全 文 ：　作者简介:刘海周(1982～ ), 男 ,硕士研究生 ,主要从事超临界二氧化碳流体萃取中药中有效成分及中药质量控制研究工作。
　通讯作者:梁晓原 , E-mail:liangxiow yncn169@163.com
超临界 CO2 流体萃取岩白菜中岩白菜素的研究
刘海周 , 孙海林 , 李文军 , 梁晓原
(云南中医学院 , 云南 昆明 650500)
　　摘　要:目的:研究超临界 CO2 流体萃取岩白菜中岩白菜
素的最佳工艺。 方法:用紫外-可见分光光度计法测定岩白
菜素的含量为指标 , 探讨了萃取压力 、萃取温度 、乙醇浓度及
用量等因素对岩白菜素收率的影响 , 确定超临界 CO 2萃取岩
白菜中岩白菜素的最佳条件。结果:在萃取压力为 15 MPa ,
萃取温度为 55 ℃, 分离压力为 6 MPa , 分离温度为 40 ℃, 乙
醇的浓度为 70%的条件下所得提取物中岩白菜素的含量最
高。结论:在提取的最佳参数组合下 , 提取物中岩白菜素的含
量达 12.4%, 该工艺条件适宜岩白菜素的提取。
关键词:岩白菜;岩白菜素;超临界二氧化碳萃取
中图分类号:R284.2 文献标识码:A
文章编号:1007-2349(2011)03-0060-03
岩白菜为虎耳草科岩白菜属植物岩白菜 Bergama
purpurascens(H ook.f.et Thoms.)Eng l.的干燥根茎 , 其主要
有效成分岩白菜素属于异香豆精类化合物 , 具有良好的镇咳 、
祛痰 、抗炎 、护肝 、抗病毒和神经保护等作用 , 现已广泛应用于
临床 , 主要用于慢性支气管炎的治疗[1] 。
超临界萃取技术[ 2 ～ 3] 是一种集提取和分离为一体 , 又基
本上不用有机溶剂的新技术。近 20 年来的研究表明[ 4～ 5] 超
临界萃取技术的自身优势主要有:萃取能力强 , 提取率高;操
作温度低 , 能较完好地保存中药有效成分不被破坏 , 不发生次
生化 , 适合那些对热敏感性强 、容易氧化分解破坏的成分的提
取;CO 2 超临界流体对物质溶解作用有一定的选择性 ,除与目
标物的极性 、沸点 、分子量等因素密切相关外 , 还与超临界萃
取时的温度 、压力 、夹带剂等关系密切。本实验就温度 、压力
及夹带剂对萃取岩白菜中岩白菜素的影响进行了初步研究。
1　仪器与试药
1.1　仪器　超临界 CO 2 萃取设备(型号:HA221 -50-06 ,
江苏南通华安超临界萃取有限公司);紫外-可见分光光度仪
(型号:UV -2450 , 日本岛津);电子分析天平(型号:Pe rcisa
XS-125A , 瑞士产);旋转蒸发仪(型号:BUCH I-R-200 , 瑞
士产)等。
1.2　试药　甲醇 、乙醇(均为分析纯), 水(去离子水), D-101
大孔吸附树脂(天津农药股份有限公司树脂分公司生产),
CO2 气体(昆明氧气厂 , 食品级纯度≥99.9%)。 岩白菜样品
(同一批次)由本院杨树德副教授鉴定为虎耳草科岩白菜属植
物岩白菜 Bergama p urp urascens(H ook.f.et Thoms.)Engl.
