全 文 ：石香薷总黄酮的提取动力学研究
蒋亚奇， 刘 鑫， 吴巧凤*
(浙江中医药大学，浙江 杭州 310053)
收稿日期:2013-03-12
基金项目:国家自然科学基金 (81274030 / H2803) ;浙江省自然科学基金 (LY12H27008)。
作者简介:蒋亚奇 (1985—) ，男，硕士生，研究方向:天然药物活性成分研究及产品开发。Tel:15158868951，E-mail: jian-
gyaqi19871113@ 163. com
* 通信作者:吴巧凤，教授，博士生导师，研究方向:天然药物活性成分研究及产品开发。Tel: (0571)86613605，E-mail:wqfyjm@
sina. com
摘要:目的 研究石香薷总黄酮提取过程的动力学特征，为其总黄酮提取工艺设计提供依据。方法 采用三氯化铝比
色法，测定不同提取时间和提取温度条件下石香薷中总黄酮的量。以 Fick 扩散定律为基础，建立石香薷总黄酮提取
的动力学模型，通过模拟石香薷总黄酮提取过程的动力学曲线，计算其提取速率常数、活化能和半衰期等动力学参
数，考察温度和时间对总黄酮提取率的影响。结果 所建立的动力学模型能较好地描述石香薷总黄酮提取的动态过
程，其表观活化能为 3. 64 kJ /mol，在 60 ℃、80 ℃、100 ℃时的半衰期分别为 42. 52、40. 30、35. 55 min。结论 石香
薷总黄酮提取过程动力学符合一级动力学特征。本研究结果可为石香薷总黄酮的提取工艺设计以及工业化生产提供一
定的依据。
关键词:石香薷;总黄酮;提取动力学
中图分类号:Ｒ284. 2 文献标志码:B 文章编号:1001-1528(2013)12-2744-03
doi:10. 3969 / j． issn． 1001-1528. 2013. 12. 044
石香薷 Mosla chinensis Maxim． 为唇形科石荠苧属一年
生草本植物，具有发汗解表、化湿和中、利水消肿的功
效［1］，常用于治疗夏月感冒、中暑呕恶、腹痛泄泻等
症［2］。现代研究表明，石香薷具有抗菌［3］、抗病毒、解
热［4］和增强免疫［5］等作用;它主要含有黄酮类、挥发油
类、香豆素类、木脂素类、萜类和脂肪酸类等成分［6］，近
年来发现其抗流感病毒主要药效物质为挥发油和黄酮
类［7］，项目组前期对其挥发油和总黄酮的提取工艺及化学
成分等已作了相关的研究［8-10］，但对其总黄酮的提取动力
学模型的研究未见报道。本实验通过测定不同提取时间和
提取温度条件下石香薷总黄酮的量，计算其提取过程的动
力学参数，并建立石香薷总黄酮提取的动力学模型，以期
为石香薷总黄酮的提取及进一步研究提供依据。
1 仪器和试药
1. 1 仪器 UV—2550 紫外可见分光光度计 (日本岛津公
司) ;HH-S型水浴锅 (巩义市英峪予华仪器厂) ;电子分
析天平 (上海民桥精密科学仪器有限公司) ;KQ—5200 型
超声波清洗器 (昆山市超声仪器有限公司)。
1. 2 试药 芦丁对照品 (批号 100226) ，购于中国药品生
物制品检定所;石香薷 (产地为浙江，批号 100728) ，购
于浙江中医药大学中药饮片厂，经本校资源鉴定教研室俞
冰副教授鉴定为唇形科植物石香薷 Mosla chinensis Maxim．
的干燥地上部分;其他试剂均为分析纯。
2 方法学考察及总黄酮测定
2. 1 标准品溶液的制备 精密称取芦丁对照品 2. 3 mg，加
入 60%乙醇，超声使之溶解，并定容于 25 mL 量瓶中，得
质量浓度为 0. 092 mg /mL的芦丁对照品溶液，备用。
2. 2 供试品溶液的制备 取 1 g 药材，加 30 倍量 60%乙
醇，80 ℃加热回流提取 1 h，过滤，冷却，加 70%乙醇定
容至 25 mL量瓶中，摇匀，即得供试品溶液，备用。
2. 3 线性关系考察［11］ 精密吸取对照品溶液 0、0. 5、1、
1. 5、2、3、4、5、6 mL，分别置于 25 mL 量瓶中，加 60%
乙醇至 6 mL，再加入 1 mL的 10% AlCl3 溶液，加 60%乙醇
定容至刻度，摇匀，于 273 nm波长处测定吸光度，得吸光
度 Y与质量浓度 X(mg/mL)的回归方程为:Y = 38. 857 X －
0. 004 4，Ｒ2 = 0. 999 4。结果表明:芦丁在 0 ～ 0. 022 mg /mL
范围内呈良好的线性关系。
2. 4 精密度试验 精确吸取同一对照品溶液 6 份，每份
