全 文 ：Box-Behnken响应面法优化砂生槐子中总生物碱的提取工艺
胡春晖， 张发斌*
(青海大学医学院，青海 西宁 810001)
收稿日期:2015-08-03
基金项目:青海大学医学院中青年团队项目 (2013-KT-1) ;青海省科技厅项目 (2014-ZJ-716) ;教育部“春晖计划”项目 (Z2015077)
作者简介:胡春晖 (1984—) ，男，讲师，从事中药制剂学研究。Tel: (0971)5312252，E-mail:chunhuihu@ hotmail． com
* 通信作者:张发斌 (1971—) ，男，教授，硕士生导师，从事地方病研究工作。Tel:13897441003，E-mail:874931073@ qq． com
摘要:目的 利用 Box-Behnken响应面法优化藏药砂生槐子中总生物碱 (氧化苦参碱、槐果碱、槐定碱、苦参碱)的
提取工艺。方法 在单因素试验基础上，选择粒径、料液比、提取时间、乙醇体积分数为因素，以砂生槐子中总生物
碱含有量为指标，Box-Behnken响应面法优化提取工艺。结果 最佳条件为粒径 50 目、料液比 1 ∶ 18. 85、提取时间
1 h、乙醇体积分数 88. 9%，总生物碱含有量可达 12. 59 mg /g。结论 该方法简便可靠，可用于优化藏药砂生槐子中
总生物碱。
关键词:砂生槐子;总生物碱;提取工艺;Box-Behnken响应面法
中图分类号:Ｒ284. 2 文献标志码:B 文章编号:1001-1528(2016)09-2063-04
doi:10. 3969 / j． issn． 1001-1528. 2016. 09. 041
包虫病又称棘球蚴病，包括由细粒棘球绦虫 (单房 /
细粒棘球蚴病)和多房棘球绦虫 (多房棘球蚴病)引起的
幼虫病，属于一种人兽共患型寄生虫疾病，严重危害人类
健康和畜牧业发展，目前已成为全球性的公共卫生问
题［1］。该疾病的常规治疗手段是采用苯并咪唑类化疗药物
(如阿苯达唑［2］) ，但普遍存在生物利用度差、病灶局部药
物浓度低等问题，而且长期服用会引起掉发、肝功能损伤
等副作用，临床效果不理想［3-4］。
砂生槐 Sophora moorcroftiana (Benth．)Baker 为豆科槐
属植物，大多以种子入药，有清热、解毒等功效，是西藏、
青海、甘肃等省区的主流品种， 《藏汉大辞典》译注为
“苦槐”，别名槐豆、槐子，是一种重要的经济作物和药用
作物［5］。文献 ［6］ 报道，砂生槐种子中含有苦参碱、氧
化苦参碱等生物碱，可以抑制棘球绦虫的生长，另外还可
以提高机体免疫力、抗炎症和变态反应，特别是利用中藏
药多组分的特点作用于多条通路，达到抑制甚至杀死棘球
绦虫的目的，并通过联合给药的方式减少耐药性，达到治
疗目的。
Box-Behnken响应面法是通过一系列确定性实验，用多
项式函数来近似模拟隐式极限状态函数，通过合理地选取
试验点和迭代策略，可保证多项式函数能够在失效概率上
收敛于真实隐式极限状态函数的失效概率，但鲜有用于砂
生槐子总生物碱提取工艺方面的报道。研究显示［7］，砂生
槐种子中的总生物碱主要包括氧化苦参碱、槐果碱、槐定
碱、苦参碱，故本课题组在前期建立 HPLC 法检测四者含
有量，从而评价砂生槐子总生物碱的质量［8］。本研究以其
总含有量为考察指标，通过响应面法优化提取工艺，为充
分利用砂生槐资源提供实验数据。
1 材料与方法
1. 1 材料与试剂 氧化苦参碱、槐果碱、槐定碱和苦参碱
对照品 (南京奥多福尼生物科技有限公司，批号分别为
519-02-8、16837-52-8、145572-44-7、641-39-4)。大孔树脂
(D101、HPD600、H103、NKA-9、LAS-5B，西安蓝晓科技
有限公司) ;甲醇为色谱纯;NaH2PO4、Na2HPO4 为分析纯
(北京市恒大试剂制造有限公司) ;乙醇为工业纯;水为娃
哈哈矿泉水;其他试剂均为分析纯。砂生槐子购自西藏林
芝地区，经青海大学医学院杨仕斌副教授鉴定为豆科槐属
植物砂生槐 Sophora moorcroftiana (Benth．) Baker 的干燥
种子。
1. 2 仪器与设备 Agilent 1200 高效液相色谱系统 (美国
