全 文 ：·制剂与质量·
超临界状态下压力对穿心莲内酯萃取结晶的影响
张文成1, 潘　见1, 陈克勋2, 谢慧明1Ξ
(11 合肥工业大学 农产品生物化工教育部重点实验室, 安徽 合肥　230069;
21 中国科学技术大学化学与材料学院, 安徽 合肥　230026)
摘　要: 目的　利用超临界CO 2 萃取结晶技术纯化穿心莲内酯。方法　采用系统观察法考察了超临界 CO 2 萃取结
晶分离对穿心莲内酯晶体形态、纯度、结晶量的影响, 并采用扫描电镜、H PL C 法分析结果。结果　穿心莲内酯晶体
形态随压力的升高而变细、变短; 随着压力的升高, 晶体纯度提高, 结晶量增加。结论　超临界CO 2 能萃取并同步高
效结晶分离穿心莲内酯, 为开发高质量中药活性成分提供一条捷径。
关键词: 穿心莲内酯; 超临界 CO 2 流体萃取; 结晶
中图分类号: R 28612; R 286102　　　文献标识码: A 　　　文章编号: 0253 2670 (2004) 03 0262 03
Effect of pressure in supercr it ica l sta te on extraction and crysta ll iza tion of andrographol ide
ZHAN G W en2cheng1, PAN J ian1, CH EN Ke2xun2, X IE H u i2m ing1
(1. Key L abo rato ry of B iop rocess of State Education M in istry, H efei U niversity of T echno logy, H efei 230069, Ch ina;
2. Schoo l of Chem istry and M ateria l, U niversity of Science and T echno logy of Ch ina, H efei 230026, Ch ina)
Abstract: Object　To separa te and pu rify andrographo lide by supercrit ica l CO 2 ex tract ion and crysta l-
liza t ion. M ethods　T he m ethod of system at ic ob servat ion w as u sed to invest iga te the crysta l appearance,
pu rity and m ass of andrographo lide by supercrit ica l CO 2 ex tract ion and crysta lliza t ion, analyzing by scan2
n ing electron m icro scope (SEM ) and H PL C. Results　T he h igher the p ressu re, the sm aller and sho rter
the crysta l shape, and the pu rer the pu rity, the mo re the m ass of andrographo lide. Conclusion 　T h is
techn ique is a innovat ion of t rad it ional supercrit ica l f lu id ex tract ion (SCFE ) techn ique, w h ich realizes
h igh ly effectual separa t ion of andrographo lide by supercrit ica l CO 2 ex tract ion and synch ronou s crysta lliza2
t ion, developes a new techno logy to separa te andrographo lide and o ther act ive ingredien ts from Ch inese
trad it ional herb s.
Key words: andrographo lide; supercrit ica l CO 2 f lu id ex tract ion; crysta lliza t ion
　　穿心莲为爵科植物穿心莲A nd rog rap h is p an2
icu la ta (Bu rm. f. ) N ees 的干燥地上部分。穿心莲主
要活性部位为二萜内酯和黄酮类化合物, 具有诱导
细胞分化[1 ] , 保肝降酶[2 ]及提高胆汁分泌量, 并改变
其物理特性等药理作用[3 ]。穿心莲内酯类化合物临
床上用于治疗急性胃肠炎、扁桃体炎、肝炎和抗癌
等。为提高穿心莲内酯分离效率和产品纯度, 笔者采
用超临界流体萃取结晶技术对穿心莲内酯进行高效
分离纯化[4 ]。本文报道超临界CO 2 萃取结晶压力变
化对穿心莲内酯晶体形态、纯度及结晶量的影响, 同
时考察了萃取结晶温度对纯度的影响。
1　材料和仪器
穿心莲浸膏 (穿心莲内酯含量为 30% ) 和穿心
莲内酯原料 (穿心莲内酯含量为 98% ) 由合肥拓峰
生物工程有限责任公司提供; 穿心莲内酯对照品购
