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Microwave-assistedex traction of active components from Radix Glycyrrhiza

微波法提取甘草中有效成分的研究



全 文 :为 79161% (R SD 为 0141% )、98157% (R SD 为
0112% )。提示该再生方法合理、可行。
3 讨论
  中药成分复杂, 其药效物质基础不应只是一种
成分, 而是一类或几类成份在共同起作用, 故选择栀
子总环烯醚萜苷、栀子苷作为分离、纯化效果的评价
指标, 有利于确切阐释药效与化学物质基础之间的
联系。
  目前采用大孔吸附树脂技术分离、纯化中药有
效部位 (或成分) 的研究较多, 对于指导实际工作具
有一定的指导意义。本研究发现, 经过H PD 450 大
孔吸附树脂纯化处理后的栀子提取物, 干膏得率、总
环烯醚萜苷和栀子苷及其保留率明显优于文献报道
水平[2 ] , 核心药效几无改变, 无急性毒性作用, 有机
溶剂残留符合“人用药品注册技术规范国际协调会”
( ICH ) 的规定标准。说明H PD 450 大孔吸附树脂纯
化栀子总环烯醚萜苷和栀子苷效果较好, 从而为开
发安全、有效、质量可控的现代中药开辟了新途径。
  致谢: 扬子江药业集团新药研究基金资助, 南京
中医药大学方泰惠教授在药理毒理、江苏省药品检
验所在有机溶剂残留检测方面提供帮助。
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D rug s (中草药) , 2002, 9 (33) : 79427961
微波法提取甘草中有效成分的研究
阚微娜, 谭天伟Ξ
(北京化工大学生命科学与技术学院 北京市生物加工过程重点实验室, 北京 100029)
摘 要: 目的 利用微波提取技术同时从甘草中提取甘草酸和甘草黄酮。方法 考察了影响提取率的因素, 包括提
取溶剂、液固比、微波时间和功率等。结果 确定了微波提取甘草有效成分的最佳工艺: 70% 乙醇为提取溶剂, 按
10∶1 (mL ög)的液固比, 微波中高火辐照 4 m in, 提取 3 次, 甘草酸的提取率为 3106% , 甘草黄酮提取率为 3100% ,
与热回流法提取 4 h 的结果接近。结论 该提取工艺既缩短了提取时间, 又提高了甘草药材的综合利用率。
关键词: 甘草; 微波提取; 甘草酸; 黄酮
中图分类号: R 28412; R 286102   文献标识码: B   文章编号: 0253 2670 (2006) 01 0061 04
M icrowave-a ssisted extraction of active com ponen ts from R ad ix G lycyr rh iza
KAN W ei2na, TAN T ian2w ei
(Beijing B iop rocess Key L abo rato ry, Co llege of L ife Science and T echno logy, Beijing U niversity
of Chem ical Engineering, Beijing 100029, Ch ina)
Key words: R ad ix G ly cy rrh iz a; m icrow ave2assisted ex tract ion (M A E) ; g lycyrrh izic acid; f lavono ids
  甘草 G ly cy rrh iz a u ra lensis F isch. 中的有效成
分很多, 其中主要有三萜类化合物甘草酸和黄酮类
化合物。甘草酸是一种重要的精细化工产品, 在医
药、食品和化妆品等方面有着广泛的应用[1 ] , 甘草黄
酮也是一类生物活性较强的成分, 有抗溃疡、抗菌、
抗炎、解痉、调血脂、镇痛等作用[2 ]。目前, 工业上还
主要以生产甘草酸为主, 在排出的固体甘草废渣中,
