全 文 ：中国食品添加剂
China Food Additives试验研究
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2016年第1期
如意草总生物碱两种提取工艺优化及比较
史娟 *，李江，葛红光
（陕西理工学院化学与环境科学学院，汉中 723000）
摘 要：以如意草为原料，在冷浸预处理基础上，分别采用超声波及热回流法对总生物碱提取得率进行研
究。通过正交试验研究乙醇浓度、料液比、提取温度、提取时间对提取效果的影响，确定超声波与热回流提取
如意草总生物碱的最佳提取条件，并比较最佳提取条件下两种提取方法的总生物碱得率。结果表明，冷浸 -超
声波提取最佳条件为提取温度 40℃，提取时间 150min，料液比 1 ∶ 10、乙醇浓度 70%；冷浸 -热回流提取最
佳条件为回流时间 180min，液料比 1 ∶ 25，回流温度 55℃，乙醇浓度 85%。超声波提取较回流法提取具有提
取率高，提取时间短、提取温度低、乙醇浓度低等优点。
关键词：如意草；总生物碱；冷浸；超声波；热回流
中图分类号：TS202.1 文献标识码：A 文章编号：1006-2513（2016）01-0081-04
Comparison and optimization of two extraction methods of alkaloid
from Corydalis taliensis Fr.
SHI Juan*，LI Jiang，GE Hong-guang
（School of Chemistry and Environment Science，Shaanxi University of Technology，Hanzhong 723000）
Abstract：Corydalis taliensis Fr. was used as material，the alkaloid was extracted through refluxing method
and ultrasonic method assisted by cold-soaked pretreatment. The yield of alkaloid as the evaluation index，the
concentration of ethanol，solid-to-liquid ratio，extracting time and extracting temperature were optimized by
orthogonal test. The results showed that the optimum conditions for ultrasonic method were：temperature 40℃，
extracting time 150min，solid-to-liquid ratio 1∶10 and the ethanol concentration 70%. The optimum conditions
for refluxing method were：extracting time 180min，solid-to-liquid ratio 1∶25，temperature 55℃ and the ethanol
concentration 85%. In contrast with refluxing method，ultrasonic extraction has the advantages of high extraction rate，
short extraction time，low temperature and low concentration of ethanol.
Key words：Corydalis taliensis Fr.；alkaloid；cold-soak；ultrasonic；refluxing
收稿日期：2015-09-21 *通讯作者
基金项目：国家自然科学基金（21373132），教育厅 2015 年科学研究项目（15JK1141）。
作者简介：史娟（1978-），女，副教授，研究方向为天然产物化学和有机合成。Email：446269824@qq.com。
生物碱是存在于自然界的一类含氮化合物，
大多具有显著生物活性，是中草药重要的有效成
分之一。如鸦片中的吗啡具有镇痛作用，可待
因具有止咳作用［1］，罂粟碱具有松驰平滑肌作
用［2］；麻黄中的麻黄碱具有平喘作用等［3］。如
意草为罂粟科紫堇属植物，主要分布于北温带，
多集中在地中海气候区或草原沙漠干旱地区。该
属植物含有黄酮类、三萜类、生物碱、黏液质、
蜡、挥发油等多种成分。目前，如意草中已被鉴
定出含有包括紫堇灵、原阿片碱、乙酰紫堇灵等
在内的七个生物碱［4］，并被证实具有抗菌、镇静
