全 文 ：2006, Vol. 23 No. 10化学与生物工程
Chemistry &Bioengineering44　
收稿日期:2006 - 07 - 20
作者简介:喻世涛(1983 -),男 ,河南信阳人 , 硕士研究生 ,从事天然药物化学研究;通讯联系人:陈勇 , 教授。电话:027-88663590 , E-
mail:cy101610@npc. g ov. cn。
超临界 CO2流体萃取中华雪胆中齐墩果酸的研究
喻世涛 , 李路军 , 韩凤梅 , 陈　勇
(湖北大学中药生物技术省重点实验室 ,湖北 武汉 430062)
　　摘　要:采用正交实验优化中华雪胆中齐墩果酸的萃取工艺条件 ,考察了萃取压力 、温度 、时间 、CO 2 流量 、夹带剂种
类及用量对萃取率的影响 ,确定了超临界 CO 2流体萃取中华雪胆中齐墩果酸的最佳条件如下:萃取压力 40 MPa ,萃取温
度 55℃,无水乙醇为夹带剂 , 用量为 5%,萃取时间为 2 h , CO2流量为 20 kg h- 1 。与传统有机溶剂提取法相比 ,用超临
界 CO 2流体萃取齐墩果酸 ,不仅方法简便 、安全 , 而且提取的选择性与效率更高。
关键词:中华雪胆;齐墩果酸;超临界 CO 2流体萃取
中图分类号:R 284　　　　　文献标识码:A　　　　　文章编号:1672 - 5425(2006)10 - 0044 - 03
　　超临界 CO2流体萃取(Supercritical fluid CO 2ex-
t raction ,SFE-CO2)是 20世纪 70 年代兴起的一门新
的提取分离技术 ,具有传质速度快 、溶解能力强 、选择
性高 、低温操作 、无溶剂残留以及节能等优点 。近年来
超临界萃取技术在中草药及其它天然产物的提取 、分
离与精制中的应用 ,已成为人们研究的热点。
中华雪胆(Hemsleya chinensis Cogn.)为葫芦科
雪胆属植物中华雪胆的干燥块根 ,具有清热 、解毒 、消
肿 、止痛之功效 ,广泛用于治疗各种炎症 ,如肝炎 、气管
炎 、胰腺炎 、宫颈炎等[ 1 , 2] 。中华雪胆的化学成分以皂
甙类为主 ,其甙元主要是齐墩果酸。现代研究表明齐
墩果酸具有降低谷丙转氨酶 、促进细胞再生 、防止肝硬
化 、抗炎等作用 ,是治疗肝炎的有效成分 。作者采用超
临界 CO 2流体萃取中华雪胆中齐墩果酸 ,并通过正交
实验优化了萃取工艺条件 。
1　实验
1. 1　材料 、试剂与仪器
中华雪胆购于成都市西南偏冷药材行 ,经湖北大
学王万贤教授鉴定为中华雪胆的干燥块根。
乙腈 、甲醇 ,色谱纯;水为二次重蒸水;齐墩果酸对
照品(批号 0709-9803),中国药品生物制品检定所;其
它试剂均为分析纯。
HA121-50-01(02)型超临界萃取装置 ,南通华安
超临界萃取有限公司;Agi lent1100型系列高效液相色
谱仪 , DAD-G1315B 型二极管阵列检测器;TDL-5-A
型台式离心机 ,上海安亭科学仪器厂;JY92-Ⅱ型超声
波细胞粉碎机 ,宁波新芝科技股份有限公司。
1. 2　齐墩果酸的测定
1. 2. 1　色谱条件
色谱柱为 ODS Hypersil C18柱(250 mm ×4. 6
mm , 5μm);流动相为甲醇 - 乙腈 - 0. 1%醋酸铵溶液
(调 pH 值为 6. 42)=18∶68∶14(体积比);流速为
1. 0 mL min- 1 ;检测波长为 215 nm;柱温为 30℃;用
外标法定量。色谱图见图 1 。
图 1　齐墩果酸标准品(A)及中华雪胆提取物(B)HPLC图谱
Fig. 1　HPLC chromatograms of oleanolic acid reference substance (A) and extract of SFE-CO2(B)
喻世涛等:超临界 CO2流体萃取中华雪胆中齐墩果酸的研究 /2006 年第 10 期 45　
1. 2. 2　标准曲线的绘制
取齐墩果酸对照品溶液(1. 865 mg mL -1)0. 05
mL 、0. 1 mL 、0. 15 mL 、0. 2 mL 、0. 3 mL 、0. 4 mL 、0. 5
mL ,在容量瓶中分别加甲醇稀释并定容至 1. 0 mL。
精密吸取 10 μL 注入高效液相色谱仪 ,测定峰面积值 ,
