全 文 ：西北林学院学报 2010 , 25(3):158 ～ 162
Journal o f No r thw est Fo restry Univer sity
超声法提取骆驼蒿总生物碱的工艺研究
　收稿日期:2009-05-19　修回日期:2009-07-12
　基金项目:2005年教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET-05-0855);新疆生产建设兵团塔里木盆地生物资源保护利用重点实验室开放
课题(BR0805)
　作者简介:陈蕾 ,女 ,硕士研究生 ,研究方向为生物资源开发利用。
＊通讯作者:王俊儒 ,男 ,博士 ,教授 ,主要从事植物资源化学和环境生物学研究。 E-mail:w angjr07@163.com。
陈　蕾1 ,于　娟1 ,李晓蕙1 ,郭　蕊2 ,王俊儒1 , 2＊
(1.西北农林科技大学理学院 , 陕西杨陵 712100;2.新疆生产建设兵团 塔里木盆地生物资源保护利用重点实验室 , 新疆阿拉尔 843300)
摘　要:为优化骆驼蒿地上部分总生物碱的提取工艺 , 在单因素试验的基础上 ,选取乙醇浓度 、提
取温度 、提取时间 3个因素进行正交试验 。结果表明:超声提取的影响因素排序为乙醇浓度>提取
温度>提取时间;最佳提取条件为 10倍量的 80 %乙醇提取 3次 ,每次 50 min ,提取温度 50 ℃,总
生物碱提取量为 1.960 mg · g-1 。
关键词:骆驼蒿;超声提取;总生物碱;正交试验
中图分类号:S789.4;R284.2　　　文献标志码:A　　　文章编号:1001-7461(2010)03-0158-05
Ultrasonic Wave Aided Ex tractio n of To tal Alkaloids from Peganum nigellastrum
CHEN Lei1 , YU Juan1 , LI Xiao-hui1 , GUO Rui2 , WANG Jun-ru1 , 2
(1.Col lege o f S ciences , Nothwest A&F Universi ty , Y ang ling , Shaan xi 712100 , China;2.X ing j iang Production &Construct ion
Corp sK ey Laboratory o f P rotect ion and Ut i li z ation o f Biolog ica l Resoureces in Tar im Basin , Alar , X in j ian g 843300 , China)
Abstract:To optim ize the technolo gy of ext racting total alkaloids f rom the above group of Peganum nigel-
lastrum , orthogonal experiment w as carried out wi th the factors of ethanol concentrat ion , temperature and
time on the basis of sing le-facto r expe riment.T he results show ed that influences of the factors w ere in the
order of ethano l concentration>temperature >time.The optimal ext ract ion conditions w ere the sample
powder w as ext racted 3 times wi th 80% ethanol unde r the temperature of 50 ℃ fo r 50 min wi th a so lid-liq-
uid ratio of (w∶v)1∶10.Under this condi tion , the content of the alkaloids f rom P.nigellastrum was
1.960 mg · g-1 .The ext ract ion technolog y is simple and feasible.It provides a theo retical basis for ex t rac-
ting the to tal alkaloids o f P.nigel lastrum.