及保护肝损伤等多种活性作用［5］。生物碱常用提
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取方法有冷浸［6］、渗漉［7］、超声波［8］、微波提
取［9］、热回流提取等。为使提取更完全，常对上
述方法进行组合，如冷浸 -渗漉、冷浸 -超声
波、冷浸 -索氏提取、冷浸 -热回流提取等。本
实验以罂粟科紫堇属植物—如意草为原料，分别
采用冷浸 -超声波和冷浸 -热回流提取，以生
物碱提取率为指标，用正交设计优选最佳提取工
艺，并比较了两种提取方法的差异，为工业化生
产提供依据。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
DGG-9140B 型电热恒温鼓风干燥箱（上海
森信实验仪器有限公司）；高速万能粉碎机（天
津泰斯特仪器有限公司）；AL204-IC 电子天平
（梅特勒 -托利多仪器上海有限公司）；Cary50
型紫外可见分光光度计（美国瓦里安中国有限公
司）；RE-2A 旋转蒸发仪（上海亚荣生化仪器
厂）；SHB-Ⅲ循环水式多用真空泵（郑州长城
科工贸有限公司）；HH 系列恒温水浴锅（黄骅
市渤海电器）；如意草（采自陕西省榆林山区）；
盐酸小檗碱标准品（阿达玛斯试剂有限公司）；
95% 乙醇，无水乙醇，溴甲酚绿，柠檬酸，柠檬
酸钠，氯仿等均为分析纯，蒸馏水。
2 实验方法
2.1 原材料预处理
采集如意草全草，洗净，阴干，烘箱内 50℃
烘至恒重，粉碎，过 60 目筛后密封保存。
2.2 标准曲线绘制
称取 3.750mg 盐酸小檗碱标准品，溶于少
量蒸馏水中，转至 25mL 棕色容量瓶，定容，得
到浓度为 150g/mL 的盐酸小檗碱标准溶液。分
别 量 取 0mL，0.1mL，0.2mL，0.3mL，0.4mL，
0.5mL，0.6mL，0.8mL，1.0mL 置 于 25mL 试 管
中，依次加蒸馏水至 1mL，先后加入 2mL 溴甲
酚绿缓冲溶液（柠檬酸 -柠檬酸钠缓冲溶液配
制的 0.04% 溴甲酚绿溶液）、4mL pH=5.4 的柠檬
酸 -柠檬酸钠缓冲溶液及 5mL 三氯甲烷，摇匀
后静置 1h，以三氯甲烷做参比，在 414nm 处测
吸光值，平行测定三次，并以浓度为横坐标，吸
光度值为纵坐标绘制标准曲线。标准曲线回归方
程为：A=2.18452C-0.38939，R²=0.99326。式中
A 为盐酸小檗碱的吸光度，C 为盐酸小檗碱质量
浓度（mg/mL）。
2.3 提取方法
2.3.1 冷浸 -超声波提取
称取一定质量的如意草粉末，加入乙醇溶液
冷浸12h后，超声波提取，抽滤，旋干。柠檬酸溶
解浸膏，无水 Na2CO3 调节 pH 为 10.5，得到粗生
物碱沉淀。离心后弃去上层清液，下层沉淀加入
10mL乙醇溶解，测其吸光度，并计算提取率。
2.3.2 冷浸 -热回流提取
称取一定质量的如意草粉末，加入乙醇溶
液冷浸 12h 后，热回流提取一定时间，抽滤，旋
干。柠檬酸溶解浸膏，无水 Na2CO3 调节 pH 为
10.5，得到粗生物碱沉淀。离心后弃去上层清液，
下层沉淀加入 10mL 乙醇溶解，测其吸光度，并
计算提取率。
2.4 提取工艺条件优选
2.4.1 冷浸 -超声波提取
经前期单因素试验考察，确定如意草冷浸 -
超声波提取的正交试验设计的因素水平。以总生
物碱提取率为指标，选择乙醇浓度、料液比、超
声时间和超声温度为考察因素，以如意草生物碱
提取率为考察指标，选择 L9（34）正交表进行正
交试验，正交试验设计见表 1。
表 1 冷浸 -超声波提取正交试验因素水平表
因素
水平
乙醇浓度
（%）
A
料液比
（g/mL）
B
超声时间
（min）
C
超声温度
（℃）
D
1 70 1 ∶ 10 90 40
2 85 1 ∶ 20 120 50
3 100 1 ∶ 30 150 60
2.4.2 冷浸 -热回流提取
为比较冷浸 -超声波和冷浸 -热回流提取对
如意草生物碱提取率的影响，冷浸 -热回流实验
选取与冷浸 -超声波相同的四个因素。并在单因
素试验基础上，确定如意草冷浸 -热回流提取的
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正交试验设计的因素水平（表 2所示）。
表 2 冷浸 -热回流提取正交试验因素水平表
因素
水平
乙醇浓度
（%）
A
料液比
（g/mL）
B
回流时间
（min）
C
回流温度
（℃）
D
1 70 1 ∶ 15 150 55
2 85 1 ∶ 25 180 65
3 100 1 ∶ 35 210 75
3 实验结果
3.1 冷浸 -超声波提取正交试验结果及分析
表 3 冷浸 -超声波提取正交试验及极差分析
试验号
乙醇浓度
（%）
A
料液比