的干燥根茎 , 粉碎备用。岩白菜素对照品(供含量测定用 , 批
号:111532—200202)购于中国药品生物制品检定所。
2　方法与结果
2.1　标准曲线的建立　称量适量岩白菜素对照品置于容量
瓶中 , 加甲醇溶解 ,以甲醇为空白 ,在 200 ～ 800 nm 波长段扫
描 , 结果显示岩白菜素在 274 nm 处有最大吸收 , 故选 274 nm
作为岩白菜素的测定波长。如图 1 所示。
图 1　岩白菜素紫外扫描图
2.1.1　对照品溶液的配制　精密称量 3.0 mg 岩白菜素对照
品置于 50 mL 容量瓶中 , 加甲醇溶解 , 并定容至刻度 , 得到
60 μg/m L的岩白菜素对照品溶液。
2.1.2　岩白菜超临界 CO2 提取率测定　取岩白菜超临界
CO2 提取物 1 g 用蒸馏水 10 m L溶解后转移至大孔吸附树脂
柱中 , 静置 30 min 后用 300 mL 去离子水洗脱 , 弃去水洗部
分 , 再用 20%乙醇洗脱 , 收集洗脱液 300 m L , 取洗脱液
0.1 mL置 10 mL 容量瓶中稀释摇匀 , 并定容至刻度 , 待测。
目标成分的提取率按下面的公式计算。
P%=C×V×n×
W×1×106 ×100　　C=(A-0.00534)/0.02347
式中 P表示提取率(%), C 表示浓度(μg/ mL), A 表示吸
收值 , n 表示提取液的稀释倍数 , V 表示提取液的体积(m L),
W 表示岩白菜原料投料量(g)。
2.1.3　标准曲线的制备　精密量取 60μg/ mL 的岩白菜素对
照品溶液 1.5、2.0 、3.0、4.0、5.0、5.5 mL 分别置 10 m L 容量
瓶中 , 用甲醇定容至刻度。分别以甲醇为空白对照(如图 1 所
示),在 274 nm 波长处测定吸收度。以纵坐标作为吸收度 , 以
横坐标作为浓度 , 制定标准曲线 , 得到标准曲线为 y=0.022
60 云 南 中 医 中 药 杂 志　　　　　　　　　　2011 年第 32 卷第 3 期
67c-0.004 45(r=0.999 86)。如图 2 所示 , 结果表明岩白菜
素对照品在 9.0 ～ 33.0 μg/ mL 范围内线性关系良好。
图 2　岩白菜素对照品标准曲线
2.2　精密度试验　取同一浓度岩白菜素对照品溶液连续测
定 5 次 ,测定结果见表 1 所示。结果:RSD=0.202%, 表明仪
器精密度良好。
表1　精密度考察
NO 1 2 3 4 5 -x RSD/ %
吸收值(A) 1.457 1.460 1.461 1.464 1.464 1.461 0.202
2.3　稳定性试验　分别取同一浓度对照品溶液和供试品溶
液在 0 、0.5 、1 、2、4h 时测定浓度 , 测定结果见表 2 ,结果表明在
4 h 内溶液稳定。
表 2　紫外分光光度法稳定性实验结果
时间/ h 0 0.5 1.0 2.0 4.0 RSD/ %
对照品吸收值(A) 0.588 0.593 0.601 0.614 0.622 2.356
供试品吸收值(A) 0.417 0.414 0.416 0.422 0.426 1.169
2.4　加样回收率　取已知浓度萃取物(A:含岩白菜素量)5
份 , 分别精密加入一定量岩白菜素对照品(B), 并溶解定容于
10 mL ,适当稀释(取 0.1 mL 置 10 mL 容量瓶中加适量甲醇
溶解 , 定溶至刻度 , 测定含量 , 结果显示加样回收率较好。 见
表 3。
表3　加样回收率测定结果
A/
mg
B/
mg
实测量/
m g
加样回收率/
%
平均加样
回收率/ %
RSD/
%
4.3786 4.7 9.093 100.31
4.3914 4.7 9.148 101.20
4.4809 4.7 9.152 99.39 99.43 1.635
4.5235 4.7 9.195 99.39
4.6641 4.7 9.216 96.85
3　结果
3.1　单因素下岩白菜素萃取条件研究
3.1.1　萃取压力对岩白菜中岩白菜素提取率的影响　分别
选取压力为:10 、15 、20、25 、30 MPa。其他因素设定为:萃取温
度 45 ℃, 80%乙醇用量 300 mL , 萃取时间 1.0 h , CO2流量
20 L/ h , 分离压力6 MPa , 分离温度 35 ℃。分别进行实验 , 按
2.1.3 的纯化方法及公式计算岩白菜素的萃取率。见图 3。
图 3　萃取压力对岩白菜素提取率的影响
由图 3可以看出 , 萃取压力在 10 ～ 15 M Pa 之间时 , 提取
率随着萃取压力的增加而显著提高 , 在 15 MPa 时有最佳得
率。超过 15 MPa 后 , 萃取率逐渐下降。但 20 M Pa时岩白菜
素的萃取率比 10 M Pa时高 , 可以看出选用萃取压力在 10 ～
20 M Pa进行萃取较为合适。
3.1.2　萃取压力对岩白菜中岩白菜素提取率的影响　分别
设定温度为:40 ℃、45 ℃、50 ℃、55 ℃、60 ℃。其他因素设定
为:萃取压力 15 MPa , 80%乙醇用量 300 mL ,萃取时间 1.0 h ,
CO2流量 20 L/ h , 分离压力 6 M Pa , 分离温度 35 ℃。分别进
行实验 , 按 2.1.3 的纯化方法及公式计算出岩白菜素的萃取
率。结果见图 4 。
图 4　萃取温度对岩白菜素提取率的影响
由图 4 可以看出 , 在 55 ℃时萃取效果最佳 , 但温度过高
可能使流体的密度发生改变 , 使被萃取物在其中的溶解度下
降 , 从而使得率减少。因此本实验选用萃取温度范围为 50 ～
60 ℃安排正交。
3.1.3　乙醇浓度对岩白菜素提取率的影响　根据设备条件