Key words:Peganum nigel lastrum ;ult rasonic ex traction;to tal alkaloids;or thogonal test
　　骆驼蒿(Peganum nigellastrum)是蒺藜科骆驼
蓬属多年生草本植物 ,在我国主要分布于西北地
区[ 1] 。其全株可做药用 ,是维吾尔族 、哈萨克族 、蒙
古族等少数民族习用药材 ,治疗风湿 、脓肿 、炎症等
症。骆驼蒿的主要药理活性成分是生物碱[ 2] ,其结
构类型主要为 β-咔波林(β-carboline)和喹唑酮
(quinazo lone)2种类型的化合物及其衍生物。近年
来 ,该属植物的抗肿瘤作用尤其是在抗消化道恶性
肿瘤方面的疗效受到国内外学者的重视 ,成为研究
的热点之一[ 3-6] 。鉴于超声波在中药有效成分提取
中可以显著提高提取率 ,缩短提取时间 ,不会改变有
效成分的结构[ 7-8] ,目前关于骆驼蒿总生物碱超声提
取工艺尚无报道 ,为此 ,通过正交试验对骆驼蒿地上
部分总生物碱的提取工艺进行优化 ,以期为开发和
利用骆驼蒿资源提供基础数据。
1　材料与方法
1.1　材料与仪器
供试样品　于 2005年 5 月采自内蒙古阿拉善
左旗境内的干旱地带 ,经西北植物所常朝阳研究员
鉴定为骆驼蒿(Peganum nigel lastrum),将其地上
部分(包括茎 、叶)干燥后粉碎备用 。
仪器　主要有 SB25-12DT 型超声清洗器(宁波
新芝生物科技股份有限公司)、RE-52A A 型旋转蒸
发仪(上海亚荣生化仪器厂)、SHB-Ⅲ型循环水式多
用真空泵(郑州长城科工贸有限公司)、800 型离心
沉淀器 、UV-754紫外分光光度计(上海第三分析仪
器制造厂)等。
试剂　无水乙醇 、浓盐酸 、氨水 、氯仿(分析纯),
蒸馏水等 。去氢骆驼蓬碱标准品为美国 Sigma 化
学公司生产 ,纯度大于 98 %。
1.2　方法
1.2.1　单因素试验　选取乙醇浓度 、提取温度 、提
取时间 、料液比 4个影响提取效果的因素 ,以总生物
碱含量为考察指标进行单因素试验(表 1),确定相
关因素及各因素的适宜范围。
表 1　单因素试验因素水平
Table 1　Factors and levels of single factor experim en t
单因素 因素水平设置 其他条件
乙醇浓度/ % 20 、40 、60 、80 、100 50 ℃, 50 min , 1∶10
提取温度/ ℃ 30 、40 、50 、60 、70 80 %, 50 min , 1∶10
提取时间/ min 30 、40 、50 、60 、70 80 %, 50 ℃, 1∶10
料液比 1∶5 、1∶10 、1∶15 、
1∶20 、1∶25 80 %, 50 ℃, 50 min
1.2.2　正交试验　根据单因素试验结果 ,选取 3个
影响较大的因素进行正交试验 ,以考察最佳提取工
艺条件 ,表 2为正交试验设计 。
表 2　正交试验因素水平
T ab le 2　Factors and levels of orthogonal experiment
水平 A(乙醇浓度)/ %
B
(超声时间)/min
C
(超声温度)/ ℃
1 60 30 30
2 80 40 40
3 100 50 50
1.2.3　标准曲线制备　称量去氢骆驼蓬碱标准品
5 mg ,用 0.1 mol ·L-1盐酸溶液溶解并定容为 25
mL 。然后取 5 mL 该溶液 ,用 0.1 mo l·L -1盐酸溶
液定容至 100 mL ,配成浓度为 10 μg ·mL-1标准溶
液。分别取标准溶液 0.5 、1 、2 、3 、4 mL 置于 10 mL
具塞试管中 ,用 0.1 mol· L-1盐酸溶液定容 ,在最
大吸收波长 246 nm 处测定吸光度[ 9] 。以吸光度值
为横坐标 ,总生物碱浓度为纵坐标 ,回归方程为:
C=6.140 8A-0.104 1　(R2 =0.999 6) (1)
式中:C为总生物碱浓度(μg ·mL -1), A 为吸光度 。
1.2.4　提取方法　称取 1 g 骆驼蒿茎叶粉碎样 ,按
照单因素和正交试验中设置的不同提取条件分别进
行超声提取(超声功率 500 W ,频率 40 kHz ,温度可
设定 ,提取时把盖子盖上 ,可保持温度不变)。收集
各个提取条件下得到的醇提液 ,分别减压蒸馏 ,得浸
膏 。将浸膏用 20 mL 5 %盐酸溶液溶解 3次 ,过滤 ,
