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分子蒸馏法纯化广藿香挥发油中广藿香醇
陈 慧1 , 张金巍2 , 朱合伟1 ,宋子兰1¹
( 1.天津理工大学化学化工学院, 天津 300191; 2.天津天士力现代中药资源有限公司,天津 300402)
摘 要:目的 对广藿香挥发油进一步纯化, 得到含广藿香醇更高的产品。方法 采用正交试验法优化分子蒸馏
技术纯化广藿香挥发油所需温度、进料速度、刮膜转速的最佳工艺参数, 采用了弹性石英毛细管柱 H P25, 在检测器
温度为 280 e , 气化温度为 280 e ;分流比为 20B 1 条件下进行 GC法测定, 并用内标法定量。考察了蒸发温度对
广藿香挥发油提取率的影响以及分子蒸馏技术与传统的水蒸气法的比较。结果 利用分子蒸馏提纯广藿香挥发
油的最佳蒸发温度为 65 e 时,广藿香挥发油的质量分数和提取率分别达到 401 71%和 761 55%。结论 分子蒸馏
法比传统的水蒸气蒸馏法所得产物中有效成分质量分数和转移率要高, 在广藿香挥发油提纯的工业化生产方面有
很好的应用前景。
关键词:广藿香挥发油;广藿香醇;分子蒸馏;正交试验
中图分类号: R2841 2 文献标识码: A 文章编号: 025322670( 2009)0120060204
Purification of patchouli alcohol in volatile oil of Pogostemon cablin by molecular distillation
CHEN Hui1 , ZHANG Jin2wei2 , ZHU He2wei1 , SONG Zi2lan1
( 1. School of Chemist ry and Chemical Engineering, Tianjin Univer sity of Technology, Tianjin 300191, China;
2. Tianjin T asly Modern TCM Resources Co. , Ltd, Tianjin 300402, China)
Abstr act: Object ive The volat ile oil was fur ther purified to get the patchouli alcohol by molecular dis2
t illat ion taking patchouli oil which contained 231 97% of patchouli alcohol as raw material. Methods The
best process parameters, including temperature, feed rate, and scraping rate, of molecular dist il lat ion
technique for separ at ing patchouli oil were studied by orthogonal test . T he content was detected by GC un2
der the condit ions of elast ic quartz capillary column HP25, detector temperature 280 e , gasification tem2
perature 280 e , dist ributary refer 20B1. The effects of evaporat ion temperatur e on content and extract ion
rate of the patchouli oil had been investigated and the differ ence between the molecular and vapor dist il2
lat ions was studied. Results Content and extract ion rate of patchouli alcohol under the best evapor at ion
temperature 65 e by molecular dist illation reached to 401 71% and 761 55% , respect ively. Conclusion
The molecular dist illat ion technique that could get the product with higher purity and extract ing rate than
that by vapor dist illat ion in patchouli oil purificat ion has a very good prospect in indust ry.