Agilent公司) ;LG-02 高速中药粉碎机 (瑞安市百信药机器
械厂) ;旋转蒸发仪 (上海亚荣生化仪器厂) ;SHZ-D 循环
水式真空泵 (河南巩义市予华仪器厂)。
1. 3 实验方法
1. 3. 1 定量测定方法的建立与砂生槐子总生物碱浸膏的制
备 见文献 ［8］。
1. 3. 2 单因素试验 选择粒径、料液比、提取时间、乙醇
体积分数作为因素。
1. 3. 2. 1 粒径 称取砂生槐子粉末 (10、50、80、120、
200目)150 g，按 1 ∶ 15 料液比加入 70%乙醇提取 1. 5 h，
制备浸膏，测定总质量，重复 3 次，取平均值。
1. 3. 2. 2 料液比 称取砂生槐子粉末 150 g (80 目) ，
70%乙醇提取 1. 5 h，料液比 1 ∶ 5、1 ∶ 10、1 ∶ 15、1 ∶ 20、
1 ∶ 25，制备浸膏，测定总质量，重复 3 次，取平均值。
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Chinese Traditional Patent Medicine
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Vol． 38 No． 9
1. 3. 2. 3 提取时间 称取砂生槐子粉末 150 g (80 目) ，
按 1 ∶ 15 料液比加入 70% 乙醇提取 0. 5、1、1. 5、2、
2. 5 h，制备浸膏，测定总质量，重复 3 次，取平均值。
1. 3. 2. 4 乙醇体积分数 称取砂生槐子粉末 150 g (80
目) ，按 1 ∶ 15 料液比用 50%、60%、70%、80%、90%乙
醇提取1. 5 h，制备浸膏，测定总质量，重复 3 次，取平
均值。
1. 3. 3 Box-Behnken响应面法［9-10］ 根据单因素试验结果，
设计 4 因素 3 水平实验，以砂生槐子总生物碱总含有量为
指标作响应面图，分析最佳提取工艺。
2 结果与讨论
2. 1 单因素试验结果 由图 1A 可知，随粒径减小，总生
物碱含有量先高后低，当粒径为 50 目左右时最高，故选择
粒径 10 ～ 80 目。
由图 1B可知，随着料液比增加，总生物碱含有量提
高，当料液比达到 1 ∶ 15 左右时最高，随后基本不变，故
选择料液比 1 ∶ 10 ～ 1 ∶ 20。
由图 1C可知，提取时间为 1 h左右时总生物碱含有量
最高，随后反而下降，可能是提取时间过长会导致总生物
碱降解，故选择提取时间 0. 5 ～ 1. 5 h。
由图 1D可知，乙醇体积分数较低时，总生物碱含有量
较低，可能是一些亲水性物质 (多糖、鞣质、色素等)会
被提取出来，影响产率;随着体积分数增大，总生物碱含有
量逐渐升高，80%左右时最高;进一步增大后，总生物碱含
有量反而下降趋势，可能是抑制溶剂向物料的渗透，从而影
响生物碱的浸出。因此，选择乙醇体积分数 70% ～90%。
2. 2 提取工艺优化
2. 2. 1 因素水平 结合单因素试验结果，选择粒径、料液
比、提取时间和乙醇体积分数 4 个因素，采用 4 因素 3 水
平响应面法进行实验设计，见表 1。
表 1 因素水平
水平
因素
粒径 /目 料液比 提取时间 /h 乙醇 /%
－ 1 10 1 ∶ 10 0. 5 70
0 50 1 ∶ 15 1 80
1 80 1 ∶ 20 1. 5 90
2. 2. 2 试验设计和结果 对砂生槐子总生物碱提取工艺进
行响应面分析，结果见表 2。采用 Design Expert 8. 0. 6 软件
对数据进行多元回归拟合，得到以砂生槐子总生物碱含有
量为指标(Y)的二次回归方程 Y = 11. 37 + 1. 34A + 0. 66B +
0. 12C + 0. 68D + 0. 055AB － 0. 41AC － 0. 13AD + 0. 02BC +
0. 20BD + 0. 22CD － 0. 75A2 － 0. 48B2 － 0. 74C2 + 0. 30D2。
表 3显示，模型对提取工艺的影响极显著(P =0. 000 4)，
