全 文 ：第 29卷第 1期
2009年 2月
林　产　化　学　与　工　业
ChemistryandIndustryofForestProducts
Vol.29 No.1
Feb.2009
匀浆法提取喜树果和喜树叶中喜树碱的研究
　　收稿日期:2008-05-21
　　基金项目:“十一五 ”国家科技支撑计划(2006BAD18B04)
　　作者简介:史伟国(1970-),男 ,黑龙江佳木斯人,副教授 ,博士 ,主要从事森林药用植物活性成分研究
　＊通讯作者:祖元刚 ,教授 ,博士生导师 ,主要从事植物药基础研究与新药开发;E-mail:zygorl@vip.hl.cn。
SHIWei-guo　　
史伟国 , 祖元刚＊ , 赵春建 , 杨 磊 , 李佳慧
(东北林业大学森林植物生态学教育部重点实验室 , 黑龙江 哈尔滨 150040)
摘　要:　以喜树果和喜树叶为原料 , 对匀浆法提取喜树碱的工艺进行了研究 , 并采用 HPLC法进
行定量分析。确定了最佳的工艺条件:提取溶剂为体积分数 55%的乙醇 ,匀浆时间为 8min, 料液
比为 1∶15(g∶mL)。在此工艺条件下 , 喜树果和喜树叶中喜树碱的得率分别为 0.080 1%和
0.067 9%。将该法与超声波提取 、回流提取 、常温冷浸提取 、水浴振荡提取等方法进行了比较。结
果表明 , 匀浆提取具有得率高 、时间省等优势 ,是一种高效提取喜树碱的方法。
关键词:　匀浆法;喜树果;喜树叶;喜树碱
中图分类号:TQ351.0;R284.2　　　　　　文献标识码:A　　　　　　文章编号:0253-2417(2009)01-0079-04
HomogenatedExtractionofCamptothecinefromCamptotheca
acuminataDecne.SeedsandLeaves
SHIWei-guo, ZUYuan-gang, ZHAOChun-jian, YANGLei, LIJia-hui
(KeyLaboratoryofForestPlantEcology, MinistryofEducation, NortheastForestryUniversity, Harbin150040, China)
Abstract:ThemethodofhomogenatedextractionandHPLCdeterminationofcamptothecineinseedandleafofcommoncampto-
theca(Camptothecaacuminata)werestudied, andcomparisonsofthisextractionmethodwithothermethodssuchasultrasonic
extraction, refluxing, soakingandshakinginwaterbathwereconducted.Forthehomogenatedextraction, theoptimumtechnology
parameterswerefoundasfolowing:homogenationfor8minwith55% ethanolataratioofmaterialtoliquidof1∶15(g∶mL).
Byusingtheoptimizedparameters, theextractionyieldsofcamptothecinefromC.acuminataseedsandleaveswere0.080 1%
and0.067 9%, respectively.Moreover, homogenatedextractionrequiredlessextractiontimeandhadhighyield, whichwasan
efficientmethodforextractingcamptothecine.
Keywords:homogenation;Camptothecaacuminataseed;C.acuminataleaf;camptothecine
喜树碱(camptothecine, CPT)是我国特有树种喜树(旱莲木)(CamptothecaacuminataDecne.)中所含
有的吲哚类生物碱。目前 ,已从喜树果和喜树叶中分离得到 20余种化合物 ,这些化合物均有不同的生
物活性 ,其中喜树碱和喜树碱类化合物具有显著的抗癌活性 , 喜树碱也是迄今为止发现的唯一通过抑
