全 文 :中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 42 卷 第 4 期 2011 年 4 月 ·680·
超声强化超临界提取厚朴酚与和厚朴酚的工艺研究
李卫民,牛志强,王治平,刘 杰,关世侠,李庆国
广州中医药大学中药学院,广东 广州 510006
摘 要:目的 探究超声对超临界提取的强化作用。方法 在超临界提取厚朴稳定的工艺参数下,以提取物中厚朴酚与和厚
朴酚的量和提取率为指标,比较了超声强化超临界提取、超声提取、超临界提取的效果。结果 超声强化超临界的提取效果
明显优于两者的单独提取。结论 超声可强化超临界对厚朴有效成分的提取。
关键词:厚朴;超声强化;超临界提取;厚朴酚;和厚朴酚;提取率
中图分类号:R284.2;R286.02 文献标志码:A 文章编号:0253 - 2670(2011)04 - 0680 - 04
Technology of ultrasound-enhanced supercritical extraction for magnolol and honokiol
LI Wei-min, NIU Zhi-qiang, WANG Zhi-ping, LIU Jie, GUAN Shi-xia, LI Qing-guo
College of Chinese Materia Medica, Guangzhou University of Traditional Chinese Medicine, Guangzhou 510006, China
Abstract: Objective To explore the enhanced role of ultrasound on supercritical fluid extraction. Methods With stability
parameters of supercritical fluid extraction of Magnoliae Officinalis Cortex, taking magnolol and honokiol contents and extraction rate
as the reference indicators, the extraction effect between ultrasonic and supercritical fluid and ultrasound-enhanced supercritical fluid
was compared. Rusults Ultrasound-enhanced supercritical fluid extraction is superior to the others. Conclusion Ultrasound could
strengthen the supercritical fluid extraction of active ingredients from Magnoliae Officinalis Cortex.
Key words: Magnoliae Officinalis Cortex; ultrasound-enhanced; supercritical extraction; magnolol; honokiol; extraction rate
厚朴为木兰科植物厚朴Magnolia officinalis Rehd.
et Wils. 或凹叶厚朴 M. officinalis Rehd. et Wils. var.
biloba Rehd. et Wils. 的干燥干皮、根皮及枝皮,具
有燥湿消痰、下气除满之功,用于湿滞伤中、脘痞
吐泻、食积气滞、腹胀便秘、痰饮喘咳。《中国药典》
规定其主要成分厚朴酚(magnolol)与和厚朴酚
(honokiol)的总量不得低于 2%[1]。厚朴具有多种药
理活性[2-3],有关超临界 CO2 提取分离厚朴的文献较
多[4-6],未见有超临界与超声联合提取厚朴的报道,
因此,本实验以提取物中厚朴的主要有效成分厚朴
酚与和厚朴酚的量及提取率为主要考察指标,进行
平行试验,比较超声强化超临界提取、单独超声、
超临界提取的效果。为探索超声强化超临界提取的
应用研究提供参考。
1 仪器与试药
超临界提取装置(5 L,江苏华安科研仪器有限
公司),超声波发生器(超声强度 2 kW,频率 20 kHz,
广州华南超声设备有限公司),超声强化超临界提取
装置(自行设计,由上述两套设备改装而成);CO2
气体购于广州亿祥贸易公司,质量分数≥99.5%;
R—220 型旋转蒸发仪(BUCHI);SK250H 型超声
波清洗器(上海科岛超声仪器有限公司);数显恒温
水浴锅(江苏金坛市荣华仪器制造有限公司);
SHIMADZU LC—10AT vp plus 高效液相色谱仪,
SHIMADZU SPD— 10A vp plus 紫外检测器,
SHIMADZU CBM—10A vp plus 化学工作站。
乙醇、甲醇均为分析纯;水为纯净水。和厚朴
酚对照品(中国药品生物制品检定所,批号 110730-
200710),厚朴酚对照品(上海同田生物技术有限公
司,质量分数>98%,批号 09011521);厚朴药材
购于广州中医药大学大药房有限公司,由广州中医
药大学中药学院李薇教授鉴定为木兰科植物厚朴
Magnolia officinalis Rehd. et Wils 的干燥干皮。
2 方法与结果
2.1 厚朴酚与和厚朴酚的提取
取厚朴药材,粉碎,过 100 目筛,混匀;参照