（g/mL）
B
时间
（min）
C
温度
（℃）
D
提取率
（%）
1 1 1 1 1 1.215
2 1 2 2 2 1.152
3 1 3 3 3 1.161
4 2 1 2 3 1.145
5 2 2 3 1 1.224
6 2 3 1 2 1.088
7 3 1 3 2 1.172
8 3 2 1 3 0.985
9 3 3 2 1 1.275
k1 1.176 1.177 1.096 1.238
k2 1.169 1.120 1.156 1.137
k3 1.144 1.175 1.186 1.097
极差 0.032 0.057 0.09 0.141
冷浸 -超声波正交试验结果见表3，由极差分
析可知各因素对生物碱提取率的影响为 D＞ C＞
B＞ A，即提取温度＞提取时间＞料液比＞乙醇浓
度。同时从表 4的方差分析可知，F比
著。故冷浸 -超声波提取如意草生物碱提取率的
最佳提取条件为 D1C3B1A1，即提取温度 40℃，提
取时间 150min，料液比 1 ∶ 10、乙醇浓度 70%，
在此条件下进行验证试验提取生物碱，平行三
次，所得提取率平均值为 1.309%。
表 4 冷浸 -超声波提取方差分析
因素 偏差平方和 自由度 F比 F临界值 显著性
乙醇浓度 0.118 2 0.117 4.460
料液比 0.093 2 0.443 4.460
超声时间 0.362 2 1.207 4.460
超声温度 0.032 2 2.232 4.460
误差 0.75 8
3.2 冷浸 -热回流提取正交试验结果及分析
综合冷浸 -热回流提取单因素实验的结果，
确定出乙醇浓度、料液比、回流时间及回流温度
对生物碱提取效果的影响。采用 L9（34）正交实
验对提取工艺进行优化。并根据生物碱提取率判
定最佳提取工艺条件。
表 5 冷浸 -热回流提取正交实验表及极差分析
试验号
乙醇浓度
（%）
A
料液比
（g/mL）
B
时间
（min）
C
温度
（℃）
D
提取率
（%）
1 1 1 1 1 1.044
2 1 2 2 2 1.234
3 1 3 3 3 1.029
4 2 1 2 3 1.142
5 2 2 3 1 1.206
6 2 3 1 2 1.051
7 3 1 3 2 1.054
8 3 2 1 3 1.071
9 3 3 2 1 1.159
k1 1.102 1.08 1.055 1.136
k2 1.133 1.171 1.192 1.113
k3 1.095 1.079 1.096 1.081
极差 0.038 0.091 0.137 0.055
从表 6 的极差分析可知，冷浸 -热回流提
取水如意总生物碱实验所选水平内四个因素对水
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如意总生物碱提取率影响程度大小顺序为：回流
时间 > 料液比 > 回流温度 > 乙醇浓度。最佳提
取条件 C2B2D1A2，即回流时间 180min，液料比
1 ∶ 25，回流温度 55℃，乙醇浓度 85%，进行重
复性实验，得到总生物碱的提取率为 1.248%。
表 6 冷浸 -热回流提取方差分析
因素 偏差平方和 自由度 F比 F临界值 显著性
乙醇浓度 0.032 2 0.205 4.460
料液比 0.218 2 1.395 4.460
时间 0.312 2 1.997 4.460
温度 0.063 2 0.403 4.460
误差 0.63 8
由表 6 方差分析可知，F 比均小于 F 临界值，
即说明各因素对水如意总生物碱提取率的影响均
不显著，符合实验要求。
3 结论
采用冷浸 -超声波和冷浸 -热回流提取，以
如意草总生物碱提取率为指标，在单因素试验基
础上，通过正交设计优选最佳提取工艺，并比较
了两种提取方法的差异，对影响总生物碱提取率
的主要因素进行了考查。
（1）冷浸 -超声波提取总生物碱的各影响因
素顺序为：提取温度＞提取时间＞料液比＞乙醇
浓度，最佳提取工艺为提取温度 40℃，提取时间
150min，料液比 1∶ 10、乙醇浓度 70%。
（2）冷浸 -热回流提取则为回流时间＞料液
比＞回流温度＞乙醇浓度，最佳提取条件回流时
间 180min，液料比 1 ∶ 25，回流温度 55℃，乙
醇浓度 85%。
（3）两种方法试验结果表明，如意草总生物
碱的提取中，超声波提取较回流法提取不仅提取
率高，同时还具有提取时间短、提取温度低、乙
醇浓度低等优点，故采用冷浸 -超声波提取如意
草总生物碱优于冷浸 -热回流提取法。试验结果
为如意草总生物碱的高效低能耗提取提供了一定
的理论依据，具有实际的指导意义和良好的应用
前景。
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