制拓扑异构酶发挥细胞毒性的天然活性成分 [ 1] 。自 Wal等首次从喜树植物中分离出喜树碱以来 ,国内
外对喜树碱的提取研究已有许多报道 [ 2-6] 。但目前普遍采用的提取方法如超声波提取法 、索氏提取法 、
碱提取法等都需要将物料粉碎 ,而且操作繁琐 ,提取时间长 ,影响了提取效率。本研究应用的匀浆提取
法是指在物料中加入提取溶剂在匀浆提取装置中混合匀浆 ,通过机械及液力剪切作用将物料撕裂和粉
碎 ,使物料破碎和有效成分的提取同步进行 ,以达到快速 、强化提取生物活性成分的一种方法 。此法具
有提取时间短 ,操作简单 ,减少粉尘污染 ,得率高的优点 。应用该方法对黄酮类 、氨基酸 、萜类物质进行
提取的研究都有报道 [ 7-10] ,但将此方法应用到喜树碱提取方面的研究尚未见文献报道 ,作者对匀浆法提
取喜树果和喜树叶中喜树碱的工艺进行了研究 ,为大规模生产提供了具有参考价值的提取工艺 。
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1　实验部分
1.1　材料与仪器
喜树果和喜树叶采自四川省金堂县 ,经东北林业大学森林植物生态学教育部重点实验室聂绍荃教
授鉴定 。喜树碱标准品购于 Sigma公司 ,乙腈为色谱纯 ,水为双蒸水 ,其它试剂均为分析纯。
高效液相色谱仪 ,日本 Jasco公司;KQ-250DB型超声波清洗仪 ,昆山市超声波仪器有限责任公司;
匀浆提取装置 ,本实验室专利产品 ,专利号:ZL02275225.0;高速离心机 , 22R, Heraeussepatech公司 。
1.2　实验方法
1.2.1　匀浆法提取工艺条件优化　喜树碱是极性生物碱 ,在参考文献的基础上 [ 3-4] ,同时考虑到工业
生产上溶剂的回收利用 ,低毒环保 ,提取溶剂选择了乙醇。称取自然干燥的喜树果和喜树叶原料
30.0g若干份 ,以不同的料液比分别加入不同体积分数的乙醇水溶液 ,置于匀浆提取装置中进行匀浆提
取 ,对不同匀浆时间的提取液进行取样 , HPLC检测。
1.2.2　不同提取方法比较　称取 30.0g粉碎并过 0.25mm筛后的喜树果和喜树叶原料若干份(匀浆
法除外),分别加体积分数 55%的乙醇 450mL进行如下处理:超声波提取(在频率 80kHz下 , 40℃超
声波提取 1h);回流提取(80℃回流提取 3h);常温冷浸提取(20℃冷浸 24h);水浴振荡提取(50℃水
浴振荡提取 8h);匀浆法提取(取自然干燥的喜树果和喜树叶原料 30.0g,加体积分数 55%的乙醇
450mL, 20℃在匀浆提取装置中匀浆提取 8min)。上述提取液均冷却至室温 , HPLC检测 。
图 1　喜树碱提取液的的 HPLC图谱
Fig.1　HPLC chromatogram ofcampto-
thecineextractliquor
1.2.3　高效液相色谱条件 [ 11] 　HiQsilC18色谱柱(4.6mm×
250mm, 5μm, KYATECH公 司);流动相为乙腈-水(体积比
3∶7),流速 1.0mL/min,检测波长 254nm,检测时间 30min,柱
温 35℃。在选定的色谱条件下 ,喜树果和喜树叶提取液中的
喜树碱峰形对称性好 ,与标准品的保留时间一致 ,并可以与其
他组分达到基线分离 ,各峰之间无干扰 ,分离效果较好 ,而且保
留时间相对较短 ,样品提取液的色谱图见图 1。
1.2.4　标准曲线绘制　将精密称取的喜树碱标准品用无水乙
醇定容在 100mL容量瓶中 ,摇匀 ,制成标准品储备液。将标准
品储备液稀释 ,摇匀 ,取稀释后的标准品溶液进样 HPLC分析 ,
每样作 3次重复 ,取平均值。以质量浓度(c, g/L)与它们对应
的峰面积(Y)进行线性回归 ,得到喜树碱质量浓度-峰面积的
回归方程为:Y=6.833×107c+3.119×104 ,回归系数 R2 =0.999 2。
1.2.5　样品中喜树碱含量的测定及计算　提取液离心(离心条件:温度 25℃;速度 12 000r/min;时间
5min),取上清液进行 HPLC检测 ,每样重复 3次 ,将峰面积取平均值 ,代入回归方程 ,得到喜树碱的质
量浓度 ,然后按下式计算喜树碱的得率(y)。
y=(c×V/m)×100%
式中:c—样品所测喜树碱的质量浓度 , g/L;V—样品体积 , mL;m—原料干燥质量 , g。
2　结果与讨论