收稿日期:2010-07-01
基金项目:国家科技支撑计划子课题(2006BAI09B07-04)
作者简介:李卫民(1954—),教授、博导,从事中药新药的研究与开发。Tel: (020)39358290 E-mail: 13925023915@139.com
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 42 卷 第 4 期 2011 年 4 月 ·681·
厚朴超临界提取(SFE)的稳定工艺参数[4-5],采用
平行试验的方法,比较超声、超临界和超声强化超
临界提取的效果。
2.1.1 超声提取(U)[7] 取厚朴粉末 100.02 g,置
1 L 提取釜中,加 4 倍量乙醇超声提取 2 h(1 kW,
间歇 2 min 工作),从放料口收集乙醇提取液,50 ℃
减压回收至无乙醇滴出,得提取物。
2.1.2 SFE[4-5] 取厚朴粉末 100.01 g,置 1 L 提取
釜中,按如下条件提取 2 h:提取压力 18 MPa,提
取温度 35 ℃,分离压力 5 MPa,分离温度 40 ℃,
得提取物。
2.1.3 超临界加夹带剂提取(SFE/E)[6] 取厚朴粉
末 100.02 g,加乙醇 2 倍量,按“2.1.2”项下条件
处理。
2.1.4 超声强化超临界提取(USFE) 取厚朴粉末
100.02 g,超声强化(1 kW,间歇 2 min 工作),按
“2.1.2”项下条件处理 1.5 h。
2.1.5 超声强化超临界加夹带剂提取(USFE/E)
取厚朴粉末 100.08 g,加 1.5 倍量乙醇,按“2.1.4”
项下条件处理。
2.2 厚朴酚与和厚朴酚的测定
2.2.1 对照品溶液的制备 精密称取厚朴酚与和厚
朴酚对照品适量,用甲醇制得含厚朴酚 48 μg/mL、
和厚朴酚 24.52 μg/mL 的混合对照品溶液。
2.2.2 供试品溶液制备 取“2.1”项下各提取物 0.1
g,精密称定,置 25 mL 量瓶中,加 95%乙醇溶解
并定容至刻度,摇匀,滤过,即得。
2.2.3 色谱条件[1] 色谱柱为 Kromasil 100-5 C18
(250 mm×4.6 mm,5 μm),加预柱;流动相为甲醇-
水(78∶22);体积流量 1.0 mL/min,柱温 30 ℃,
进样量 10 μL,检测波长 294 nm。
2.2.4 线性关系考察 精密量取上述混合对照品溶
液 1、2.5、5、10、15、20 μL,注入液相色谱仪,
测定峰面积,以峰面积为纵坐标,进样量为横坐标,
进行线性回归,结果见表 1。
表 1 厚朴酚与和厚朴酚线性关系
Table 1 Linear relationship between magnolol and honokiol
对照品 回归方程 r 线性范围/ng
厚朴酚 Y=1 788 X+1 080 0.999 7 48.0~960.0
和厚朴酚 Y=2 381 X+ 928 0.999 8 24.5~490.0
2.2.5 样品测定 精密吸取上述对照品及供试品溶
液各 10 μL,注入液相色谱仪,测定,计算各提取
物中厚朴酚与和厚朴酚的量,并计算其提取率(提
取率=提取物质量×提取物中被测成分的质量分数/
药材中被测成分的量)。色谱图见图 1,测定结果见
表 2。可知,超声强化超临界相对于两者单独提取
具有明显的优势,提取物中厚朴酚与和厚朴酚的量
及提取率均明显提高。
1-和厚朴酚 2-厚朴酚
1- honokiol 2- magnolol
图 1 对照品(A)和供试品(B)的 HPLC 色谱图
Fig. 1 HPLC chromatograms of reference substances (A)
and sample (B)
表 2 不同提取方法对提取效果的影响(n=3)
Table 2 Effect of various methods on extraction results (n=3)
和厚朴酚 厚朴酚 提取方法
质量分数/% 提取率/% 质量分数/% 提取率/%
U 5.106 53.596 12.172 51.055
SFE 7.399 30.322 21.470 35.158
SFE/E 9.699 51.768 23.757 50.958
USFE 8.304 44.575 25.018 53.663
USFE/E 13.167 85.164 30.303 78.318
2.3 超声强化超临界提取工艺优化
以提取物中厚朴酚与和厚朴酚的量及其提取率
为指标,考察影响超声强化超临界提取的工艺参数:
提取温度、提取时间、超声强度及夹带剂用量,考
虑到本装置工作的稳定条件,故将提取压力均设为
18 MPa。
2.3.1 提取温度 固定夹带剂乙醇用量 1 倍量,提
取时间 2 h,超声强度为 1 kW,考察提取温度分别
为 35、45、55 ℃时对提取效果的影响,结果见表 3。
可知,提取温度为 45 ℃时,厚朴酚与和厚朴酚的
量及提取率均最大。因此,选择提取温度为 45 ℃。
2.3.2 提取时间 固定提取温度 45 ℃,夹带剂乙
醇用量 1 倍量,超声强度 1 kW,考察提取时间分别
为 60、90、120 min 时对提取效果的影响,结果见
表 4。可知,提取 90 min 与 120 min 时厚朴酚与和
1 2
0 5 10 15 20 25
1 2
0 5 10 15 20 25
t / min
