全 文 ： 中国现代应用药学 2011 年 10 月第 28 卷第 10 期 Chin JMAP, 2011 October, Vol.28 No.10 ·927·
草木犀中香豆素的超临界 CO2 萃取工艺研究

陈娜(天津市儿童医院，天津 300074)

摘要：目的 研究草木犀中香豆素的超临界 CO2 萃取工艺。方法 采用单因素和正交试验的方法，考察萃取压力、萃取
温度、萃取时间和物料粒度等因素对黄香草木犀中香豆素超临界 CO2 萃取物得率的影响。结果 超临界 CO2 萃取草木犀
中香豆素的影响因素次序为萃取压力>萃取温度>萃取时间。结论 最佳萃取工艺条件为：萃取压力 25 MPa，物料粒度
40~60 目，萃取温度 35 ℃，萃取时间 1.0 h。此条件下草木犀中香豆素萃取率为 0.76％。
关键词：草木犀；香豆素；超临界二氧化碳萃取；正交试验
中图分类号：R284.2 文献标志码：A 文章编号：1007-7693(2011)10-0927-04

Study on Extraction Technique of the Coumarin from Melilotus Officinalis (L.) Lam by Supercritical
CO2 Extraction

CHEN Na(Tianjin Childrens Hospital, Tianjin 300074, China)

ABSTRACT: OBJECTIVE To study the supercritical CO2 extraction technique of coumarin from Melilotus officinalis (L.)
Lam. METHODS The effects of extraction pressure, temperature, time and material granularity on coumarin yield were
discussed by single factor and orthogonal experiment. RESULTS The influence of the factors was in order of extraction
pressure > extraction temperature > extraction time. CONCLUSION The optimum extraction conditions are as follows: the
extraction pressure is 25 MPa, the medicinal materials granularity is 40−60 mesh, extraction temperature is 35 ℃, extraction
time is 1.0 h. In these conditions, the extraction rate of coumarin is 0.76%.
KEY WORDS: Melilotus officinalis (L.) Lam; coumarin; supercritical CO2 extraction; orthogonal experiment

草木犀为豆科(Leguminosae)草木犀属(Melilotus
Mil1.)一年或两年生草本植物，是一种优良的绿肥
作物和牧草。性味苦、凉，具有清热解毒、消炎、
消肿等功效。化学成分有香豆素(coumarin)、总多
酚和黄酮，其中一般以香豆素为质控目标[1-3]。草木
犀在我国《藏药标准》和《上海市药材标准》均有
所收载，在日本及欧洲各国已被广为应用。
香豆素类成分多以亲脂性的游离形式存在于
植物中。草木犀中简单香豆素在总香豆素中所占
比例非常大，而简单香豆素为小分子物质，具有
一定挥发性，故多采取醇提、水蒸气蒸馏等方法[4]。
醇提过程中的浓缩会造成大量香豆素的挥发损
失，水蒸气蒸馏法不仅时间长，而且在提取过程
中易造成热不稳定及易氧化成分的破坏与挥发损
失，对部分成分有破坏作用。超临界 CO2 流体萃
取技术(supercritical CO2 fluid extraction，SPE-CO2)
是一项高新型物质分离精制技术，可在接近室温
的环境下进行萃取，不会破坏生物活性物质，而
且操作方便，能耗低，无污染，分离能力高，无
溶剂残留。目前该技术已被广泛应用于医药、食
品等方面[5]，但 SFE-CO2 用于草木犀挥发油的提
取尚未见报道。本课题主要研究萃取压力、萃取
温度、萃取时间和物料粒度对 SFE-CO2 萃取草木犀
中香豆素的影响，探讨最佳的萃取工艺条件，旨在
为草木犀药材在国内的开发利用提供理论依据[6-7]。
1 仪器与试药
Agilent 1100 高效液相色谱仪(美国 Agilent 公
司)；HA220-50-06 超临界 CO2 萃取仪(江苏南通市
华安超临界萃取有限公司)。
草木犀药材产地四川，由我院中药制剂室主
管药师王珏鉴定为豆科植物草木犀 Melilotus
officinalis (L.) Lam 的干燥地上部分；香豆素对照
品(Sigma 公司，纯度为 99%)；CO2(体积分数为
99.5%)；甲醇为色谱纯；磷酸为分析纯；水为去离
子水。
2 方法与结果
2.1 含量测定方法
2.1.1 色谱条件 色谱柱：Accurasil C18柱(250 mm×
4.6 mm ， 5 μm) ；流动相：乙腈 - 水 - 冰醋酸
(20∶80∶1)；柱温：30 ℃；流速：1.0 mL·min−1。
检测波长：273 nm；进样量：20 μL。理论板数按香
豆素峰计算应≥4 000。色谱图见图 1。
作者简介：陈娜，女，主管药剂师 Tel: (022)58917109 E-mail: chenna790320@163.com
DOI:10.13748/j.cnki.issn1007-7693.2011.10.013
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图 1 高效液相色谱图
A−香豆素对照品；B−草木犀药材；1−香豆素
Fig 1 HPLC chromatograms
A−coumarin reference substance; B−M. officinalis (L.) Lam; 1−coumarin
2.1.2 对照品溶液的制备 精密称取香豆素对照
品 3.24 mg，置于 100 mL 量瓶中，加甲醇稀释至
刻度，摇匀，作为储备液，精密吸取储备液 2 mL，
置于 10 mL 量瓶中，加甲醇稀释至刻度，摇匀得
对照品溶液，每 1 mL 含香豆素 0.006 48 mg。
2.1.3 供试品溶液的制备 取各提取工艺项下草
木犀超临界萃取产物 10 mg，精密称定，置于
100 mL 量瓶中，用甲醇溶解并定容至刻度，摇匀，
精密量取 3 mL，置于 10 mL 量瓶中，加甲醇稀释至
刻度，经 0.45 µm 微孔滤膜滤过，收集续滤液即得。
2.2 超临界 CO2 萃取草木犀香豆素工艺条件单
因素实验
2.2.1 萃取压力对萃取率的影响 草木犀粉碎，
过 40 目筛，在萃取温度为 35 ℃，萃取时间为 2 h，
萃取压力分别为 15，20，25，30 和 35 MPa 时进
行超临界 CO2 萃取，考察萃取压力对萃取率的影
响，结果见图 2。萃取率随着压力的增大而增大，
当压力超过 25 MPa 时萃取率反而下降，故在后续
的正交试验中采用 20，25 和 30 MPa 来进行考察。
2.2.2 萃取温度对萃取率的影响 草木犀粉碎，
过 40目筛，在萃取压力为 25 MPa，萃取时间为 2 h，
萃取温度分别为 25，30，35，40 和 45 ℃时进行
超临界 CO2 萃取，考察萃取温度对萃取率的影响，
结果见图 3。随着萃取温度的提高，香豆素萃取率
也随之增大，但萃取温度提高到 35 ℃左右时，萃
取率迅速降低。故在后续的正交实验中萃取温度
选择 30，35 和 40 ℃进行考察。