2.1　匀浆提取喜树碱最佳工艺条件的确定
2.1.1　乙醇体积分数对得率的影响　将物料分别加入体积分数为 40%、 45%、 50%、 55%、 60%、
65%、 70%、 75%、 80%、 85%、 90%、 95%的乙醇和无水乙醇 450mL,置于匀浆提取装置中匀浆
8min,从图 2(a)可以看出 ,随着乙醇体积分数增加 , 喜树果和喜树叶中喜树碱的得率均逐渐增加 ,当乙
醇体积分数为 55%时 ,得率达到最高 ,而体积分数大于 55%时 ,得率略有下降 。其主要原因可能是提
取原料为干燥的喜树果和喜树叶 ,一定量的水分(45%左右)可以促进提取溶剂进入细胞内部 ,但是如
第 1期 史伟国 ,等:匀浆法提取喜树果和喜树叶中喜树碱的研究 81　
果乙醇体积分数过高 ,提取溶剂极性相对减小 ,得率会有所下降。
2.1.2　匀浆时间对得率的影响　将物料加入体积分数 55%的乙醇 450mL,置于匀浆提取装置中匀
浆 16min,在不同时间分别取样 , HPLC检测。从图 2(b)可以看出 ,提高匀浆时间 ,喜树碱的得率会逐渐
增加 ,在匀浆 8min时 ,喜树果和喜树叶中喜树碱已经基本提取完全。如果匀浆时间延长 ,也会使物料
破碎的颗粒过细 ,影响匀浆液的固液分离速度 ,综合考虑 ,匀浆时间为 8min。
2.1.3　料液比对得率的影响　将物料分别加入体积分数为 55%的乙醇 150、 300、 450、 600、 750mL,
置于匀浆提取装置中匀浆 8min。从图 2(c)可以看出 ,随着料液比的增加 ,喜树碱的得率逐渐增加 ,在
料液比大于 1∶15(g∶mL)时得率增加趋缓 。这是由于当料液比小 、提取溶剂少时 ,其所能溶解的有效成
分有限 ,因此达不到良好的提取效果 。但是溶剂过多 ,会造成溶剂的用量过大 ,增加生产成本。因此 ,选
择 1∶15(g∶mL)为匀浆提取的最优料液比 。
图 2　乙醇体积分数(a)、匀浆时间 (b)及料液比 (c)对得率的影响
Fig.2　Effectsofethanolvolumefraction(a), homogenationtime(b)andmaterial-liquidratio(c)onyield
2.2　不同提取方法对喜树碱得率的比较
不同提取方法对喜树碱的得率比较结果见表 1。从表 1可以看出 ,匀浆提取和其它提取方法相比 ,
匀浆提取所用时间短 ,不需加热 ,得率高 ,因此 ,匀浆提取在提高产率 、节能等方面具有明显的优势。此
工艺已经在东北林业大学植物药工程研究中心通过了 20kg原料的中试生产 ,喜树果和喜树叶中喜树
碱的得率分别达到 0.080 3%, 0.067 5%,可望实现大规模产业化。
表 1　不同提取方法对喜树碱得率的比较
Table1　ComparisonofextractionyieldsofCPTbydifferentextractionmethods
提取方法
extractionmethods
提取时间 /h
extractiontime
提取温度 /℃
extractiontemp.
得率 yield/%
果 seed 叶 leaf
超声波提取 sonic 1 40 0.0691 0.0574
回流提取 refluxing 3 80 0.0741 0.0669
常温冷浸提取 soaking 24 20 0.0568 0.0493
水浴振荡提取 shaking 8 50 0.0465 0.0426
匀浆提取 homogenating 　　8min 20 0.0801 0.0679
3　结 论
3.1　提取原料为自然干燥的喜树果和喜树叶 ,匀浆提取喜树碱的最佳工艺条件是:溶剂为体积分数
55%的乙醇 ,匀浆时间 8min,料液比为 1∶15(g∶mL)。
3.2　在优化的条件下 , 30g的喜树果或喜树叶中喜树碱的得率分别为 0.080 1%和 0.067 9%。匀浆
提取具有得率高 、提取时间短 、不需加热的优点 。
3.3　匀浆提取操作简单 ,省去了对物料进行烘干 、粉碎的步骤 ,减少了粉尘对环境的影响 。同时 ,对其
他植物中的有效成分的提取具有参考价值 。
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容为植物提取物加工与利用 , 20元 /本。
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