合并滤液。滤液用 20 mL 氯仿萃取 3 次弃去氯仿
层 ,酸液再用 20 mL 氯仿振摇 1 m in ,迅速用氨水调
到 pH 8 ～ 9 ,继续振摇 3 min ,分层后取氯仿相 ,反复
萃取5次 ,合并氯仿液。浓缩后 ,再以0.1 mol·L-1
盐酸溶液溶解 3次 ,每次 10 mL ,合并酸液 ,得到各
个条件下的总生物碱测试溶液[ 10-12] ,每个处理重复
3次。
1.2.5　总生物碱含量测定　取不同处理条件下制
得的测试溶液 0.5 mL ,用 0.1 mo l· L-1盐酸溶液
定容至 10 mL ,以 0.1 mol ·L-1盐酸溶液为空白 ,
于 246 nm 下测定吸光度(A),根据标准曲线 ,计算
样品中总生物碱的含量 。
C样=(6.140 8A-0.104 1)×600/1 000 (2)
式中:C样为原材料中总生物碱含量(mg ·g-1)
2　结果与分析
2.1　单因素试验结果
2.1.1　乙醇浓度对总生物碱提取效果的影响　由
于骆驼蒿中生物碱类型较多 ,极性跨度范围较大 ,提
取溶剂极性不能太大或太小 ,因此 ,乙醇浓度不同对
总生物碱提取有较大影响 。从试验结果(图 1)可以
看出 ,当乙醇浓度在 20%～ 80%时 ,总生物碱含量
逐渐增加;当乙醇浓度大于 80%时 ,随着乙醇浓度
的增加 ,总生物碱含量有所下降;当乙醇浓度达到
100%时 ,总生物碱含量比 80%时下降了 30%多 ,但
仍比 40%时高约 20%,这与提取生物碱常用的溶剂
范围较为一致。因此 ,将正交试验中乙醇浓度定为
60%～ 100%。
图 1　乙醇浓度对总生物碱提取效果的影响
Fig.1　Effect of ethan ol con cen t rat ion on the yield of total alkaloids
2.1.2　温度对总生物碱提取效果的影响　生物碱
在乙醇中的扩散与温度有密切关系[ 13] 。从试验结果
(图 2)可知 ,超声温度为 50 ℃时 ,总生物碱的含量最
高 ,之后随着温度的升高 ,总生物碱含量下降 , 70 ℃
时总生物碱含量与 30 ℃时相差无几 ,约为 50 ℃时含
159第 3 期 陈　蕾 等　超声法提取骆驼蒿总生物碱的工艺研究
量的 80%。主要原因有两点 ,一是温度太高时 ,会增
加乙醇的挥发 ,影响总生物碱的溶出效果;二是温度
太高时 ,总生物碱不稳定 ,易分解 ,使含量降低。因
此 ,将正交试验中的超声温度定为 30 ～ 50 ℃。
图 2　温度对总生物碱提取效果的影响
Fig.2　Effect of temperature on the yield of total alkaloid s
2.1.3　提取时间对总生物碱提取效果的影响　超
声时间对总生物碱的提取有一定影响。从试验结果
(图 3)可知 ,随着提取时间的增加 ,总生物碱的含量
呈上升趋势 ,但在 50 min 之后 ,随着超声时间的增
加反而下降 ,70 min后与超声 30 min 时含量相当 ,
比含量最高时下降 15 %左右 。造成总生物碱含量
下降的原因可能是超声时间过长所产生的热能使生
物碱类化合物活性成分损失 ,致使其含量降低 。因
此 ,将正交试验中的超声时间定为 30 ～ 50 min 。
图 3　超声时间对总生物碱提取效果的影响
Fig.3　Effect of t ime on the yield of total alkaloids
2.1.4　料液比对总生物碱提取效果的影响　据文
献[ 14]报道 ,料液比对总生物碱的提取有影响 ,但不
明显 。从试验结果(图 4)可以看出 ,当料液比大于
1∶10时 ,随着料液比的增加 ,总生物碱的含量变化
不大 ,故将正交试验中料液比定为 1∶10。
2.2　正交试验结果
由表 3可以看出 ,骆驼蒿地上部分最佳超声提
取工艺组合为 A2 B3C3 , 即料液比 1 ∶10 、时间
50 min 、乙醇浓度 80 %、温度 50 ℃。方差分析(表
4)表明 ,B 、C无显著性差异 ,但 C在 p <0.1水平上
有差异 , A 有极显著差异(p<0.01),各因素对总生
物碱提取率影响的大小次序为 A>C>B ,即乙醇浓
度影响最大 ,超声温度次之 ,超声时间最小 。由此说
明超声提取时总碱含量对乙醇浓度非常敏感 ,超声
温度较敏感 ,超声时间不敏感。
图 4　液料比对总生物碱提取效果的影响
