全 文 ：第 33 卷 第 2 期
2012 年 3 月
闽江学院学报
JOURNAL OF MINJIANG UNIVERSITY
Vol． 33 No． 2
Mar． 2012
翻白草中生物碱的提取工艺
陈毅挺，何雷玉，邓秀梅
(闽江学院化学与化学工程系，福建 福州 350108)
摘要:采用正交设计试验，以乙醇浓度、料液比、提取时间为考察因素，优选了翻白草中生物碱类物质的提取方法及
工艺参数．结果表明，使用索氏提取法的效果优于超声提取法，各因素对生物碱索氏提取工艺的影响程度为:乙醇浓
度 ＞提取时间 ＞料液比 ＞ pH．以 65%乙醇作为提取剂(料液比为 1:25) ，使用索氏提取 4h所得到的提取效果最好．
实验还比较了翻白草不同部位中生物碱的含量，发现各部位中生物碱含量大小依次为:叶 ＞根 ＞茎．
关键词:翻白草;生物碱;提取
中图分类号:R284． 2 文献标识码:A 文章编号:1009 － 7821(2012)02 － 0116 － 05
Extraction process of alkaloids in potentilla discolor
CHEN Yi-ting，HE Lei-yu，DENG Xiu-mei
(Department of Chemistry and Chemical Engineering，Minjiang University，Fuzhou，Fujian 350108，China)
Abstract:Taking the ethanol concentration，ratio of solvent to sample and extraction time as the key fac-
tors to optimize total alkaloids in potentilla discdor by the orthogonal test for optimum extraction method
and technology． The results showed that the soxhlet extraction method was superior to the ultrasonic ex-
traction method，and the impact of various factors on the alkaloid was as follows:ethanol concentration ＞
extraction time ＞ solid-liquid ratio ＞ pH． The optimum extraction conditions were as follows:65% etha-
nol，liquid ration (g:mL)of 1∶ 25，and extraction time of 4 hours． Eventually，the contents of total alka-
loids in different parts of potentilla discolor were determined，which showed that the contents of total alka-
loids was in sequence of leaves ＞ roots ＞ stems．
Key words:potentilla discolor;alkaloids;extraction
翻白草，又名委陵菜、白头翁等，有清热润燥、降低血糖、止血消肿、止痢等功效［1 － 3］，含有黄酮、生物碱、鞣
质、多糖等众多有效成分．其中生物碱是自然界中广泛存在的一类含氮碱性有机化合物，其临床应用主要表
现为抗癌、抗肿瘤、抗病毒、抗菌、抗炎等［4 － 6］．随着人们对生物碱药用价值的认识不断提高，其应用和需求正
日益增长．目前生物碱提取主要有浸提法［7］、渗漉法［8］、索氏回流提取法［9］、超声波提取法［10，11］、微波提取
法［12］、超临界流体提取法［13］等．本文采用正交设计法选择生物碱提取方法及其工艺参数，希望能为合理、高
效地开发和利用翻白草中生物碱类物质提供实验依据．
1 实验部分