而二次回归模型也较显著 (Ｒ2 = 0. 836 8，Ｒ2adj = 0. 673 6) ，
误差小，拟合度好(P = 0. 966 5)。一次项因素 A 影响最显
著，B、D次之，C最不显著;二次项因素 A2 和 C2 影响较
显著，而 B2 和 D2 不显著，表明各因素对总生物碱含有量的
影响程度依次为粒径 ＞乙醇体积分数 ＞料液比 ＞提取时间。
图 1 各因素对总生物碱含有量的影响
由图 2 ～ 7 可知，粒径与料液比的交互作用对总生物碱
含有量的影响较大，而其他因素间的相互作用均较小。
表 3 方差分析
来源 平方和 自由度 均方 F值 P值
模型 42. 311 7 14 3. 022 3 7. 045 1 0. 000 4
A 21. 547 2 1 21. 547 2 50. 228 1 ＜ 0. 000 1
B 5. 227 2 1 5. 227 2 12. 185 0 0. 003 6
C 0. 182 5 1 0. 182 5 0. 425 5 0. 524 8
D 5. 467 5 1 5. 467 5 12. 745 1 0. 003 1
AB 0. 012 1 1 0. 012 1 0. 028 2 0. 228 4
AC 0. 680 6 1 0. 680 6 1. 586 6 0. 869 0
AD 0. 070 2 1 0. 070 2 0. 163 7 0. 691 9
BC 0. 001 6 1 0. 001 6 0. 003 7 0. 952 2
BD 0. 160 0 1 0. 160 0 0. 373 0 0. 551 2
CD 0. 198 0 1 0. 198 0 0. 461 6 0. 508 0
A2 3. 636 5 1 3. 636 5 8. 476 9 0. 011 4
B2 1. 471 2 1 1. 471 2 3. 429 5 0. 085 2
C2 3. 564 0 1 3. 564 0 8. 308 0 0. 012 1
D2 0. 598 5 1 0. 598 5 1. 395 1 0. 257 2
残差 6. 005 8 14 0. 429 0 — —
失拟项 2. 297 6 10 0. 229 8 0. 247 8 0. 966 5
纯误差 3. 708 2 4 0. 927 1 — —
总和 48. 317 5 28 — —
Ｒ2 = 0. 836 8，Ｒ2adj = 0. 673 6
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表 2 试验设计和结果
编号 A B C D Y /(mg·g － 1)
1 0 0 0 0 10. 30
2 1 － 1 0 0 10. 93
3 － 1 － 1 0 0 8. 30
4 0 0 － 1 － 1 10. 37
5 0 － 1 1 0 9. 09
6 1 0 0 1 12. 55
7 0 1 1 0 10. 17
8 － 1 0 － 1 0 7. 74
9 0 － 1 － 1 0 9. 71
10 － 1 0 0 － 1 8. 57
11 1 1 0 0 12. 62
12 － 1 0 0 1 10. 10
13 0 0 － 1 1 11. 51
14 0 － 1 0 － 1 10. 10
15 0 1 0 1 12. 64
16 1 0 1 0 11. 14
17 1 0 0 － 1 11. 55
18 0 0 0 0 11. 79
19 － 1 1 0 0 9. 77
20 0 1 － 1 0 10. 71
21 0 0 1 － 1 10. 43
22 0 － 1 0 1 10. 90
23 － 1 0 1 0 9. 38
24 0 0 0 0 10. 44
25 0 1 0 － 1 11. 04
26 0 0 0 0 11. 79
27 1 0 － 1 0 11. 15
28 0 0 1 1 12. 46
29 0 0 0 0 12. 53
图 2 粒径和料液比对总生物碱含有量的影响
图 3 粒径和提取时间对总生物碱含有量的影响
2. 2. 3 验证试验 根据回归分析结果，分别对因素 A、B、
C和 D 求极值，得到各极值点 (A = 0、B = 0. 77、C = 0、