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 42 卷 第 4 期 2011 年 4 月 ·682·
表 3 不同温度对提取效果的影响(n=3)
Table 3 Effect of different temperatures
on extraction results (n=3)
和厚朴酚 厚朴酚 温度/
℃ 质量分数/% 提取率/% 质量分数/% 提取率/%
35 12.641 80.703 24.981 63.723
45 13.022 83.731 26.015 64.842
55 12.752 83.693 23.751 62.289
表 4 不同提取时间对提取效果的影响(n=3)
Table 4 Effect of different times on extraction results (n=3)
和厚朴酚 厚朴酚 时间/
min 质量分数/% 提取率/% 质量分数/% 提取率/%
60 13.115 65.070 25.528 50.611
90 12.872 84.020 25.107 65.486
120 10.586 80.682 22.198 67.604
厚朴酚的量及提取率相差不大,从节省时间、节约
能耗考虑,故选择提取时间为 90 min。
2.3.3 超声强度 固定提取温度 45 ℃,夹带剂乙
醇用量 1 倍量,提取时间 90 min;由于本装置设计
时将超声强度设置为 4 个档位(分别为 0.2、0.5、1、
2 kW),考察上述 4 种超声强度对提取效果的影响,
结果见表 5。可知,超声强度为 1 kW 时,厚朴酚与
和厚朴酚的量及提取率较高,继续增加强度,药材
粉碎严重,不利于提取,故选择超声强度为 1 kW。
表 5 不同超声强度对提取效果的影响(n=3)
Table 5 Effect of different ultrasonic intensities
on extraction results (n=3)
和厚朴酚 厚朴酚 强度/kW
质量分数/% 提取率/% 质量分数/% 提取率/%
0.2 12.741 58.333 25.362 46.400
0.5 12.658 74.243 25.034 58.673
1 12.667 81.094 25.532 65.312
2 11.598 84.743 21.056 61.477
2.3.4 夹带剂用量 固定提取温度 45 ℃,提取时
间 1.5 h,超声强度 1 kW,考察夹带剂乙醇用量分
别为 0.25、0.5、1.0、1.5、2.0 倍量时对提取效果的
影响,结果见表 6。可知,夹带剂乙醇用量为 1 倍
量时,厚朴酚与和厚朴酚的量及提取率均较高,继
续增大夹带剂用量,两指标变化不明显,为了节省
溶剂和减小回收难度,故选择夹带剂乙醇用量为 1
倍量。
2.4 验证试验
为进一步考察试验结果的可靠性及稳定性,按
照上述试验所得最佳工艺条件进行 3 次平行试验,
结果见表 7。可知,上述优化的工艺条件稳定可靠。
表 6 不同夹带剂用量对提取效果的影响(n=3)
Table 6 Effect of different dosages of entrainer
on extraction results (n=3)
和厚朴酚 厚朴酚 夹带剂用
量(倍) 质量分数/% 提取率/% 质量分数/% 提取率/%
0.25 13.269 63.656 25.341 48.578
0.5 13.103 73.064 25.226 56.208
1.0 13.098 83.714 25.278 64.558
1.5 13.008 83.330 24.887 63.706
2.0 12.964 84.823 24.652 64.453
表 7 超声强化超临界提取的验证(n=3)
Table 7 Validation of ultrasound-enhanced
supercritical extraction (n=3)
和厚朴酚 厚朴酚 试验号
质量分数/% 提取率/% 质量分数/% 提取率/%
1 12.669 82.769 24.963 65.169
2 12.603 82.705 24.869 65.213
3 12.714 82.845 25.011 65.123
3 讨论
研究显示,超临界提取和超声波提取技术在中
药提取分离方面具有广泛的应用前景,将两者成功
联用,对厚朴有效成分的提取纯化和制剂工艺研究
具有积极的意义,也为其他的中药产品工艺改进提
供新的方法。
研究发现当超声强度增加至 1 kW 时,对于超
临界的强化作用最明显,当超声强度继续增加时,
超声波对药材的粉碎作用严重,大量药材粉末随着
CO2 流体冲出提取釜,导致分离釜中含有大量的粉
末,厚朴酚及和厚朴酚的提取率明显下降。
超临界流体提取技术在很大程度上避免了传统
提取过程的缺陷,并且属于环境友好的绿色提取技
术[5, 8-9]。但是,该技术也存在一些需要解决的问题,
如高压操作对设备的要求高,提取效率有待进一步
提高等。超声能产生空化效应,具粉碎、搅拌、乳
化等特殊作用,使植物组织在溶剂中瞬时产生的空
化泡崩溃,而使组织中细胞破裂,以利于溶剂浸透
到植物细胞内部,使植物中的有效成分溶于溶剂之
中[10]。超声与超临界的联用在一定的程度上降低了
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 42 卷 第 4 期 2011 年 4 月 ·683·
提取压力和夹带剂用量。
参考文献
[1] 中国药典 [S]. 一部. 2010.