1． 1 试剂与仪器
翻白草(全草干燥) ，购自福建省源盛医药有限公司;乙醇、浓盐酸、浓硫酸均购自上海成海化学工业有限
公司;磷钼酸、氢氧化钠购自国药集团化学试剂有限公司;氨水购自泉州市丰泽东海试剂有限公司;所用化学
试剂均为分析纯．实验用水均为去离子水．
分析用研磨机(IKA － A11 basic，广州仪科实验室技术有限公司) ;紫外可见分光光度计(UV －2550，日本
岛津公司) ;电热恒温鼓风干燥箱(DHG －9140A，上海中友仪器设备有限公司) ;电子分析天平(BS － 214D，
收稿日期:2011 － 11 － 22
基金项目:福建省青年人才创新项目(2010J05029);福建省教育厅科技项目(JA10222，JA11194);福建省大学生创新性实验计
划(MJCX1101);闽江学院实践教学改革项目(MJW201142111);闽江学院化工系精品课程建设项目(HGJP201101)
作者简介:陈毅挺(1978 －)，男，福建莆田人，闽江学院化学与化学工程系副教授，博士．
何雷玉(1989 －)，女，福建福清人，闽江学院化学与化学工程系．
邓秀梅(1987 －)，女，福建漳平人，闽江学院化学与化学工程系．
第 2 期 陈毅挺，等:翻白草中生物碱的提取工艺
北京赛多利斯仪器系统有限公司) ;循环水式真空泵(SHZ － D(Ⅲ) ，巩义市予华仪器有限责任公司) ;离心机
(Anke TDL80 － 2B，上海安亭科学仪器厂) ;超声波清洗器(KQ －250B，昆山市超声仪器有限公司)．
1． 2 翻白草的预处理
将翻白草用清水清洗干净，置于恒温干燥箱中在 30℃下干燥至水分蒸干，使用研磨机充分粉碎后，搅拌
混匀，将粉末置于容器内密封待用．
1． 3 生物碱的提取
1． 3． 1 浸提法
称取翻白草粉末 4 g，放入烧杯用 100 mL 80 %乙醇将其全部浸没，常温(22℃)浸提 24 h．提取液经过滤
后于水浴中浓缩至 15 mL左右，再加 pH =1． 0 的盐酸水溶液，静置过夜，过滤除去酯溶性等不溶性杂质，再将
滤液用浓氨水调节 pH 至 10． 0，有大量固体析出，先后用 25、10、10 mL 三氯甲烷溶剂萃取．将所得三氯甲烷
萃取液离心破乳，并定容至 50 mL，以下简称该液体为处理液．
1． 3． 2 超声提取法
称取翻白草粉末 4 g，放入 250 mL具塞锥形瓶中，加入 100 mL 80%乙醇，在超声功率 250 W，超声频率
40 kHz条件下，提取 2 h．所得提取液的处理同 1． 3． 1 浸提法．
1． 3． 3 索氏提取法
称取翻白草粉末 4 g，用 100 mL 80 %乙醇进行索氏提取 2 h．所得提取液的处理同 1． 3． 1 浸提法．
2 结果与讨论
2． 1 不同提取方法的比较
首先使用浸提法、超声提取法、索氏提取法对翻白草中的生物碱类物质进行提取，并对 3 种提取方法是
否获得生物碱类物质进行定性鉴定．常利用生物碱沉淀试剂或生物碱显色试剂来鉴定中草药中是否含有生
物碱［14］．以磷钼酸为生物碱沉淀试剂，浓硫酸为生物碱显色试剂，若提取液与二者发生反应，说明翻白草中含
有生物碱．实验发现，3 种提取方法获得的处理液均与磷钼酸试剂反应有鲜黄色沉淀生成，与浓硫酸反应有黄
绿色沉淀生成，表明 3 种提取方法均能将翻白草中的生物碱类物质提取出来．
1．浸提法 2．超声提取法 3．索氏提取法
图 1 3 种提取液的紫外光谱图
Fig． 1 UV spectrograms of three kinds of extract
此后利用紫外光谱对 3 种方法的生物碱提
取效果进行比较［15］． 分别对浸提法、超声波法、
索氏提取法所得的处理液进行光谱扫描．因氯仿
的最低波长使用极限为 245 nm，因此通过考察
250 ～ 400 nm 间的紫外光谱曲线(见图 1) ，发现
3 种提取液在 280 nm波长处有最大吸收．由于没
有翻白草生物碱的对照品，本实验采用测定处理
液在 280 nm处的吸光度来评价提取效果．
由图 1 可以看出，3 种方法提取所得溶液的
吸收峰位置一致，说明提取液中所含成分类似．
其中浸提法提取效果最差，且所用时间最长，超