仍含有大量的甘草黄酮和部分甘草酸。而在文献报
道的甘草黄酮提取工艺中也没有利用甘草酸[3 ] , 造
成了资源的浪费。实际上, 可以同时从甘草中提取甘
草酸和甘草黄酮类化合物, 惠寿年等[4 ]提出采用水
煮提法对甘草进行深加工, 在提取甘草酸的同时提
取甘草黄酮, 但一次提取的时间为 2 h, 能源利用率
较低。微波法是一种较新的方法, Pan 等[5 ]利用微波
提取技术采用氨性乙醇对甘草中的甘草酸进行提
取, 甘草酸的提取率为 2158% , 并证实了微波提取
法与热回流法、索式提取法相比, 具有提取高效、快
速, 节省时间、溶剂和能源等优点。本研究采用微波
·16·中草药 Ch inese T radit ional and H erbal D rugs 第 37 卷第 1 期 2006 年 1 月
Ξ 收稿日期: 2005202213
基 金项目: 国家自然科学基金资助项目 (20136020; 20325622) ; 北京市自然科学基金资助项目 (2032013) ; 博士点基金资助项目
(20030010004)
作者简介: 阚微娜 (1980—) , 女, 辽宁沈阳人, 硕士研究生, 主要从事天然产物提取方面的研究。3 通讯作者 谭天伟 T el: (010) 64434773 Fax: (010) 64434773 E2m ail: tw tan@m ail1buct1edu1cn
技术, 选择合适的溶剂和提取方法同时从甘草中提
取甘草酸和甘草黄酮。
1 仪器与材料
  家用微波炉 (顺德市美的微波炉制造有限公司)
实验室改装[5 ] , 台式离心机 (上海安亭科学仪器厂) ,
高效液相色谱 (美国A lltech ) , 紫外2可见分光光度
计 (Cary 100)。
  甘草购自北京同仁堂医药股份有限公司, 经实
验室加工制成 3 种原料: 粉碎机粉碎得到甘草粗粉
(20~ 60 目) ; 甘草粗粉经研磨过 60 目筛, 得到甘草
细粉; 未能过筛的甘草皮、纤维等材料反复研磨得到
甘草边角料 (60 目)。甘草酸单铵盐对照品 (北京联
合大学霍清赠, 质量分数≥98% ) , 柚皮苷对照品 (天
津尖峰天然产物公司, 质量分数 98% ) , 试剂均为
A R 纯。
2 方法
211 微波法提取甘草酸和甘草黄酮: 称 3 g 甘草细
粉 (或粗粉或边角料) , 加入提取溶剂 30 mL , 进行微
波提取, 微波辐照时间为 4 m in, 提取温度在 80 ℃
左右, 离心分离得到上清液即为提取液。
212 甘草酸的 H PL C 分析条件[6 ] 及标准曲线制
备: OD S C18反相柱 (250 mm ×416 mm , 5 Λm ) , 流
动相: 乙腈23% 醋酸 (41∶59) ; 体积流量: 1 mL ö
m in; 检测波长: 248 nm ; 进样量: 20 ΛL , 甘草酸保留
时间为 617 m in。配制 1 m gömL 甘草酸单铵盐对照
品溶液, 分别取出 2、4、6、8 mL , 定容于 10 mL 量瓶
中, 进行H PL C 分析。以甘草酸峰面积对甘草酸质
量浓度绘制标准曲线, 标准曲线的方程为 Y = 6×
106 X - 1 02715, r= 01996 4, 线性范围为 012~ 110
m gömL。
213 甘草黄酮的分析方法及标准曲线制备: 根据文
献报道[7 ]的甘草黄酮分析方法加以改进。以 1 m gö
mL 柚皮苷作为对照品, 用微量进样器精密吸取对
照品溶液 10、20、40、60、80、100、120、140 ΛL 于 10
mL 量瓶中, 分别加入 1 mL 无水乙醇, 015 mL 10%
KOH , 室温放置 5 m in 后用无水乙醇定容, 在 425
nm 检测波长下, 以乙醇作为空白进行吸光度值的
测定。以测定结果计算得到甘草黄酮吸光度值对质
量浓度的标准曲线方程 Y = 11927 3 X - 01012 6,
r= 01996 3, 线性范围为 10~ 140 ΛgöΛL。将样品稀