图 2 萃取压力对草木犀香豆素萃取率的影响
Fig 2 Effects of extraction pressure on coumarin yield

图 3 萃取温度对草木犀香豆素萃取率的影响
Fig 3 Effects of extraction temperature on coumarin yield
2.2.3 萃取时间对萃取率的影响 草木犀粉碎，
过 40 目筛，在萃取压力为 25 MPa，萃取温度为
35 ℃，萃取时间分别为 0.5，1.0，1.5，2.0 和 2.5 h
时进行超临界 CO2 萃取，考察萃取时间对萃取率
的影响，结果见图 4。萃取率随着萃取时间的增长
而增长，但时间过长萃取率反而下降，可能是由
于随着时间的延长，其他成分萃取率增加的缘故。
故在后续的正交实验中提取时间选择 0.5，1.0 和
1.5 h。

图 4 萃取时间对草木犀香豆素萃取率的影响
Fig 4 Effects of extraction time on coumarin yield
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2.2.4 物料粒度对萃取率的影响 草木犀粉碎，
分别过 20，40，60 和 80 目筛，在萃取压力为
25 MPa，萃取温度为 35 ℃条件下，萃取时间定为
1 h，考察物料粒度对萃取率的影响，结果见图 5。
萃取率随着物料粒度的减小而提高，但粒度过小
萃取率反而下降，可能是由于物料过细容易造成
通路堵塞和粉碎过程中产生的高温使挥发成分损
失，而且物料过细增加了粉碎的难度，因此适宜
的粒度应为 40~60 目。

