
2. 3. 7　总皂苷的测定　取 0. 2mL提取液于 10 mL试管中 ,加入 0. 4 mL8%香兰素乙醇溶液 ,充分振荡
混匀 ,再加入 2mL 72%H2 SO 4溶液 ,混匀后 ,置于 60℃水浴中加热 10m in,取出后在 0℃冷却 15m in,此
溶液在 540 nm波长下测定吸光光度值 。以齐墩果酸为标准品制作标准曲线。
3　结果与讨论
3. 1　索氏提取法提取效率随时间变化曲线
利用索氏提取装置 , 90%乙醇为提取溶剂 , 90℃水浴 ,进行提取。分光光度法测定 0. 5、1. 5、2. 5、4、
6、8、10和 12 h时提取液中总黄酮和总皂苷的含量(图 1)。结果表明 ,利用索氏提取法提取刺五加叶中
总黄酮需要 6 h,提取总皂苷需要 8 h。
3. 2　高压微波提取法时间曲线
利用高压微波提取装置 ,用 50%乙醇为提取液 ,控制提取压力为 300 kPa, 在不同的微波辐射时间
条件下进行提取 ,分光光度法测定各提取液中总黄酮和总皂苷的含量 。结果 (见图 2)表明:在 10 m in
之前 ,总黄酮和总皂苷的含量随着时间的增加而提高;当提取时间超过 30 m in后 ,总黄酮的测定值开始
下降 , 总皂苷的测定值在 10m in后就开始下降 。这表明在高压条件下 ,微波提取时间过长 ,样品中皂苷
类化合物比黄酮类化合物更容易受到破坏 。
3. 3　常压回流微波提取法时间曲线
利用常压回流微波提取装置 ,用 50%乙醇为提取液 ,在不同的微波辐射时间条件下进行提取。总
黄酮的提取效率在 14m in时达最高 。总皂苷的提取率在 10m in即可达最高(见图 3)。
3. 4　流动微波提取法时间曲线
利用流动微波提取装置 ,用 50%乙醇为提取液 ,在不同的微波辐射时间条件下进行提取。提取液
中总黄酮和总皂苷的含量在提取时间为 10 m in时提取达到完全(见图 4)。
532　　 分 析 化 学 第 33卷
　图 1　索氏提取法提取率随时间变化曲线
F ig. 1　E ffect o f Soxhlet ex trac tion time on the y ie lds o f
flavono ids and saponins
1.黄酮( flavone);2. 皂苷(sapon in)。
　图 2　高压微波提取法提取率随时间变化曲线
F ig. 2　Effect o f p ressu rem icrow ave ex trac tion time on the
y ields of flavono ids and saponins
1.黄酮( f lavone);2. 皂苷(sapon in)。
　图 3　常压回流微波提取法提取率随时间变化曲线
F ig. 3　 E ffec t of a tm ospheric pressure re flux m icrow ave
ex traction tim e on the y ields of flavono ids and saponins
1.黄酮( flavone);2. 皂苷(sapon in)。
　图 4　流动微波提取法提取率随时间变化曲线
F ig. 4　 E ffec t of flow m icrow ave extrac tion tim e on the
y ields of flavono ids and saponins
1.黄酮( f lavone);2. 皂苷(sapon in)。
3. 5　各种微波提取法与索氏提取法比较
取刺五加叶粉末 ,分别用不同的提取方法进行提取 。索氏提取法采用 90%乙醇为提取溶剂 , 90℃
水浴 ,提取 8 h。高压微波提取法以 50%乙醇为提取溶剂 ,控制压力为 300 kPa,提取时间为 10m in。常
压回流微波提取法以 50%乙醇为提取溶剂 ,微波加热时间为 14m in。流动微波提取法以 50%乙醇为提
取溶剂 ,微波加热时间为 10 m in。测定各提取液中总黄酮和总皂苷的含量 ,结果见表 1。各组数据用
t-test进行统计分析 ,结果表明:各种微波提取法提取效率均显著高于索氏提取法 。而各种微波提取法之
间提取效率无显著差异。
表 1　微波提取法与索氏提取法提取率的比较(n=5)
Table1　Com pa rison o fm icrow ave-assisted extraction (MAE s) and Soxh le t ex traction(n =5)
提取方法
Ex tractionm ethod
总黄酮测定值
Total flavono ids(m g /g)
总皂苷测定值
Total sapon in s(mg /g)
提取方法
Extractionm ethod
总黄酮测定值
Total f lavonoids(mg /g)
总皂苷测定值
Tota l sapon ins(m g /g)
高压微波提取法
Pressu rized m icrow ave
extraction
43. 7±0. 67 60. 2±1. 54
回流微波提取法
A tm ospheric p ressure
reflux m icrow ave
ex traction
48. 2±2. 80* 61. 5±2. 89*
流动微波提取法
F low m icrow ave
extraction
42. 7±1. 32* 59. 8±1. 97* 索氏提取法
Soxh let ex traction
34. 7±0. 69 46. 5±2. 15