[2] 王立清, 江荣高, 陈蕙芳. 厚朴酚与和厚朴酚药理作用
的研究进展 [J]. 中草药, 2005, 36(10): 1591-1594.
[3] 朱元元, 封志平, 徐长超, 等. 厚朴总生物碱对豚鼠离
体气管平滑肌的影响 [J]. 中草药 , 2009, 40(增刊):
190-193.
[4] 苏子仁, 雷正杰, 曾健青, 等. 超临界 CO2 提取在厚朴
提取工艺中的应用研究 [J]. 中国中药杂志 , 2001,
26(1): 31-33.
[5] 李卫民, 金 波, 冯毅凡, 等. 中药现代化与超临界流
体提取技术 [M]. 北京: 中国医药科技出版社, 2002.
[6] 史 林, 聂万达. 香砂养胃丸中厚朴酚,陈皮甙的含量
测定 [J]. 中草药, 1992, 25(5): 247-248.
[7] 刘晓鹏, 姜 宁. 超声辅助提取厚朴叶中厚朴酚及和
厚朴酚的研究 [J]. 时珍国医国药, 2008, 19(2): 278-
280.
[8] 王志祥, 刘亚娟, 刘 芸. 超临界流体提取技术及其在
中药开发中的应用 [J]. 时珍国医国药, 2006, 17(4):
651-652.
[9] 葛云初, 黎 阳. 超临界流体萃取技术及其在中药提
取中的应用 [J]. 现代药物与临床, 2009, 24(5): 279-282.
[10] 郭孝武. 超声技术在中草药成分提取中的应用 [J]. 中
草药, 1993, 24(10): 548-549.
全国医院药学(药物安全性)学术会议(第一轮通知)
为减少或避免药物性损害的发生,提高临床安全用药水平,兹定于 2011 年第 3 季度在宁夏自治区银川市召开“全国医
院药学(药物安全性)学术会议”。会议拟邀请知名专家教授作专题报告,并进行学术交流和研讨。会议由中国药学会医院
药学专业委员会主办,《中国医院药学杂志》编辑部承办,宁夏医科大学附属医院协办。现面向全国临床医药卫生专业人员,
医药研究工作者、药品监测管理及相关领域人员征文,欢迎踊跃投稿。
一 组织单位
主办:中国药学会医院药学专业委员会
承办:《中国医院药学杂志》编辑部
协办:宁夏医科大学附属医院
二 会议时间和地点
时间:2011 年第三季度(具体时间见第二轮通知) 地点:宁夏自治区银川市
三 征文内容
药物的安全性和毒性研究,个体化给药方案,药物的相互作用,药物的体内外监测,药学咨询和药学服务的经验和体
会;药物在临床的应用,合理用药,新药的临床评价和临床观察,药物的配伍,药物的不良反应与分析,药物流行病学;中
西药制剂的制备,药物的质量控制与评价,制剂的改进及改革,药物的配伍稳定性,药物的鉴别;国外医院药学发展动态,
临床药师的培养和继续教育,如何开展适合我国的临床药学,医院药学的学科建设和管理经验。
四 征文要求
1. 所有征文均应字迹清楚,数据准确;均应未公开发表。论文书写格式按《中国医院药学杂志》2010 年稿约。
2. 请通过发送电子邮件方式进行投稿(E-mail:drgaak@163.com 邮件主题请注明“2011 年会议征文”字样),采用 word
格式,并附作者详细通讯地址、手机等联系方式。
3. 收到您提交的论文后,会议筹备组将回复电子邮件或以其他形式确认。联系人:许杰编辑,电话:(027)82809190,
手机:15972955696
4. 论文截止日期:2011 年 5 月 31 日
五 其他
1. 所参选论文将刻录成光盘赠送参加会议代表;
2. 论文作者将被授予 2011 年度中国药学会继续教育 1 类学分。
中国药学会医院药学专业委员会
《中国医院药学杂志》编辑部