声波法与索氏提取法明显优于浸提法．这可从各
自的提取特点来解释，超声波法提取具有机械效
应、空化效应及热效应，其通过增大介质分子的
运动速度及介质的穿透力，加快了提取过程的进
行，另外超声波法本身有较强的热作用，也进一
步提高了生物碱的提取率．索氏回流提取法是利
用溶剂的回流及虹吸原理，使翻白草每次都被纯的热溶剂萃取，提高了溶剂的有效利用率，同时热效应加快
了传质过程，因而此法也能有效地提取生物碱．
2． 2 超声提取与索氏提取正交实验
由于当前实验条件下超声波法与索氏提取法提取效果相差不明显，因而分别对超声法和索氏法进行正
交实验，进一步比较其提取效果．
2． 2． 1 超声提取正交实验
超声波提取植物有效成分的效果主要取决于超声波的强度、提取时间、温度、溶剂浓度与固液比等，此外
酸度对生物碱提取也有一定影响．考虑到实验所用超声波设备的超声功率固定，因此选取乙醇浓度、酸度、料
液比、提取时间为考察因素，以生物碱吸光度为指标，选用L9(3
4)正交表进行正交实验，实验结果如表 1所示．
711
闽江学院学报 第 33 卷
由表 1 可知 4 个因素影响生
物碱超声提取效率的主次关系
是:乙醇浓度 ＞ pH ＞提取时间 ＞
料液比，最佳因素组合是:pH 为
4． 0、乙醇浓度为 95%、料液比为
1∶ 25、提取时间为 60 min，在此
条件下的所得提取液处理后 280
nm处的吸光度值为 0． 878．
2． 2． 2 索氏提取正交实验
索氏回流提取生物碱的主要
有溶剂浓度、料液比、提取时间、
提取液酸度等 4 个因素，因此实
验初步选取这 4 个因素，以生物
碱吸光度为指标，选用 L9(3
4)正
交表进行正交实验，对翻白草中
生物碱的索氏回流提取工艺进行
研究．
由表 2 可知使用索氏提取技
术提取翻白草中的生物碱类物质
时，4 个因素对提取结果影响的
主次关系是:提取时间 ＞乙醇浓
度 ＞料液比 ＞ pH，在表 2 各水平
的范围内最佳因素组合是:pH为
4． 0、乙醇浓度为 65%、料液比为
1∶ 25、提取时间为 4 h，在此条件
下的所得提取液处理后 280 nm
处的吸光度值为 1． 373．
2． 2． 3 比较
根据以上结果可见，翻白草
生物碱索氏回流法优于超声波
法．对于超声提取时所设计的时
间皆小于索氏提取所对应的时
间，这主要是由于过长的超声时
间，可能会使翻白草中各有效成
分的分子结构产生变化，同时可
能使其他杂质的提取率上升． 而
通过对表 1 中的数据分析可知，
表 1 超声提取正交实验结果
Tab． 1 Orthogonal test results by supersonic extraction
实验号
因素
pH 乙醇浓度 / % 料液比 提取时间 /min
吸光度
1 2． 0 65 1∶ 15 30 0． 128
2 2． 0 80 1∶25 60 0． 516
3 2． 0 95 1∶35 90 0． 829
4 4． 0 65 1∶25 90 0． 452
5 4． 0 80 1∶35 30 0． 315
6 4． 0 95 1∶15 60 0． 689
7 9． 0 65 1∶35 60 0． 241
8 9． 0 80 1∶15 90 0． 174
9 9． 0 95 1∶25 30 0． 412
K1 0． 491 0． 274 0． 330 0． 285
K2 0． 485 0． 335 0． 460 0． 482
K3 0． 276 0． 643 0． 462 0． 485
R 0． 215 0． 369 0． 132 0． 200
表 2 索氏提取正交实验结果
Tab． 2 Orthogonal test results by soxhlet extraction
实验号
因素
pH 乙醇浓度 / % 料液比 提取时间 /h
吸光度
1 2． 0 65 1∶ 15 2 0． 612
2 2． 0 80 1∶25 3 0． 826
3 2． 0 95 1∶35 4 0． 667
4 4． 0 65 1∶25 4 1． 373
5 4． 0 80 1∶35 2 0． 438