以峰面积为 Y 轴 、浓度为 X 轴 ,绘制标准曲线 。回归
方程为:Y =4. 0362X - 64. 617 ,相关系数 R=0. 9996 ,
线性范围为 93. 25 ～ 932. 5 μg mL - 1 。
1. 2. 3　含量测定
SFE-CO 2萃取物在 60℃下烘干 ,称取适量 ,用甲
醇定容至 25 mL ,微孔滤膜滤过 ,取续滤液进样测定 ,
计算齐墩果酸的得率 。
1. 3　超临界 CO2萃取条件与方法
药材中的齐墩果酸大部分以结合型的皂苷形式存
在[ 3] ,给超临界 CO 2萃取带来一定的困难 。在进行超
临界萃取前 ,对药材进行水解。水解条件[ 4] :10%硫酸
溶液 ,水解温度 100℃,水解 4 h 。水洗至中性 ,于 60℃
条件下烘干 ,过 30目筛 ,备用 。
选择萃取压力 、萃取温度 、萃取时间和夹带剂
用量 4 个因素 ,各取 3个水平 ,以齐墩果酸得率为
考察指标 ,进行 L9(34)正交实验 ,实验因素与水平
见表 1 。
表 1 正交实验因素水平表
Tab. 1 Factors and levels of orthogonal experiment
水平 因　　素
A :萃取压力 /MPa B:萃取温度 /℃ C:萃取时间 / h D:夹带剂用量 /%
1 30 35 1 5
2 35 45 2 15
3 40 55 3 25
2　结果与讨论
2. 1　正交实验结果与分析
正交实验结果见表 2 ,方差分析见表 3。
分析结果表明 ,各因素对结果的影响由大到小的
次序是 A>B>D>C ,即萃取压力对齐墩果酸得率影
响最大 ,萃取温度 、萃取时间和夹带剂用量无显著性影
响。从节约时间和减少有机溶剂残留等角度考虑 ,选
择萃取时间为 2 h 、夹带剂用量为 5%。优化工艺为
A 3B3C2D 1 。
按优化工艺条件 A 3 B3 C2D1进行两次验证实验 ,
齐墩果酸的平均得率为 0. 31%,结果较为理想 ,说明
该工艺稳定 、可行。
表 2 L9(34)四因素三水平正交实验结果与分析
Tab. 2　The results and analysis of orthogonal experiment
of 4 factors and 3 levels
实验号 萃取压力
M Pa
萃取温度
℃
萃取时间
h
夹带剂用量
%
得率
%
1 1 1 1 1 0. 01
2 1 2 2 2 0. 05
3 1 3 3 3 0. 14
4 2 1 2 3 0. 13
5 2 2 3 1 0. 15
6 2 3 1 2 0. 14
7 3 1 3 2 0. 20
8 3 2 1 3 0. 25
9 3 3 2 1 0. 31
K 1 0. 065 0. 110 0. 133 0.153
K 2 0. 137 0. 147 0. 158 0.127
K 3 0. 250 0. 195 0. 160 0.172
R 0. 185 0. 085 0. 027 0. 045
表 3 方差分析
Tab. 3 Variance analysis
方差来源 离均差平方和 自由度 F比 显著性
A 0. 052 2 52 *
B 0. 011 2 11
C 0. 001 2 1
D 0. 003 2 3
误差 0. 001 2
注:F 0.005(2 , 2)=19. 000 , *为有显著意义
2. 2　CO2气体流量对齐墩果酸得率的影响
按照上述优化萃取条件 ,考察 CO 2流量对齐墩果
酸得率的影响 ,结果见图 2。
图 2　CO2气体流量对齐墩果酸得率的影响
Fig. 2　The effect of CO2 flux on oleanolic acid yield
由图 2可知 ,CO 2气体流量为 20 kg h- 1时 ,齐墩
果酸得率最大。
喻世涛等:超临界 CO2流体萃取中华雪胆中齐墩果酸的研究 /2006 年第 10 期46　
2. 3　夹带剂种类对齐墩果酸得率的影响
按照上述优化萃取条件 ,选择不同的有机溶剂作为
夹带剂 ,考察其对齐墩果酸得率的影响 ,结果见表 4。
表 4 夹带剂的种类对齐墩果酸得率的影响
Tab. 4　The effect of various entrainer on oleanolic acid yield
夹带剂 无水乙醇 甲醇 95%乙醇 氯仿 丙酮