2. 0 mL，按 2. 3 项操作，测定吸光度，计算得 ＲSD 值为
0. 27%，表明该仪器精密度良好。
2. 5 稳定性试验 精确吸取供试品溶液 1. 0 mL，按 2. 3 项
操作，分别在 0、0. 5、1. 0、1. 5、2. 0、2. 5、3. 0 h测定其
吸光度，结果 ＲSD 值为 1. 24%，表明样品溶液在 3 h 内
稳定。
2. 6 重复性试验 精确吸取供试品溶液 1. 0 mL，按 2. 3 项
操作，测定吸光度，平行测定 6 次，结果 ＲSD 值为
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0. 75%，说明方法重复性良好。
2. 7 加样回收率试验 精密称取已知含量的石香薷药材 9
份，分别加入精密称定的芦丁标准品适量，按供试品制备
方法制备，并按 2. 3 项操作，测定吸光度，计算回收率和
ＲSD。结果见表 1。
表 1 回收率试验结果
实验号
样品量 /
(mg·g － 1)
加入量 /
(mg·g － 1)
测得值 /
(mg·g － 1)
回收率 /
%
平均回收
率 /%
ＲSD /
%
1 33. 29 26. 64 59. 26 97. 48
2 33. 12 26. 58 60. 34 102. 41
3 33. 08 26. 52 59. 27 98. 76
4 33. 34 33. 25 66. 54 99. 85
5 33. 28 33. 27 65. 38 96. 48 99. 01 2. 65
6 33. 18 33. 21 65. 13 96. 21
7 32. 28 39. 92 71. 73 98. 83
8 33. 24 39. 89 74. 65 103. 81
9 33. 21 39. 85 71. 97 97. 26
2. 8 石香薷总黄酮的提取及测定 提取过程是将石香薷置
于圆底烧瓶中，在常压下，采用回流提取的形式在恒温水
浴锅中进行。参照前期研究结果［9］设定实验条件为:称取
石香薷药材 3 份，每份 5 g，以 60%乙醇为提取溶剂，料液
比为 1 ∶ 34，提取温度分别为 60、80、100 ℃，提取时间均
为 120 min。每间隔 10 min，取 0. 1 mL 提取液，按 2. 3 项
操作，于 273 nm波长处测定吸光度，由回归方程计算提取
液中总黄酮量。绘制不同温度下总黄酮量和提取时间图，
结果见图 1。
图 1 不同温度下石香薷总黄酮的提取率与时间的关系
3 结果分析
3. 1 提取温度与时间对石香薷总黄酮提取率的影响 由图
1 可知，提取时间相同时，提取温度越高，总黄酮的提取
率越高，可见温度对总黄酮的提取效果有较大影响，温度
升高，分子运动速度加快，有利于扩散传质。提取温度一
定时，起始阶段，总黄酮提取率随着提取时间的延长而显
著增加，但随着提取时间的进一步延长，总黄酮的提取率
变化趋缓，曲线逐渐趋于平缓。
3. 2 速率常数的求解 速率常数 k 是 ln (C∞ /(C∞ － C) )
与提取时间 t 拟合所作曲线的斜率，可反映出总黄酮的提
取的速率。
由图 2 可知，不同温度条件下的 ln ［C∞ /(C∞ － C) ］
与提取时间 t 成线性关系 (Ｒ2 ＞ 0. 9) ，且拟合效果较好
(C∞为提取平衡时固相外溶质质量浓度) ，因此石香薷总黄
酮的提取符合一级动力学模型。温度一定时，石香薷总黄
酮的提取速率为一常数;且随着提取温度升高，直线斜率
相应增大，即提取的速率常数也增大。这是由于提取温度
升高时，溶剂的渗透能力增强，总黄酮向溶剂中的扩散能
力增强，总黄酮的提取率随之增大。
图 2 不同温度下动力学方程的拟合曲线
3. 3 表观活化能 Ea 的求解 在一般情况下，速率常数与
温度的关系服从 Arrhenius方程，即 lnk与 1 /T呈线性关系，
方程为:lnk = lnA － Ea /ＲT，公式中:k为提取速率常数;A
为指前因子;Ｒ为气体常数;T 为提取温度;Ea 为表观活
化能 (kJ /mol)。
根据 Arrhenius 方程，y = － 0. 551 8x － 2. 472 4，r =
0. 934，计算得石香薷总黄酮提取过程中的表观活化能 Ea
为 3. 64 kJ /mol。表观活化能反应了速率常数对温度的敏感
程度，表观活化能越大，速率常数随温度的变化越大。
3. 4 半衰期 t1 /2的求解 半衰期是指当提取液中总黄酮浓