6 4． 0 95 1∶15 3 0． 390
7 9． 0 65 1∶35 3 0． 675
8 9． 0 80 1∶15 4 1． 216
9 9． 0 95 1∶25 2 0． 310
K1 0． 702 0． 887 0． 739 0． 453
K2 0． 734 0． 827 0． 836 0． 630
K3 0． 734 0． 456 0． 593 1． 085
R 0． 013 0． 430 0． 245 0． 631
当超声提取时间为 60 min和 90 min时，生物碱的提取结果相差不大，说明超声提取时间为 60 min 时已经达
到了最大的提取率．因此，为了更高的提取效率，确定使用索氏回流提取法进行翻白草中生物碱的提取．
2． 3 索氏回流提取正交优化
为了得出生物碱的最佳提取工艺，实验进一步对索氏回流法进行工艺优化．针对表 2 的实验结果进行直
观分析可知，1)酸度因素的极差最小，对生物碱提取影响不显著，因此进一步优化时，将不考虑酸度因素，即
不对乙醇溶液进行酸度调整． 2)乙醇浓度在 65% ～ 90%之间，随着乙醇浓度升高，提取效率下降，因 65%、
80%乙醇浓度提取率接近，考虑到当浓度在 65% ～80%之间可能存在更佳提取浓度，同时从节约成本的角度
考虑，选择乙醇浓度分别为 50%、65%、75% ． 3)料液比 1∶ 25 最佳，因此进一步缩小范围，选择料液比为 1∶ 20、
1∶ 25、1∶ 30．(4)在 2 ～ 4 h内，提取效率随着提取时间的延长而最大，因此进一步设定提取时间为 3、4、5 h，进
一步的考察提取时间对生物碱提取效率的影响．
根据以上分析，调整因素水平后，选取 L9(3
4)正交表进行正交实验，将最后一列作为误差项考虑，进一步
优化索氏回流提取生物碱工艺，正交实验的结果如表 3 所示．
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第 2 期 陈毅挺，等:翻白草中生物碱的提取工艺
通过对表 3 进行方差分析，所得
结果如表 4 所示．
由表 4 可知乙醇浓度和提取时间
对生物碱提取影响最显著． 而通过极
差分析可知，3 种因素对生物碱提取
率的影响因数的主次顺序为乙醇浓度
＞提取时间 ＞料液比．随着乙醇浓度、
提取时间、液料比增大，提取效率均呈
先增大后减小的趋势．
由方差分析结果可知，乙醇浓度
是生物碱提取的显著因素． 由于游离
生物碱不溶于水，生物碱盐可溶于水，
而生物碱及其盐都能溶于乙醇溶剂，
另外乙醇对植物细胞的穿透能力较
好，因此一定程度上，随着乙醇浓度升
高可以提高生物碱提取效果． 但是乙
醇浓度太高，会造成原料浪费，增加成
本，同时脂溶性杂质相应增加．
由表 3 分析可知，实验最佳乙醇
提取浓度为 65% ．溶剂用量会影响目
标成分的提取效果．液料比过低，溶剂
量太少，导致提取过程溶剂内提取物
含量过高，不利于未提取出的目标成
分的扩散．但液料比也不是越高越好，
过高不仅造成溶剂浪费，提取的杂质
含量相应增加，而且造成后续生物碱
提取液溶剂浓缩工艺困难，影响分离
纯化效果．由表 3 分析可知，最佳料液
表 3 索氏提取正交优化实验结果
Tab． 3 Optimization orthogonal test results by soxhlet extraction
实验号
因素
乙醇浓度 /% 料液比 提取时间 /h 误差项
吸光度
1 50 1∶20 3 1． 399
2 50 1∶25 4 1． 615
3 50 1∶30 5 1． 502
4 65 1∶20 4 1． 597
5 65 1∶25 5 1． 611
6 65 1∶30 3 1． 443
7 75 1∶20 5 1． 401
8 75 1∶25 3 1． 331
9 75 1∶30 4 1． 393
K1 1． 505 1． 466 1． 391 1． 468
K2 1． 550 1． 519 1． 535 1． 486
K3 1． 375 1． 446 1． 505 1． 477
R 0． 175 0． 073 0． 144 0． 018
表 4 方差分析结果