及预实验 , 分别选取乙醇浓度为:60%、70%、80%、90%、
100% 。其他因素设定为:萃取压力 15 MPa, 萃取温度 55 ℃,
乙醇用量 300 mL ,萃取时间 1.0 h , CO2流量 20 L/ h ,分离压
力 6 MPa ,分离温度 35 ℃分别进行实验 , 按 2.1.3 的纯化方
法及公式计算岩白菜素的萃取率。结果见图 5。
图 5　乙醇浓度对岩白菜素提取率的影响
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由图 5 可以看出 , 在 70%乙醇浓度时萃取效果最佳 ,但过
高或过低都会使得率减少。 因此本实验选用乙醇浓度为
65%～ 75%进行正交设计。
3.1.4　乙醇用量对岩白菜素萃取率的影响　分别选取乙醇
用量为:100 、200 、300 、400 、500、600m L 。其他因素设定为:萃
取压力 15 MPa , 萃取温度 55 ℃, 70%乙醇为夹带剂 , 萃取时
间 1.0h , CO 2 流量 20 L/ h , 分离压力 6 MPa , 分离温度 35 ℃
分别进行实验 , 按 2.1.3 的纯化方法及公式计算岩白菜素的
萃取率。结果见图 6。
图 6　乙醇用量对岩白菜素提取率的影响
由图 6可以看出 ,在 100 ～ 500 mL 范围内 , 增加夹带剂乙
醇用量可以使得率明显增加 ,当乙醇用量多于 500 mL 后, 萃取
效果逐渐不明显。考虑提取成本及设备自身原因 ,也不宜过多
使用夹带剂 ,因此固定乙醇用量为 500 mL进行实验。
3.2　正交试验　在单因素试验的基础上 , 固定 CO2流量 20
L/ h , 分离压力 6 MPa , 分离温度 35 ℃, 乙醇用量 500 mL 及萃
取时间 1 h 等 5 个因素 ,选取萃取压力 , 萃取温度及乙醇浓度
3 个因素为变量 ,每个因素取 3 个水平进行正交设计 , 因素水
平表见表 4 , L9(34)正交试验结果见表 5 ,方差分析见表 6。
表4　正交实验因素水平表
水平 因素萃取压力(A)/MPa 萃取温度(B)/℃ 乙醇浓度(C)/ %
1 10 50 65
2 15 55 70
3 20 60 75
表5　岩白菜正交试验结果
试验编号 因素
A B C D
岩白菜素得率
(%)
1 1 1 1 1 8.5
2 1 2 2 2 12.2
3 1 3 3 3 9.4
4 2 1 2 3 11.6
5 2 2 3 1 12.1
6 2 3 1 2 10.8
7 3 1 3 2 9.7
8 3 2 1 3 10.3
9 3 3 2 1 11.1
k1 10.033 9.933 9.867 10.567
k2 11.500 11.533 11.633 10.900
k3 10.367 10.433 10.400 10.433
R 1.467 1.600 1.766 0.467
表 6　方差分析表
方差来源 离均差平方和 自由度 方差 F 值 P 显著性
A 3.547 2 1.774 10.137 >0.05
B 4.020 2 2.010 11.486 >0.05
C 4.927 2 2.464 14.077 >0.05
误差 SS 0.35 2 0.175 1
　　F0.05(2 ,2)=19　F0.025(2 ,2)=39.00　F0.01(2 ,2)=99
由岩白菜素提取率的正交试验直观分析可以得知 , 因素
的影响顺序为:乙醇浓度>萃取温度>萃取压力。岩白菜较
佳的提取工艺组合为:A 2B2C2 , 即浓度为 70%的乙醇为夹带
剂 , 萃取压力 15 MPa ,萃取温度 55 ℃。
3.3　优选工艺的验证实验　为进一步考察上述优选工艺的
可行性 , 按上述最佳工艺条件进行验证实验 , 岩白菜素的含量
分别为:12.2%, 12.4%, 12.5%, 12.4%, 12.7%, 平均得率为
12.4%, 证明该工艺可行。
4　讨论
未见采用超临界二氧化碳流体技术直接从岩白菜药材中
萃取岩白菜素的报道 , 相关文献[ 6] 也只对萃取结晶岩白菜素
进行了研究 , 本研究采用超临界 CO2流体萃取技术直接萃取
岩白菜中岩白菜素 ,并通过单因素试验 、正交试验得出最佳萃
取条件为:萃取压力为 15 MPa ,乙醇浓度为 70%,萃取温度为
55 ℃, 其它条件为固定 CO2流量 20 L/ h , 分离压力 6 MPa , 分
离温度 35 ℃,乙醇用量 500 mL 及萃取时间 1 h , 岩白菜素的
提取率经紫外测定可达 12.4%,较为理想。
本研究为民族药材岩白菜再次开发利用及提高相关制剂
质量提供了一定的参考和帮助。
参考文献:
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[ 2] 韩丽.实用中药制剂新技术[ M] .北京:化学工艺出版社, 2002:
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[ 3] 李卫民.中药现代化与超临界流体萃取技术[ M ] .北京:中国医药
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[ 4] 张大鹏 ,苏瑞强 ,姜倩倩 , 等.超临界流体萃取在中药提取分离中
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(收稿日期:2010-12-06)
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