度达到平衡浓度一半时所需要的时间。根据图 1 分别求出
各温度下的半衰期 t1 /2，得 60、80 和 100 ℃下的 t1 /2分别为
42. 52、40. 30、35. 55 min。可见，随温度升高，半衰期逐
渐减小。半衰期反映了石香薷中总黄酮的提取效率，且与
之成反比例变化，即半衰期越小，总黄酮提取率越高。
4 结论
本实验以 Fick定律［12］为基础，通过模拟石香薷总黄酮
提取的动力学曲线，推算出其速率常数、表观活化能、半
衰期等动力学参数，考察了其提取动力学过程。结果表明，
石香薷总黄酮的提取符合一级动力学模型，总黄酮的提取
率与温度和时间紧密相关，所建立的动力学模型能较好的
描述其提取过程。考虑到生产实际的需要，温度太高，能
耗高且条件不易控制，还可导致黄酮类成分的分解，故建
议实际生产时选择提取温度 80 ℃，提取时间 80 min 为宜。
实验研究可为石香薷总黄酮的生产工艺设计及操作条件的
选择和优化等提供有价值的依据。
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芪连颗粒的吸湿性研究
李小芳， 舒 予， 文怡静， 吴 珊， 刘 玲， 杨 红
(成都中医药大学 中药材标准化教育部重点实验室，中药资源系统研究与开发利用省部共建国家重点实验
室培育基地，四川 成都 611137)
收稿日期:2013-03-23
基金项目:四川省教育厅重点项目 (12ZA042)
作者简介:李小芳 (1964—) ，女，教授，博士，博士生导师，从事中药新剂型及中药新技术研究。Tel:13808195110，E-mail:lixiao-
fang918@ 163. com
摘要:目的 筛选芪连颗粒的适宜辅料配方。方法 建立中药颗粒剂吸湿的数学模型，根据吸湿时间曲线和平衡吸湿
量，筛选防潮辅料。结果 芪连颗粒的最适宜辅料配方是浸膏粉 ∶ 微晶纤维素 ∶ 乳糖为 5 ∶ 2 ∶ 3。结论 采用 Excel 软
件对吸湿曲线进行曲线拟合，可得到拟合度较高的二项式回归曲线，分析得出的特性参数-平衡吸湿量可作为芪连颗
粒对不同辅料抗吸湿性规律的考察指标，可为颗粒剂选择适宜的辅料提供实验依据和理论支持。
关键词:芪连颗粒剂;吸湿曲线;吸湿特性参数;平衡吸湿量
中图分类号:Ｒ944 文献标志码:B 文章编号:1001-1528(2013)12-2746-04
doi:10. 3969 / j． issn． 1001-1528. 2013. 12. 045
中药颗粒剂系指药材的提取物与适宜的辅料或药材细
粉制成的干燥颗粒状制剂［1］。由于中药提取物成分复杂，
加上辅料自身特有的理化性质，中药颗粒剂大都具有不同
程度的吸潮性。吸湿后易导致颗粒变软、化学成分发生变
化、流动性降低、结块甚至霉变，给中药颗粒剂的生产和
储存带来较大困难，甚至影响制剂的质量和疗效［2］。辅料
作为药物制剂的基础材料和重要组成部分，对制剂的吸潮
性有着明显的影响。故选用具有防潮作用的辅料作为制剂
的赋形剂具有重要的意义。因制剂的提取和精制工艺不便
改动，所以在实际大生产工艺中，通常以筛选辅料的种类
和用量来降低或克服制剂的吸潮性［3］。
水不溶性药物或辅料形成不发生作用的混合物时，其
吸湿量具有加和性。即总吸湿量约等于各成分的百分含量
同单独吸湿量乘积之和［4-5］。因此，对于容易吸湿的药物原
料，应选择不易吸湿的辅料［6］，通过减小制剂的总吸湿量
以降低其吸湿程度。选择正确的辅料不仅可作为良好的赋
形剂，同时可降低吸潮性，增加流动性及稳定性等［7］，常
用辅料如微晶纤维素、无水乳糖、微粉硅胶、可溶性淀粉、
甘露醇、磷酸钙、磷酸氢钙等均可调节制剂的吸湿性［8］。
本实验所选的模型药物是实验前期通过组方药效研究筛选
出来的治疗溃疡性结肠炎的有效方，由黄芪和黄连 2 味中
药组成，研究中发现芪连水提物浸膏是一种深棕色膏状物，
吸湿性较强，给后续制剂成型和储存带来很大困难，具有
一定的研究代表性。通常吸湿性的表征指标有平衡吸湿量、
临界相对湿度 (CＲH)等，为更准确表征模型药物的吸湿
能力，本实验以吸湿特性参数-平衡吸湿量为主要评价指
标，研究吸湿性强的芪连水提浸膏粉与常用辅料制粒后对
其吸湿性的影响，探究芪连颗粒最佳的辅料种类及其配比，
为中药颗粒剂防潮辅料的筛选提供一定的实验依据和理论
支持。
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