　*. 与索氏提取法比较(com paring w ith that of Soxh let ex traction), p<0. 01
4　结　　论
利用高压密封 、常压回流和常压流动微波提取法提取刺五加中黄酮和皂苷类化合物 ,均可以缩短提
取时间 ,提高提取效率 ,减少溶剂用量 。 (1)高压微波提取法提取时间最短 ,仅需 10 m in。因为在密封
533第 4期 刘忠英等:中药刺五加叶中有效成分的几种微波辅助提取方法研究 　　
的容器中 ,样品和溶剂处于高压下 ,溶剂沸点升高 ,被提取物向溶剂中扩散的速度加快 ,可以在较短的时
间内完成提取过程。此外 ,由于提取容器是密闭的 ,溶剂不会溢出 ,可在较高的占空比下进行提取 ,这样
也会缩短提取时间。利用这种提取方法 ,可同时处理 10个样品 ,但每一个提取罐中样品量和溶剂用量
不易过多 , 溶剂不能超过 30mL。适用于实验室中中药活性成分含量的分析 。值得注意的是 ,在高温高
压条件下 ,提取时间不宜过长 ,以免造成中药活性成分的破坏 。(2)常压回流微波提取法提取时间略长
于高压密封提取法 ,这是由于提取过程是在敞开体系中进行 ,微波加热时不能使用较高的占空比 ,以免
溶剂溢出。利用这种方法一次只能处理一个样品 ,但可以加大样品量和溶剂用量 , 利于中药种活性成
分的提取 、分离和制备 。 (3)流动微波提取法所需时间 10m in,提取效率可达到 97%以上。这种提取方
法使提取液及时流出微波炉 ,避免一些不稳定化合物的分解 ,而且无需过滤 ,可以与分析仪器在线联机。
这 3种微波提取方法与索氏提取法相比较 ,提取时间大大缩短 ,而提取效率却显著提高 。
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SeveralM icrowave Assisted ExtractionM ethods for Extraction ofActive
Constituents From Acan thopanax Sen ticosus Harm s
L iu Zhongy ing1 , 2 , Yan Guoquan1 , Bu Fengquan2 , Ding Lan1 , Zhang H anqi*1
1(College of Chem istry, J ilin University, Changchun 130023)
2(Institute of F ron ter of Med ica l Science, J ilin Un iversity, Changchun 130021)
Abstract　Three m icrow ave-assisted ex traction methods(MAEs), pressurized m icrow ave extrac tion, atmos-
pheric pressure reflux m icrow ave ex traction and flow m icrow ave ex traction, o f flavonoids and saponins from
Chinese medic ine Acanthopanax Sen ticosus H arms w ere studied. The inf luence o f extrac tion time o f every
me thod on the extrac tion y ie ld of tota l flavono ids and to tal saponins w as investigated. The experimenta l results
indica te tha t the pressurizedm icrow ave ex traction, atmospheric pressure reflux m icrow ave extraction and flow
m icrow ave extrac tion need 10m in, 14m in and 10 m in, respective ly. But Soxh le t ex traction needs 8 h. The
ex traction y ields of tota l flavonoids by using the four ex traction methods are 43. 7, 48. 2, 42. 7 and 34. 7
mg /g, and tota l saponins are 60. 2, 61. 5, 59. 8 and 46. 5mg /g respec tively. C omparingw ith Soxh let ex trac-
tion, no t only theMAEs take sho rter time, bu t a lso the y ie lds o f flavono ids and sapon ins ob tained by using
MAEs are higher sign ificantly.
Keywords　Acan thopanax Sen ticosusHarm s, flavono id, saponin, m icrow ave-assisted extrac tion
(Received 30 Decem ber 2003;accepted 17 June 2004)
534　　 分 析 化 学 第 33卷