图 5 粉碎粒度对草木犀香豆素萃取率的影响
Fig 5 Effects of material granularity on coumarin yield
2.3 正交试验
综合各因素对草木犀香豆素萃取率影响的研
究结果，确定了萃取温度、萃取压力、萃取时间
的参数范围。以萃取率为考核指标，采用 L9(34)
正交试验优化萃取工艺条件。各因素及水平值见
表 1。
表 1 因素水平表
Tab 1 Factors and levels
水平 A 萃取压力/MPa
B
萃取温度/℃
C
萃取时间/h
D
空白
1 20 30 0.5
2 25 35 1.0
3 30 40 1.5
2.3.1 正交试验结果 各因素对萃取率的影响顺
序为：萃取压力>萃取温度>萃取时间，最佳萃取
工艺为 A2B2C2，即萃取压力 25 MPa，萃取温度
35 ℃，萃取时间 1.0 h。通过方差分析可知，萃取
压力对萃取率的影响最为显著，其他因素没有太大
的显著性。试验结果见表 2。方差分析结果见表 3。
2.3.2 验证试验 为了进一步验证此结果的准确
性，按最佳条件进行 3 次验证实验，草木犀香豆
素萃取率分别为 0.75%，0.78%和 0.74%，其均值
为 0.76%，表明结果稳定、工艺可行。
表 2 L9(34)正交试验结果
Tab 2 The results of L9(34) orthogonal test
试验号 A 萃取压力
B
萃取温度
C
萃取时间
D
空白
萃取率/
%
1 1 1 1 1 0.56
2 1 2 2 2 0.61
3 1 3 3 3 0.54
4 2 1 2 3 0.71
5 2 2 3 1 0.77
6 2 3 1 2 0.66
7 3 1 3 2 0.52
8 3 2 1 3 0.55
9 3 3 2 1 0.53
均值 1 0.570 0.597 0.590 0.620
均值 2 0.713 0.643 0.617 0.597
均值 3 0.533 0.577 0.610 0.600
极差 0.180 0.066 0.027 0.023
表 3 L9(34)方差分析结果
Tab 3 The results of the analysis of variance
方差来源 偏差平方和 自由度 F 值 显著性
A 萃取压力 0.054 2 54.000 *
B 萃取温度 0.007 2 7.000
C 萃取时间 0.001 2 1.000
D 误差 0.001 2
注：F0.05(2, 2)=19.00，P<0.05
Note: F0.05(2, 2)=19.00，P<0.05
3 讨论
草木犀属植物全世界约有 20~25 种，国内主
要有以下 6 种：白花草木犀(M. albus)、(黄香)草木
犀(M. officinalis)、香草木犀(M. suaveoleus)、细齿
草木犀(M. dentatus)、印度草木犀(M. indica)、伏尔
加草木犀(M. volgicus)。中国药典未见收载，欧洲
药典 (第 5 版 )规定本品为豆科植物草木犀 [M.
officinalis (L.) Lam，又称黄香草木犀]的干燥的完
整或切段的地上部分，本品(以干燥品计)所含香豆
素(C9H6O2)不得少于 0.3%。本试验所用草木犀符
合欧洲药典(第 5 版)标准。
日本生晃荣养药品株式会社生产的草木犀流
浸液片，商品名消脱止-M(SETUS-M)，即是以豆
科植物草木犀[M. officinalis (L.) Lam]的叶和花提
取的以流浸液为主要原料制成的纯植物制剂，在
日本、欧美已成为外科损伤性肿胀和各型痔疮的
常规用药。在我国于 2000 年、2004 年连续被列入
《国家基本医疗保险目录》。
调节 CO2 动态流量对提取率会有影响，但影
响不大。因此笔者使用的是仪器常规流量，所有
试验控制 CO2 平均流量为 20 L·h−1。目前，采用超
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临界提取香豆素类成分的相关报道较少，而且不
同药材中香豆素种类、含量、溶解性、挥发性等
性质差异较大，因此超临界提取主要影响因素萃
取压力、萃取温度、萃取时间、粉碎粒度数值范
围差异很大，可比性很小。因此笔者首先通过单
因素实验，确定了上述 4 个因素的范围，再通过
正交实验设计对其进行优化，得到了最佳提取工
艺条件。
本试验表明萃取压力是影响草木犀香豆素提
取率的最主要影响因素。一般情况下，萃取压力
增加，会增加 CO2 的密度及溶质和溶剂的传质效
率，有利于萃取物的提取。但压力过大，CO2 密度
和黏度增大，传质性能变差，萃取能力减弱，甚
至使萃取选择性变差，萃取物纯度降低。
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收稿日期：2010-12-08






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i
i
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(3)函数符号 f，g，D，N，F，E 等。
(4)物理量符号，如 p，P，V，T，η，I，R，S 等。
(5)化合物英文名称、缩写符号或少数中文名称前表示位置、异构方式、结合方式等意义的词汇。如
n-(正)，i-(异)，cis-(顺式)，trans-(反式)，o-(邻)，m-(间)，p-(对)，sec-(仲)，tert-或 t-(叔)，sym-(对称，
均)，unsym-(不对称，偏)，d-(右旋)，dl-(外消旋)，l-(左旋)、(E)-苯甲醛肟中的 E、(Z)-2-甲基-2-丁烯酸中
的 Z、(R)-甘油醛中的 R、(S)-甘油-1-甲醚中的 S 等。
(6)化合物名称中表示与特定原子相连的符号。如 N-(与氮原子连接，大斜)，O-(与氧原子连接，大
斜)，S-(与硫原子连接，大斜)等。
(7)化学命名中表示基团位置的α-，β-，γ-，ω-，稠环化合物中母体各边编号用 a，b，c 等表示。
(8)配合物配体中的π 键以及配体名称前所冠的词头η -，σ -均为斜体。
(9)生物分类学中表示属名和种名的拉丁文字母。这在动物学、植物学、微生物学、中草药和病名中
较为常见。