得率 /% 0. 31 0. 33 0. 24 0. 27 0. 36
　　由表 4可知 ,丙酮 、甲醇和无水乙醇作夹带剂时 ,
齐墩果酸得率较高 。考虑到甲醇和丙酮的毒性 ,夹带
剂选定为无水乙醇。
2. 4　各种提取方法的比较
2. 4. 1　SFE-CO2法
取 100 g 备用原料装入萃取釜中 ,按照优化的工
艺条件进行超临界萃取。合并萃取物 ,按照“1. 2. 3”项
操作 ,测定得率为 0. 31%。
2. 4. 2　超声波提取法[ 5]
精密称取 1. 000 g 水解干粉于硬质离心管中 ,加
入 40 mL 无水乙醇 ,提取 3次 ,每次 15 min(冰水浴),
离心 ,合并上清液 ,用氮气吹干 ,甲醇定容至 25 mL ,微
孔滤膜滤过 ,取续滤液测定得率为 0. 26%。
2. 4. 3　回流提取法[ 6]
精密称取 5. 000 g 水解干粉置圆底烧瓶中 , 加
200 mL无水乙醇提取 2 h ,趁热过滤 ,回收乙醇 ,甲醇
定容至 25 mL ,微孔滤膜滤过 ,取续滤液测定得率为
0. 29%。
3　结论
(1)超临界 CO 2流体萃取中华雪胆中齐墩果酸的
最佳条件:萃取压力 40 MPa ,萃取温度 55℃,无水乙
醇为夹带剂 ,用量为 5%,萃取时间为 2 h ,CO 2流量为
20 kg h - 1 。
(2)超临界 CO 2流体萃取法的齐墩果酸得率略高
于超声波提取法和回流提取法 ,但避免了有机溶剂的
大量使用 ,具有成本低 、杂质少 、实验环境安全等优点。
(3)溶剂提取后的原料一般作丢弃处理 ,而经超临
界CO 2流体萃取后 ,原料的性状 、结构等几乎没有任何
改变 ,可以继续提取其它组分 ,为中药资源的合理开发
利用提供了新方法。
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Study on the Supercritical Fluid CO2 Extraction of Oleanolic Acid
from Hemsleya Chinensis Cogn.
YU Shi-tao , LI Lu-jun , HAN Feng-mei ,CHEN Yong
(Key Laboratory of Hubei P rovince B io-Technology o f Tradi tional Chinese Medicine ,
Hubei University , Wuhan 430062 , China)
Abstract:O rthogonal experiments we re used to optimize technics of supercritical fluid CO 2 ex t raction of
oleanolic acid f rom Hemsleya chinensis Cogn. . The ef fects of pressure , temperature , time , CO 2 f lux , ty pe and
volume of ent rainer on yield of oleano lic acid w ere studied. The best conditions o f supercrit ical f luid CO 2 ex t rac-
tion w ere as follow s:pressure 40 M Pa , at 55℃ fo r 2 h , the dosage of absolute ethyl alcoho l as ent rainer w as
5%, and f lux of CO 2 was 20 kg h - 1 . The method w as simple , safe , selective and ef ficient w hen compared w i th
t raditional methods.
Keywords:Hemsleya chinensis Cogn. ;oleano lic acid;supercri tical f luid CO2 ex t raction
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