释后取 015 mL 稀释液, 加入 1 mL 无水乙醇, 再加
入 015 mL 10% KOH 溶液, 摇匀, 室温放置 5 m in,
定容于 10 mL 量瓶中。再取稀释样品 015 mL , 直接
用无水乙醇定容, 作为空白对照, 在 425 nm 波长下
测定吸光度值, 分析甘草黄酮的质量浓度。
214 甘草酸与甘草黄酮提取率: 按下式计算。
  甘草酸提取率= 提取液中甘草酸的质量ö提取用甘草的
质量×100%
  甘草黄酮提取率= 提取液中甘草黄酮的质量ö提取用甘
草质量×100%
3 结果与讨论
311 提取溶剂的组成对提取液中甘草酸和甘草黄
酮提取率的影响: 甘草酸易溶于乙醇溶液, 多数黄酮
类化合物也易溶于乙醇, 因此乙醇2水系统可以同时
满足甘草酸和甘草黄酮的提取需要, 由图 1 看出, 当
乙醇体积分数为 60% 时, 甘草酸的提取率最高; 乙
醇体积分数为 80% 时, 甘草黄酮的提取率最高。此
外, 在乙醇低的体积分数下, 甘草中的可溶性蛋白、
淀粉糖类等成分都存在于提取液中, 为后续的离心、
滤过以及产品的分离纯化带来很大的困难, 因此, 甘
草有效成分提取溶剂乙醇的体积分数应该控制在
60%~ 80% 比较合适。
图 1 乙醇体积分数对甘草酸 (A)和甘草黄酮 (B)
提取率的影响
F ig11 Effect of ethanol concen tration on extraction
rate of glycyrrh iz ic ac id (A) and f lavno ids (B)
  甘草酸的铵盐易溶于水, 分别采用 60% 乙醇和
60% 氨性醇 30 mL 对 3 g 甘草粗粉, 微波中高火 4
m in 进行提取, 结果甘草酸和甘草黄酮的提取率分
别为 2195%、2174%、2158%、1189%。在乙醇水溶
液中加入氨水并没有使甘草酸的提取率有显著提
高, 而且浸出了大量的色素类物质, 分析是由于甘草
酸易溶于高体积分数的乙醇溶液, 加入氨水对甘草
酸的提取并没有促进作用。此外, 甘草黄酮的提取率
大大的降低了, 可能是由于碱性条件不利于甘草黄
酮的提取。因此为了能同时满足甘草酸和甘草黄酮
的提取, 可以选择 60%~ 80% 乙醇溶液作为提取溶
剂, 而本实验中最终选择的提取溶剂为 70% 乙醇水
溶液, 二次提取甘草酸的提取率为 2174% , 甘草黄
酮的提取率为 2177%。
·26· 中草药 Ch inese T radit ional and H erbal D rugs 第 37 卷第 1 期 2006 年 1 月
312 微波加热时间对甘草酸和甘草黄酮提取率的影
响: 见图 2。对于两种粒度的甘草, 甘草酸和甘草黄酮
的提取率均随微波辐照时间的增加而提高, 3 g 甘草,
微波辐射 2 m in, 甘草酸和甘草黄酮的提取率就已经
趋于平稳, 随时间的增加, 提取率上升缓慢。可见微波
作用集中, 实验选择的微波辐射时间为 2 m in。
12细粉中甘草酸 22粗粉中甘草酸
32细粉中甘草黄酮 42粗粉中甘草黄酮
12glycyrrh izic acid in 60 m esh pow der 22glycyrrh izic
acid in large p iece 32flavno ids in 60 m esh pow der
42flavno ids in large p iece
图 2 微波辐照时间对甘草酸和甘草黄酮提取率的影响
F ig12 Effect of M AE time on extraction
of glycyrrh iz ic ac id, and f lavno ids
313 微波功率对提取率的影响: 用 30 mL 70% 乙
醇溶液提取 3 g 甘草细粉, 微波辐照 4 m in 提取 1
次, 甘草酸与甘草黄酮的提取率见表 1。可以看出,
甘草酸和甘草黄酮的提取率均随微波功率的提高而
增加, 若要达到相应的提取率, 采用中火加热时需要
较长的微波辐照时间。采用高火加热, 十分容易暴