Key words: the volatile oil in P og ostemon cabl in (Blanco) Benth. ; patchouli alcohol; molecular dist il2
lat ion; orthogonal test
广藿香是临床上常用的芳香化湿中药, 其有效
部位为广藿香挥发油, 有开胃止呕, 发表解暑等功
效,同时也是藿香正气滴丸的重要组成药物。广藿
香醇是广藿香挥发油的标识性成分, 具有钙拮抗作
#60# 中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 40 卷第 1 期 2009 年 1 月
¹收稿日期: 2008203215 基金项目:天津市科技发展计划(科技工程)资助项目(0333180411)作者简介: 陈 慧( 1970 ) ) ,女,浙江台州人,副教授,硕士, 1991年毕业于天津大学化学系,主要从事高校教学和药物分离工程,中药的成分提取以及维生素产品纯化和精制的科研工作。T el: 13034335909 E2mail: t jge@tjut . edu. cn
用[ 1] , 是促进肠胃吸收和抗菌等药理作用的功效化
合物[ 2]。广藿香挥发油的提取方法一般采用水蒸气
蒸馏法[ 3] ,但难以完全蒸出和收集,而且有效成分的
提取率也不稳定。分子蒸馏具有操作温度低、分离
一步完成、得率高、产品品质好等诸多优点[ 4]。因此
本实验采用分子蒸馏装置对广藿香挥发油中广藿香
醇提取分离工艺进行了研究, 确定了较优的工艺参
数,为中试生产提供了理论依据和技术支持。
1 材料与设备
广藿香挥发油(含广藿香醇 231 97% ,江西省吉
水同仁天然药用油厂) ;广藿香醇对照品(中国药品
生物制品检定所,批号 1107722200404)。
VKL70型刮膜式分子蒸馏装置(德国 VTA 公
司) ;惠普 GC 6890气相色谱仪。
2 方法与结果
21 1 操作流程:将 500 g广藿香挥发油由进料器进
入分子蒸馏装置中,冷阱中充满液氮以保护真空系
统,开冷凝水( 20~ 25 e ) , 当达到所需的 01 2 Pa 真
空度后,开启导热油系统, 精确控制蒸发表面的温
度,当温度接近设定值时, 开启马达,将刮膜转子调
至适宜转速,将物料均匀刮涂在筒壁的周围。在高
真空条件下,物料中的轻组分以气体状态进入中间
的冷凝器并冷凝成液体, 进入轻组分收集器, 广藿香
醇留在重组分收集器中。通过改变蒸馏温度、进料
速度和刮膜转速等影响因素进行试验, 取得重组分
收集器中的样品, 进行气相色谱的分析。
21 2 广藿香醇的 GC法测定[ 5]
21 21 1 色谱条件:弹性石英毛细管柱 H P25( 30 m@
01 32 mm@01 25 Lm, 交联 5%苯基甲基聚硅氧烷为
固定相) ;初始温度 150 e , 保持 23 min, 8 e / min
升温至 230 e , 保持 2 min;检测器温度为 280 e ,
气化温度为 280 e ;分流比为 20 B 1。理论板数按
广藿香醇峰计算不低于 50 000。
21 21 2 内标溶液的制备:精密称取正十八烷适量,
加正己烷制成 15 mg/ mL的溶液,作为内标溶液。
21 21 3 对照品溶液的制备:取广藿香醇对照品约
30 mg,精密称定, 置 10 mL 量瓶中,精密加入内标
溶液 1 mL,加正己烷至刻度,摇匀, 即得。取 1 LL,
注入气相色谱仪, 计算校正因子。
21 21 4 供试品溶液的制备:取分子蒸馏所得重组分
样品约 01 1 g,精密称定,置 10 mL 量瓶中, 精密加
入内标溶液 1 mL,用正己烷溶解并稀释至刻度, 摇
匀,作为供试品溶液。
21 21 5 样品测定:吸取1 LL供试品溶液,注入气相
色谱仪,通过内标法计算广藿香醇的质量分数和提
取率,色谱图见图 1。
t / min
12广藿香醇 22内标物
12patch ou li alcohol 22in ternal stan dard sub stance
图 1 广藿香醇对照品( A)、广藿香挥发油原料(B)和精制品( C)的气相色谱图
Fig. 1 GC Chromatograms of patchouli alcohol r ef er ence substance ( A) , vola tile oil of P. cablin ( B) , and ref ined products (C)
21 3 正交设计与结果:根据前期试验及关于分子蒸
馏设备分离挥发油的研究经验,将真空度 01 2 Pa 和