Fig.4　Ef fect of rat io of solvent to m ateria on the yield
of total alkaloids
表 3　正交试验结果分析
Table 3　Resu lt s of orthogonal experim en t
试验序号 A B C D 总生物碱含量/(m g· g-1)
1 1 1 1 1 1.640
2 1 2 2 2 1.695
3 1 3 3 3 1.769
4 2 1 2 3 1.806
5 2 2 3 1 1.956
6 2 3 1 2 1.787
7 3 1 3 2 1.304
8 3 2 1 3 1.102
9 3 3 2 1 1.227
K 1 5.104 4.750 4.529 4.824
K 2 5.549 4.754 4.728 4.787
K 3 3.633 4.783 5.030 4.676
R 1.916 0.033 0.501
表 4　方差分析
Table 4　Varian ce analy sis
因素 离差平方和(SS)
自由度
(DF) 均方(MS) F P
A 0.67008 2 0.33504 170.862 <0.01
B 0.00022 2 0.00011 0.056
C 0.04244 2 0.02122 10.822 <0.1
误差 0.00392 2 0.00196
F0.01(2 , 2)=99.00 , F 0.05(2 , 2)=19.00 , F0.1(2 , 2)=9.00
2.3　最佳工艺验证试验
称取 1 g 样品 3份 ,按上述优选出的工艺条件
进行提取 ,验证总生物碱的提取率。
结果表明 ,优化条件下总生物碱的平均含量是
1.960 mg · g-1 ,重复性好 ,含量均高于表 3 中的每
一组数据 ,因此 ,在本试验范围内 ,A 2B3C3 为最佳提
取工艺 。
3　结论与讨论
从目前文献报道看 ,只有张义英[ 10] 在对骆驼蒿
160 西北林学院学报 25 卷　
不同部位总生物碱的含量测定研究中 ,采用热渗滤
回流提取法得到了骆驼蒿茎和叶中总生物碱 ,其含
量与本试验结果较为相符 ,但其提取时间 、料液比都
较大 ,不利于成本的节约 。此外 ,李越鲲等[ 15] 通过
超声法对本属植物骆驼蓬种子中总生物碱的提取工
艺进行了研究 ,最大得率为 40 mg ·g -1左右。本研
究通过单因素和正交试验 ,确定骆驼蒿地上部分总
生物碱的最佳提取工艺条件为 10倍量 80 %乙醇于
50 ℃下超声 3次 ,每次 50 min。此条件下提取得到
的总生物碱含量为 1.960 mg · g -1 ,远少于种子中
总生物碱含量 ,这是由不同药用部位生物碱本身含
量不同所造成的 。由于骆驼蓬属植物资源储备丰
富 ,茎叶量远远多于种子量 ,因而对骆驼蒿地上部分
总生物碱的提取工艺进行研究 ,对保护药用资源 、扩
大药源仍有重要的理论价值。
单因素试验中 ,提取温度和时间对骆驼蒿地上
部分总生物碱的含量虽有一定影响 ,但其含量却并
不随提取温度的升高和提取时间的延长而一直提
高。这可能与生物碱的热稳定性 、乙醇的挥发性等
因素有关 。生物碱通常存在于植物细胞中 ,升高温
度和延长提取时间可以促进细胞壁破裂 ,打破平衡 ,
促进细胞内物质的溶出 ,但当其超过一定值时 ,随着
温度的升高 ,时间的延长 ,溶液黏度增加 ,生物碱的
稳定性下降 ,进一步分解 ,乙醇挥发性增强 ,溶质在
溶剂中的扩散遭到破坏[ 16-17] ,生物碱的提取率可能
因此反而下降 ,但其具体原因还有待进一步研究。
正交试验结果表明 ,在试验考察的 3种因素中 ,
对总生物碱提取的影响主次顺序为乙醇浓度>超声
温度>超声时间 ,结论与多数文献[ 15 , 18-19] 报道一致 。
然而李兴等[ 20] 研究地不容总生物碱提取工艺时 ,提
出影响提取率的主次顺序为超声提取时间>料液比
>乙醇浓度 ,这可能与其使用方法(先超声 ,再回流)
及其生物碱的结构类型有关。
本试验中采用超声波法对骆驼蒿地上部分总生
物碱进行提取 ,与传统提取方法相比 ,具有省时 、省
溶剂 、操作简单等优点 ,是一种比较理想的提取方
法 ,但提取过程中一些原料容易在底部沉积 ,故提取
过程中应适时搅拌。超声波辅助提取骆驼蒿地上部
分总生物碱稳定性好 ,简便易行 ,可为骆驼蒿化学成
分研究及利用提供参考。
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