沸, 严重影响提取效果, 而且, 高火加热与中高火加
热产品的提取率相比, 并没有显著的提高, 因此提取
时的微波功率选择为中高火档。
表 1 微波功率对提取率的影响
Table 1 Effect of m icrowave power on extracting rate
微波功率 甘草酸提取率ö% 甘草黄酮提取率ö%
中火   1189 1187
中高火  2131 2110
高火   2138 2119
314 提取溶剂与甘草的液固比对甘草酸和甘草黄
酮提取率的影响: 见表 2。可见, 甘草酸的提取率随
液固比的增加而提高, 但在相同的能量供给和微波
时间作用下, 当液固比大于 10 时, 甘草酸提取率基
本保持不变, 而由于甘草黄酮的提取率有下降的趋
势, 综合考虑选择液固比 10∶1。
315 甘草选料粒度的影响及微波提取次数的确定:
见表 3。甘草粒度变小, 甘草酸和甘草黄酮的提取率
会有所提高, 尤其是对于 1 次提取而言, 甘草的粒度
是影响提取率的重要因素, 且两次提取基本上可以
表 2 提取溶剂与甘草的液固比对提取率的影响
Table 2 Effect of l iquidösol id ratio on extracting rate
甘草质量: 提取溶剂体积ö(g·mL - 1) 甘草酸提取率ö% 甘草黄酮提取率ö%
6∶1 2150 2107
8∶1 2175 2126
10∶1 2195 2174
15∶1 2196 2166
20∶1 2199 2159
表 3 不同甘草材料 3 次提取的提取率结果
Table 3 Results of extracting rate in three
times for d ifferen t mater ia ls
甘草材料
甘草酸提取率ö%
1 次 2 次 3 次 总提取率
甘草黄酮提取率ö%
1 次 2 次 3 次 总提取率
甘草细粉  2138 0168 0112 3118 2126 0154 0   2180
甘草粗粉  1158 0199 0145 3102 1164 0166 0102 2132
边角料细粉 0186 0179 0127 1193 1100 0120 0   1120
达到一个相当高的提取率水平, 可能是由于粒度变
小, 比表面积增大, 植物细胞、组织受破坏程度较大,
从而利于有效成分的扩散。边角料细粉主要为纤维
类物质, 有效成分的质量分数较低, 所以提取率很
低。而对于甘草粗粉, 采用 3 次提取也可以达到与使
用细粉相当的水平, 这也说明了微波法具有很高的
传质效应, 因此也可以采用甘草粗粉作为原料, 连续
3 次提取甘草中的有效成分。
316 微波工艺与传统热回流法的比较: 根据实验结
果, 采用 70% 乙醇对 10 g 甘草细粉进行提取, 液固
比为 10∶1, 微波功率为中高火, 提取 2 次; 采用传
统的热回流工艺对 10 g 甘草细粉进行提取, 提取溶
剂为 70% 乙醇 100 mL , 提取温度控制为 85~ 90
℃, 提取两次, 结果见表 4。微波提取 6 m in 与热回
流 2 h 得到产品的提取率相当。
表 4 微波提取与热回流提取甘草有效成分的比较
Table 4 Compar ison between M AE and hot ref lux
on extraction of active componen ts
提取方法 提取时间 甘草酸提取率ö% 甘草黄酮提取率ö%
微波提取  2 m in×2 2190 2121
4 m in×2 3105 2177
6 m in×2 3106 3100
热回流提取 2 h×2  3103 3112
4 结论
  研究了微波提取溶剂、微波功率、辐照时间、液
固比、甘草原料、提取次数对甘草中有效成分提取的
影响, 以使甘草酸和甘草黄酮的同时提取并达到最
大的提取率为目的, 确定了最佳的提取工艺路线:
70% 乙醇作为溶剂, 液固比为 10∶1, 微波中高火提
取, 10 g 甘草粗粉, 微波辐照 4 m in, 提取 3 次得到