Tab． 4 Results of variance analysis
因素 偏差平方和 自由度 F比 F临界值
乙醇浓度 0． 050 2 50． 000 19． 000
料液比 0． 009 2 9． 000 19． 000
提取时间 0． 035 2 35． 000 19． 000
误 差 0． 001 2
比为 1∶ 25，但由表 4 方差分析结果可知，料液比是生物碱提取的非显著因素，因此实际提取生物碱时，为了节
约原料，可选择料液比在 1∶ 20 ～ 1∶ 25 之间．
提取时间是生物碱提取的显著因素，索氏提取达 4 h时其吸光度最大，所得生物碱量最多，而随着提取时
间延长至 5 h 时，提取效果降低，这可能是随着提取时间延长，生物碱受热时间过长，造成生物碱分解或与其
他物质发生化学反应，使所得的生物碱含量降低．另外提取时间延长，所提取的杂质含量增加，会加重后续分
离纯化工序的工作量．本实验结果表明提取时间为 4 h最佳．
综上，本实验得出其最佳提取工艺是使用索氏提取法，所用提取剂乙醇浓度为 65%、料液比为 1∶ 25、提
取时间为 4 h．
2． 3 验证实验
优选出最佳工艺后，进行验证试验，以确保其重复性和正确性．称取烘干的翻白草粉末 4 g，加 65%乙醇
100 mL，索氏回流提取提取 4 h．重复 3 次，结果吸光度分别为 1． 631、1． 623、1． 660． 结果表明最佳工艺条件
下，总生物碱的提取率稳定，说明该最佳工艺合理可行，其结果是可信的．
2． 4 翻白草中不同部位生物碱提取结果
生物有效成分在植物不同部位的含量有差异，因此实验对翻白草的根、茎、叶中的生物碱分别进行提取
测定．实验结果表明，翻白草植物不同部位的生物碱含量是不同的，其生物碱含量叶 ＞根 ＞茎，可见翻白草生
长过程中所形成的生物碱主要积累在叶部．
3 结论
考察了浸提法、超声波提取法、索氏回流提取 3 种常用提取方法，结果表明索氏提取法为最佳提取方法，
其最佳工艺为:乙醇浓度 65%、料液比 1∶ 25、提取时间 4 h．比较了翻白草根、茎、叶生物碱含量，结果表明叶
中含量最大，其次是根、茎，这说明了生物碱的积累和贮存主要在叶中进行．该研究为翻白草所含生物碱的合
理、高效应用提供了一定的参考．
911
闽江学院学报 第 33 卷
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(责任编辑:唐诚焜
檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨
)
(上接第 115 页)
文献值 1． 445 ～ 1． 449(25 ℃ /D)一致，纯度经气相色谱分析 ＞ 99% ．产品在 NICOLET380 傅立叶红外光谱仪
上进行 IR分析，红外光谱(IR，KBr)有下列主要吸收峰:3 485． 58 cm －1处为非羧基的 － OH 的伸缩振动吸收
峰，说明柠檬酸反应完全，2 865． 22 ～ 2 954． 66 cm －1区间为 － CH3 和 － CH3 中的 C － H伸缩振动特征吸收峰，
1 736． 02 cm －1处出现酯羰基的特征吸收峰，1 182． 61 cm －1处为酯基中的 C － O 键的伸缩振动特征吸收峰．与
文献报道基本一致，可定性说明产品即为柠檬酸三戊酯．
3 结论
采用 SO4
2 － /TiO2 /La
3 +稀土固体超强酸为催化剂，由柠檬酸和正戊醇催化合成柠檬酸三戊酯的工艺是可
行的，最佳合成工艺条件为:催化剂用量为柠檬酸的 4%，醇酸比为 4． 0∶ 1，活化温度为 250 ℃，反应时间 3 h，
最佳条件下酯化率可达 97． 3% ．
稀土固体超强酸 SO4
2 － /TiO2 /La
3 +为催化剂，催化合成柠檬酸三戊酯，酯化率高，产物易纯化分离，产品质
量好，催化剂可重复使用，具有广泛的应用前景．
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(责任编辑:金 甦)
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