冷凝温度 20~ 25 e 固定,选用 L9 ( 34 )正交试验表
考察蒸馏温度、进料速度、刮膜速率对广藿香挥发油
的提取率和质量分数的影响。试验各因素及水平见
表 1,结果见表 2。
当以广藿香醇的质量分数为指标时,经过极差
分析可知,蒸馏温度的作用最为显著,要远远大于进
料速度和刮膜速率的影响, 较优的方案为 A3C3B1 ;
当以广藿香醇的提取率为指标时,经过极差分析可
知,蒸馏温度的作用也是最显著,要远远大于进料速
表 1 因素和水平
Table 1 Factors and levels
水平 因素
A 蒸馏温度/ e B进料速度/ ( mL#h- 1) C刮膜速率/ ( r#min - 1)
1 50 90 120
2 60 120 150
3 70 150 180
度和刮膜速率的影响, 其较优的方案 A1B2C2。综合
分析可知,蒸馏温度对提纯广藿香醇的影响最显著,
而进料速度和刮膜速率的影响则并不明显。
21 4 温度对广藿香醇纯化的影响:为了找到最适宜
#61#中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 40 卷第 1 期 2009 年 1 月
表 2 正交试验结果与分析
Table 2 Results and analysis of or thogonal test
试验号 A B C D(空白) 质量分数/ % 提取率/ %
1 1 1 1 1 31110 821 25
2 1 2 2 2 30162 851 34
3 1 3 3 3 31161 831 44
4 2 1 2 3 40152 801 21
5 2 2 3 1 39173 821 87
6 2 3 1 2 39189 821 52
7 3 1 3 2 43182 431 47
8 3 2 1 3 43174 451 62
9 3 3 2 1 42135 471 12
质量分数 K1 931 33 1151 44 1141 73 1131 18
K2 1201 14 1141 09 1131 49 1141 33
K3 1291 91 1131 85 1151 16 1151 87
k1 311 11 381 48 381 24 371 73
k2 401 04 381 03 371 83 381 11
k3 431 30 371 95 381 39 381 62
R 121 19 01 53 01 56 01 90
提取率 K1 2511 03 2051 93 2101 39 2121 24
K2 2451 60 2131 83 2121 67 2111 33
K3 1361 21 2131 08 2091 78 2091 27
k1 831 68 681 64 701 13 701 75
k2 811 87 711 28 701 89 701 44
k3 451 40 711 03 691 93 691 76
R 381 28 21 64 01 96 01 99
的蒸馏温度,在固定的进料速度为 120 mL/ h, 刮膜
速率为150 r/ min条件下,将 500 g原料油在不同的
温度条件下进行分子蒸馏, 计算广藿香醇的提取率
和质量分数,结果见图 2。可以看出当温度升高时,
产品中广藿香醇的质量分数会随之升高, 而产品中
广藿香醇的提取率却随之下降。当温度超过 65 e
时提取率急速下降,而质量分数只有非常细微的提
高。在广藿香醇的纯化工艺中, 产品中广藿香醇的
质量分数是衡量产品质量的指标,提取率是衡量纯
温度/ e
图 2 蒸馏温度对广藿香醇的质量分数和提取率的影响
Fig. 2 Effect of evaporation temperatur e on content
and extraction r ate of pa tchouli alcohol
化工艺的指标, 因此考虑到两方面因素, 最终确定
65 e 为最适宜的蒸馏温度。此时,最佳的工艺参数
是温度为65 e , 进料速度为120 mL/ h,刮膜速率为
150 r/ min。
21 5 验证试验:在最佳工艺条件下, 对 3批 500 g
含广藿香醇 231 97%的广藿香挥发油进行纯化考
察,计算得到广藿香醇的质量分数和提取率, 见表
3。结果显示,广藿香醇的质量分数和提取率在最佳
工艺参数条件下均达到了比较好的效果。
表 3 最佳工艺下的试验结果
Table 3 Result under best test condition
批号 产量/ g 广藿香醇质量分数/ % 提取率/ %
1 2211 36 411 04 751 80
2 2301 10 401 12 771 03
3 2241 72 401 97 761 82