甘草酸的提取率为 3106% , 甘草黄酮的提取率为
·36·中草药 Ch inese T radit ional and H erbal D rugs 第 37 卷第 1 期 2006 年 1 月
3100%。微波辅助提取甘草中的有效成分, 大大缩短
了提取的时间, 且一次性提取了甘草酸和甘草黄酮,
提高了甘草的利用率。
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川芎中藁本内酯对照品的制备
金灯萍, 彭国平, 陆晓峰Ξ
(南京中医药大学 植物药研究与新药开发中心, 江苏 南京 210029)
摘 要: 目的 研究川芎的对照品藁本内酯的制备。方法 从川芎药材提取挥发油, 从挥发油中分离、制备对照品,
采用紫外光谱、红外光谱、质谱和氢谱对其进行了结构鉴定。结果 从川芎成分中筛选出藁本内酯对照品。结论 
该对照品可作为控制川芎质量的指标成分。
关键词: 川芎; 藁本内酯; 制备
中图分类号: R 28411; R 28412   文献标识码: B   文章编号: 0253 2670 (2006) 01 0064 02
Prepara tion of l igustil ide from rh izom e of L igus ticum chuanx iong
J IN D eng2p ing, PEN G Guo2p ing, LU X iao2feng
(P lan t R efinem ent Engineering Center of N anjing U niversity of T radit ional Ch inese M edicine, N an jing 210029, Ch ina)
Key words: the rh izom e of L ig usticum chuanx iong Ho rt1; ligu st ilide; p repara t ion
  川芎是伞形科植物川芎 L ig usticum chuan2
x iong Ho rt1 的干燥根茎, 主产于四川, 是活血行气、
祛风止痛之要药, 主治头痛、月经不调、痛经、闭经及
胎 前产后病。其主要活性成分为藁本内酯
(ligu st ilide)。藁本内酯对兔离体子宫, 无论未孕或
早孕均有明显抑制作用, 表现为张力下降, 节律变
慢, 收缩力减弱, 几分钟后完全松弛, 作用时间持久;
也有较强的抗胆碱作用。
  本实验从川芎的挥发油中分离得到一个无色油
状化合物, 经波谱解析鉴定为 (Z ) 2藁本内酯。同时
定性、定量分析了藁本内酯对照品, 期望建立川芎药
材质控指标, 规范我国川芎药材的质量。
1 实验材料
  N eco let IR—5DXFT 红外光谱仪 (KB r 压片) ;
B ruker 公司 A CF—300 核磁共振仪 ( TM S 作内
标) ; N ico let FTM S—2000 质谱仪。岛津UV 2487 紫
外光谱仪。W aters 510 泵,W aters 486 紫外2可见检
测器, R heodyne 进样器, 中国科学院大连化学物理
研究所W DL 295 色谱工作站。
  三氟乙酸为色谱纯 (T edia 公司) , 甲醇为色谱
纯 (江苏汉邦科技有限公司) , 水为重蒸馏水, 其余试
剂均为分析纯, 硅胶 G 由青岛海洋化工厂生产。川
芎药材购于安徽亳州药材市场, 经南京中医药大学
吴启南教授鉴定。
2 方法
211 川芎对照品的制备工艺: 川芎药材 20 kg 加水
·46· 中草药 Ch inese T radit ional and H erbal D rugs 第 37 卷第 1 期 2006 年 1 月
Ξ 收稿日期: 2005204208
作者简介: 金灯萍, 女, 江苏高邮人, 硕士, 研究方向为中药化学, 主要从事中药注射剂的开发。
T el: (025) 86798186 E2m ail: dengp ingjinya@yahoo1com 1cn