于中国药品生物制品检定所; CO 2 食品级。
32 M Pa 116 L 超临界 CO 2 萃取2结晶装置: 萃
取结晶釜 116 L (高径比为 10∶1) ; W aters H PL C
系统: 515 型输液泵, 2487 紫外双光束检测器; H i2
tach i X—650 扫描电子显微镜 (日本日立)。
2　方法和结果
211　色谱条件[5 ]: 色谱柱:W aters Symm etrysh ield
C 18 (150 mm × 319 mm , 5 Λm ) ; 流动相: 甲醇2水
(65∶35) ; 流速: 110 mL öm in; 检测波长: 205 nm。
212　标准曲线的制备: 精密称取穿心莲内酯对照品
1182 m g, 置于 5 mL 量瓶中, 用甲醇溶解并加至刻
度, 摇匀, 得对照品贮备液。吸取该溶液 110 mL , 转
移至 5 mL 量瓶中, 定容至刻度, 摇匀。依次进样 2,
·262· 中草药　Ch inese T radit ional and H erbal D rugs　第 35 卷第 3 期 2004 年 3 月
Ξ 收稿日期: 2003205230
基金项目: 国家自然科学基金资助项目 (29976008)
作者简介: 张文成 (1973—) , 男, 山东烟台人, 博士生, 主要进行天然药物有效成分超临界流体分离纯化新技术研究。
T el: (0551) 2900134　Fax: (0551) 2900814　E2m ail: zw c263@ 263. net
6, 10, 14, 18 ΛL。以峰面积为纵坐标, 进样量为横坐
标进行线性回归。穿心莲内酯在 0112～ 1130 Λg 与
峰面积线性关系良好, 回归方程为: Y = 3 470 +
674X , r= 01999 0。
213　浸膏供试品溶液的制备: 穿心莲浸膏用乙醇加
热溶解, 滤过, 得滤液, 测定得穿心莲内酯含量为 45
m gömL。
214　结晶供试品溶液的制备: 精密称取结晶产物
2100 m g, 置 25 mL 量瓶中, 用甲醇溶解并加至刻
度, 摇匀, 即得。
215　压力对晶体形态的改变: 取穿心莲内酯置萃取
釜中结晶器上, 经超临界CO 2 萃取一段时间后, 结
晶板上出现穿心莲内酯晶体薄层。晶体的扫描电镜
见图 1。由图 1 可见, 经过超临界CO 2 萃取结晶后的
穿心莲内酯晶体的形态随压力的升高, 长方体晶体
变细、变短。
A 29 M Pa　B215 M Pa　C221 M Pa
图 1　不同压力下穿心莲内酯超临界 CO 2 萃取
结晶的颗粒扫描电镜图 (Bar= 15 Λm )
F ig. 1　SEM m icrographs of andrographol ide crysta ls
obta ined by supercr itica l CO 2 extraction
in differen t pressure (Bar= 15 Λm )
216　压力对穿心莲内酯的影响
21611　压力对穿心莲内酯含量的影响: 控制萃取2
结晶釜温度在 50 ℃, 萃取时间为 90 m in, 流量为 20
L öm in, 压力分别选择 8, 12, 18, 22 M Pa。将结晶器
自底从顶部平均分为 3 段, 在中段取样。实验原料采
图 2　压力对穿心莲内酯含量的影响
F ig. 2　Effect of pressure on andrographol ide
用穿心莲浸膏, 压力2穿心莲内酯含量变化曲线见
图 2。
21612　压力对穿心莲内酯结晶量的影响: 萃取2结
晶釜温度仍控制在 50 ℃, 萃取时间为 90 m in, 流量
为 20 L öm in, 压力分别选择为 8, 12, 15, 18, 22
M Pa, 仍在结晶器中段取样, 实验原料采用穿心莲内
酯原料, 压力2穿心莲内酯质量分数 (质量分数= 局
部结晶量ö总结晶量)变化曲线见图 3。
图 3　压力对穿心莲内酯结晶量的影响
F ig. 3　Effect of pressure on crysta l
mass of andrographol ide
217　温度对穿心莲内酯含量的影响: 实验原料采用
穿心莲浸膏。控制萃取2结晶釜压力在 18M Pa, 萃取
时间为 90 m in, 流量为 20 L öm in, 温度分别选择为
40 ℃, 45 ℃, 50 ℃, 55 ℃, 60 ℃。将结晶器自底从顶
部平均分为 3 段, 在中段取样。温度2穿心莲内酯含
量变化曲线见图 4。可见在其他工艺参数不变的情
况下, 穿心莲内酯含量与温度基本也呈正相关, 但影
响程度较小, 曲线变化平缓。
图 4　温度对穿心莲内酯含量的影响
F ig. 4　Effect of temperature on andrographol ide
3　讨论
　　穿心莲内酯为二萜类化合物, 相对黄酮类、生物
碱类物质极性偏低, 适于超临界CO 2 技术萃取; 而
通过乙醇改良, 调和 CO 2 极性, 更有利于提高超临
界CO 2 萃取极性较高、相对分子质量较大的天然活
性物质。
　　在超临界状态下, 萃取相平衡受外场作用, 如结
晶器干扰、表面吸附力、重力、分子间作用力等, 结晶
与溶解形成竞争, 出现了穿心莲内酯同步萃取结晶;
且压力越高, 超临界 CO 2 溶解度越大, 单位时间成