21 6 与水蒸气蒸馏法的比较:分子精馏技术应用于
广藿香醇的提取, 相对于之前的水蒸气蒸馏法, 所得
产品的形状无明显差异, 但广藿香醇的质量分数却
有了大幅的提高。通过水蒸气蒸馏法所提取的广藿
香醇的质量分数在 20% ~ 25%(根据江西省吉水同
#62# 中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 40 卷第 1 期 2009 年 1 月
仁天然药用油厂的出厂检验报告) ,而分子精馏方法
则可使其质量分数超过 40%, 因而具备了更好的应
用前景。
3 讨论
根据正交试验考察了分子蒸馏中进料速度、刮
膜速率、蒸馏温度对广藿香挥发油中广藿香醇提取
率和质量分数的影响,经过综合分析可知,蒸馏温度
的影响远远大于进料速度和刮膜速率的影响。
进一步考察温度对广藿香醇的提取率和质量分
数的影响,结果随着温度的升高,广藿香醇的质量分
数逐渐升高,但提取率却随着质量分数的增加而降
低。综合考虑, 蒸馏温度为 65 e , 进料速度为 120
mL/ h,刮膜速率为 150 r / min 时, 广藿香醇质量分
数达 401 71% ,提取率为 761 55%, 此参数条件最适
合产业化放大。
分子蒸馏技术与已有提取工艺相结合, 实现药
效标识性成分的提取与纯化,可得到比原有的水蒸
气蒸馏法更高的有效成分的量, 是一种有效的中药
活性成分纯化方法。
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聚酰胺树脂分离纯化复方山楂提取物中总黄酮的研究
张 伟1, 2 , 葛志强1 , 蒋建兰1¹
( 1.天津大学化工学院 制药工程系 ,天津 300072; 2.廊坊师范学院化学与材料学院,河北 廊坊 065000)
摘 要:目的 研究聚酰胺树脂分离纯化复方山楂提取物的工艺及参数。方法 以总黄酮为考察指标, 研究在静
态和动态条件下,聚酰胺树脂吸附和洗脱总黄酮的行为。结果 聚酰胺树脂对总黄酮为优惠吸附, 在生药质量浓
度为 01 255 g/ mL、pH 值 4 左右、温度为室温条件下吸附性能最好,采用 50%和 75%乙醇溶液梯度洗脱效果最佳。
结论 通过聚酰胺树脂分离纯化后,纯化物中总黄酮保留率高达 931 0% , 纯化物质量仅为纯化前的 81 12%。说明
采用聚酰胺树脂分离纯化复方山楂提取物是可行的。
关键词:复方山楂提取物;总黄酮;聚酰胺树脂;分离纯化;吸附;洗脱
中图分类号: R2841 2; R2861 1 文献标识码: A 文章编号: 025322670( 2009)0120063204
复方山楂提取物系由制何首乌、山楂、泽泻、荷
叶、蒲黄、炒决明子 6 味中药经水提醇沉得到, 具有
滋肝补肾、活血化瘀的功效。该提取物中含有黄酮
类、蒽醌类、生物碱类成分[ 1] ,其中黄酮类化合物为
主要药效成分,主要来源于山楂、蒲黄、荷叶。山楂
黄酮通过增强低密度脂蛋白受体活性和提高抗氧化
能力,抑制血清总胆固醇、低密度脂蛋白2胆固醇、
APoB水平升高和防止高密度脂蛋白及 APoAl 水
平下降,从而预防脂质代谢紊乱及增强体内胆固醇
清除[ 2]。蒲黄黄酮是通过提高 tPA 活性、保护 EC、
抑制外源性胆固醇吸收等多种途径降低胆固醇和抗
动脉粥样硬化[ 3]。荷叶黄酮可明显降低血清胆固醇
及甘油三酯[ 4]。聚酰胺树脂是由酰胺聚合而成的一
类高分子物质,它对黄酮类化合物有较强的吸附性
能[ 5 ] ,主要通过氢键和范德华力吸附。本实验研究
了复方山楂提取物中总黄酮在聚酰胺树脂上的吸附
特性,包括影响吸附量的单因素试验、静态吸附速
率、静态解吸率和动态吸附、动态解吸率等。
1 仪器与材料
TU ) 1900 双光束紫外可见分光光度计, 北京
普析通用公司; Bchi R201 旋转蒸发仪; BS210S 电
子天平,德国赛多利斯; Alpha1 ) 2 冷冻干燥机, 德
国 Christ 公司。
复方山楂提取物, 自制; 芦丁对照品, 批号
#63#中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 40 卷第 1 期 2009 年 1 月
¹收稿日期: 2008204223 作者简介:张 伟( 1976 ) ) ,男,河北河间人,硕士, 2000年毕业于河北工业大学化学工艺专业, 2007年毕业于天津大学化工学院,主要从事中药现代化工程研究。E2mail : zwfriends@163. com
* 通讯作者 蒋建兰 T el: ( 022) 27400388 E2mail: jiang0202@126. com