图 4 粒径和乙醇体积分数对总生物碱含有量的影响
图 5 料液比和提取时间对总生物碱含有量的影响
图 6 料液比和乙醇体积分数对总生物碱含有量的影响
图 7 提取时间和乙醇体积分数对总生物碱含有量的影响
D =0. 89) ，即在粒径 (A)50 目、料液比 (B)1 ∶ 18. 85、
提取时间 (C)1 h、乙醇体积分数 (D)88. 9%下，砂生
槐子总生物碱含有量最高，预测值为 12. 81 mg /g。最优提
取条件为将砂生槐子过筛，得到粒径 50 目的粉末，称取
10 g，置于 25 mL具塞锥形瓶中，加入 88. 9%乙醇 (氨水
调 pH至 10)188. 5 mL，超声 (205 W、50 kHz)1 h，减
压回收溶剂，即得总生物碱浸膏，平行 3 次，结果见表 4，
与模型预测值 12. 81 mg /g非常接近，表明拟合度良好，误
差较小，进一步验证了该模型的可靠性。
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表 4 验证试验结果
编号 生物碱 /(mg·g － 1) 平均值 /(mg·g － 1) ＲSD /%
1 12. 31
2 12. 89 12. 59 2. 3
3 12. 57
3 结论
本研究在单因素试验基础上，根据 Box-Benhnken 响应
面设计原理，对砂生槐子总生物碱的提取工艺进行优化。
最终确定，最佳条件为粒径 50 目、料液比 1 ∶ 18. 85、提取
时间 1 h、乙醇比例 88. 9%，此条件下总生物碱含有量可
达 12. 59 mg /g，与理论值 12. 81 mg /g接近，表明该模型可
靠性较高，能很好地预测各因素与砂生槐子总生物碱含有
量之间的关系。
参考文献:
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二岩虎果汤水提工艺的优化
周道堂， 曹旭林， 徐昌艳， 覃容贵*
(贵州医科大学药学院，贵州 贵阳 550025)
收稿日期:2016-02-01
基金项目:贵州省科技厅项目 (黔科合 SY字 ［2014］ 3008-5)
作者简介:周道堂 (1991—) ，男，硕士生，研究方向为中药资源及质量评价。Tel:18798040908，E-mail:690416047@ qq． com
* 通信作者:覃容贵 (1970—) ，女，博士，教授，研究方向为中药资源及质量评价。Tel:18984114150，E-mail:1346812934 @
qq． com
摘要:目的 优化二岩虎果汤的水提工艺。方法 以浸膏得率、石吊兰素含有量、小鼠咳嗽潜伏期、咳嗽次数、耳肿
胀率为指标，加水量、提取次数、提取时间为因素，采用正交试验法优化水提工艺。结果 最佳条件为加 8 倍量水，
提取 3 次，每次 1 h，干膏平均得率 16. 18%，石吊兰素平均含有量 114. 44 μg /g，而且药效稳定性良好。结论 该工
艺简便合理，重复性好，而且止咳、抗炎作用理想，适合水提二岩虎果汤。
关键词:二岩虎果汤;水提;正交试验
中图分类号:Ｒ284. 2 文献标志码:B 文章编号:1001-1528(2016)09-2066-04
doi:10. 3969 / j． issn． 1001-1528. 2016. 09. 042
二岩虎果汤是贵州医科大学院附属医院名老中医饶天
培教授的经验方，由岩豇豆、岩白菜、虎杖、果上叶 4 味
苗药组成，在临床上应用多年，长期以来以汤剂给药，效
果良好，尚未发现明显毒副作用，全方配伍严谨，有辛凉
宣肺，清肺平喘之功用，对支气管炎、哮喘、肺炎均有良
好的疗效［1］。为了进一步提高二岩虎果汤的疗效，为其新
药申报奠定基础，本实验在遵循原有提取方法的基础上，
采用正交试验设计［2］优化最佳水提工艺，为开发安全、有
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第 38 卷 第 9 期
中 成 药
Chinese Traditional Patent Medicine
September 2016
Vol． 38 No． 9