核数目越多[6, 7 ] , 则晶体越短小。
　　萃取压力越高, 穿心莲内酯在超临界CO 2 中的
·362·中草药　Ch inese T radit ional and H erbal D rugs　第 35 卷第 3 期 2004 年 3 月
溶解度越大, 克服其他作用力的负面影响越强, 可促
进穿心莲内酯晶体向结晶器上端生长。
　　因天然药物中活性成分部分为结晶性组份, 在
采用超临界技术开发该产品时, 因萃取分离伴随结
晶的现象, 造成管道堵塞, 此为超临界流体萃取技术
发展的很大障碍。本实验所用的同步萃取结晶技术
改良了传统超临界流体萃取分离工艺。
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短程蒸馏提纯胡麻籽油中 Α-亚麻酸的工艺研究
许松林, 郑　　Ξ
(天津大学 精馏技术国家工程研究中心, 天津　300072)
摘　要: 目的　研究短程蒸馏技术提纯胡麻籽油中 Α2亚麻酸的工艺条件。方法　利用短程蒸馏装置的特点探讨蒸
馏温度、压力、进料速率、预热温度, 刮膜器转速等操作参数对 Α2亚麻酸纯度的影响。结果　确定了刮膜式短程蒸馏
技术提纯 Α2亚麻酸的最佳条件为: 蒸馏温度 90 ℃～ 120 ℃, 压力 013 Pa, 进料温度 60 ℃, 进料速率 90～ 110 mL öh,
刮膜转子速率 150 röm in。结论　应用短程蒸馏技术提纯 Α2亚麻酸, 操作简便, 效率高, 容易实现产业化。
关键词: 胡麻籽油; 短程蒸馏; Α2亚麻酸
中图分类号: R 28412　　　文献标识码: B　　　文章编号: 0253 2670 (2004) 03 0264 03
Technology of ref in ing Α- l inolen ic ac id in Sem en Sesam i o il by short pa th d ist illa t ion
XU Song2lin, ZH EN G T ao
(N ational Engineering R esearch Center fo r D ist illa t ion T echno logy, T ian jin U niversity, T ian jin 300072, Ch ina)
Abstract: Object　To study the techno logica l condit ion s of refin ing Α2lino len ic acid by sho rt2path dis2
t illa t ion (SPD ). M ethods　A cco rding to the characterist ic of SPD , the effect of the opera t ing param eters,
such as the dist illa t ion temperatu re, the system p ressu re, the feeding ra te, and the agita t ing speed, w ere
studied on the pu rity of Α2lino len ic acid. Results　T he app rop ria te p rocess condit ion s fo r the pu rif ica t ion ofΑ2lino len ic acid by SPD are: d ist illa t ion temperatu re 90 ℃—120 ℃, p ressu re 013 Pa, feeding temperatu re
60 ℃, feed ing ra te 90—100 mL öh, and ro ta t ing speed 150 röm in. Conclusion 　R efin ing Α2lino len ic acid
by SPD is a simp le and conven ien t m ethod. It is easy to ach ieve indu stria liza t ion.
Key words: S em en S esam i o il; sho rt path dist illa t ion (SPD ) ; Α2lino len ic acid
　　短程蒸馏 (sho rt2path dist illa t ion, SPD )又称分
子蒸馏 (mo lecu lar d ist illa t ion) , 是一种在高真空条
件下进行特殊蒸馏技术。短程蒸馏技术解决了大量
常规蒸馏技术所不能解决的问题。广泛应用于分离
低挥发度、高相对分子质量、高沸点、高黏度、热敏性
和具有生物活性的物料[1, 2 ]。在传统中草药的分离提
·462· 中草药　Ch inese T radit ional and H erbal D rugs　第 35 卷第 3 期 2004 年 3 月
Ξ 收稿日期: 2003206219
基金项目: 国家自然科学基金资助项目 (20176037) ; 天津市科技发展计划资助项目 (0131086114)
作者简介: 许松林 (1966—) , 男, 安徽人, 天津大学制药工程专业副研究员, 博士, 主要从事中药生产新技术开发和高等制药分离工程教
学工作。