全 文 ： 广 东 化 工 2006年 第 5期
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从喜树果中综合提取喜树碱及脂肪酸的工艺研究

刘展眉 1,2，崔英德 1，方岩雄 2
（1.仲恺农业技术学院 化学与化工系，广东 广州 510225；
2.广东工业大学 轻工化工学院， 广东 广州 510090）

[摘 要] 优化了控制 SC-CO2萃取喜树果中的喜树碱和脂肪酸（亚麻酸、油酸、棕榈酸、亚油酸）的萃取效率的温度、压力、
携带剂等参数。进行了有关的实验，揭示了温度、压力对 SC-CO2萃取喜树果中的脂肪酸的萃取效率的影响，确定最优萃取条件是
压力为 20 Mpa，温度为 35℃。同时揭示温度、压力对 SC-CO2萃取喜树果中的喜树碱的萃取效率的影响，确定最优萃取条件是压
力为 35 Mpa，温度为 35℃。评价了提携剂浓度的影响，最佳条件是：每克物料加入 0.6mL分析纯无水乙醇。确定萃取喜树果中的
脂肪酸的萃取压力取 20 Mpa既对脂肪酸的萃取有利又对喜树碱的萃取有利。确定了喜树碱收率为 0.025％，纯度为 97.8％，脂肪酸
收率为 1.8％。确定了提取喜树碱和脂肪酸的工艺流程。
[关键词] SC-CO2；喜树果；脂肪酸；喜树碱；提携剂；大孔吸附树脂

Cooporating Extraction of the CPT and Fatty Acids from the
Camplotheca Acumiate Fruit

Liu zhanmei1，2 ，Cui Yingde1，Fang yianxiong2
（1．Department of chemistry and chemical engineering Zhongkai Agrotechnical College, Guangzhou 510225；
2．Chemistry Department Guangdong Engineering university, Guangzhou 510090, China）

Abstracts: Different parameters on temperature pressure, entracnet governing the SC-CO2 extraction yield of camptothecin (cpt) and
fatty acid（oleic acid、linolenic acid、palmitic acid and linoleic acid）from camptotheca acuminate fruit were optimized. One experiment
design was carried out to map the effects of pressurt (at 15.20.25 Mpa )and temperature (at 25, 35, 45℃) on the extraction yield of fatty acid
from amptotheca acuminate fruit. The best conditions are met for a pressure of 20Mpa and temperature of 35℃. Another experimental design
was carried out to map the effects of pressurt (at 25.35.45 Mpa )and temperature (at 25, 35, 45℃) on the extraction yield of CPT. The best
conditions are met for a pressure of 35Mpa and temperature of 35℃. The effect of the concentration of entrainer were investigated .The best
condition was met for concentration of 0.6mL alcohol/g sample. From the analysis of extraction carves it appears that the pressure of 20 Mpa
was the optimized, which adventaged both on extraction of the CPT and fatty acids from the camplotheca acumiate fruit. The flow chart of
the cooperating extraction of CPT and fatty acids be determined, extraction yield of CPT was 0.025%, The purity of cpt was
97.8%,extraction yield of fatty acid was 1.8%.
Keywords: SC-CO2；CPT；fatty acid；camptotheca acuminate fruit；cooporating extraction；macroporous resin adsorption

喜树(Camptotheca acuminate Decaisne，简称 CPT)，珙桐科 (Nyssaceae)属(Camptotheca)多年生植物,落叶大乔木。生于海拔
[收稿日期] 2006-04-20
[基金项目] 广东省科学技术攻关项目（批准号：2KB01202S）资助
[作者简介] 刘展眉(1963-)，女，副教授，在职博士，主要从事天然产物化学研究。
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1000m 以下的山区、谷地、林缘、溪边。研究发现喜树中所含
有的喜树碱(CPT)对头颈部肿瘤、胃癌、结肠癌、膀胱癌和白血
病等多种恶性肿瘤均有显著的疗效。是目前为止发现的唯一一
种拓扑异构酶Ｉ(Topoisomerase I)的抑制剂。在美国、日本、澳
大利亚、欧洲等国已有数种喜树碱类药物临床应用于治疗各种
癌症。人们先后从喜树果实、根、树皮中发现几十种化合物，
其中喜树碱及其衍生物 10余种，并合成了数百种衍生物，经高
效的特性筛选，获得具有临床应用价值的药物品种。
我国是喜树的唯一原产国,我国科学工作者对喜树各器官
所含化学成分进行了广泛的研究,分离出喜树碱、等多种化合物
[1]。亚麻酸、油酸、棕榈酸也被证实具有抗癌作用，能明显地
延长长舯瘤的小白鼠的寿命[2]。对喜树有效化学成分的深入了
解及其对喜树碱等有效成分的高效提取分离是喜树研究的热
点，超临界二氧化碳萃取技术是一种快速、廉价、无毒、无污
染、低温、高效的方法。天然产物的提取用超临界二氧化碳萃
取技术替代传统的溶剂法已成为行业的发展方向之一，因此，
研究用现代技术提取喜树中的抗癌活性成分，探索喜树多种抗
癌活性成分的综合提取的方法将是非常有意义的工作，本课题
组用 CO2超临界流体萃取方法对喜树果脂肪酸进行提取，并用
GC-MS方法对萃出物进行了分析，检出 16种脂肪酸组分,其中
主要成分为亚麻酸、油酸、棕榈酸、亚油酸。 因而在研究用超
临界 CO2流体萃取方法及大孔吸附树脂从喜树果中提取喜树碱
的同时也探索了脂肪酸提取工艺。
1 实验
1.1 实验试剂
实验所用试剂均购自广州化学试剂厂。
1.2实验材料
喜树果购买自广州清平药材市场，该样品经广东省医药公
司王晓文药剂师鉴定为正品。
1.3 实验装置
HA230-50-03 超临界萃取装置（ 江苏南通华安），旋转蒸
发器 RE-52A（上海亚荣生化）；SHB-III 循环水式多用真空泵
(郑州长城科工有限公司),ZF-I 型三用紫外分析仪(上海顾村电
光仪器厂),薄层层析预制板(GF254) (江苏福山生化试剂厂),高
压液相色谱 HEWLETT-PACKARD 1100,气相色谱-质谱-计算机
联用仪(HP6890GC/5973MS),紫外分光光度计 (Lambda17型)。
1.4 实验过程
1.4.1 HPLC法测定[3]
1.4.2超临界 CO2流体提取脂肪酸
称取 600g干燥的喜树果粉末，加入到萃取槽中，对萃取槽、
分离柱、解析釜Ⅰ、解析釜Ⅱ及贮灌分别进行加热或冷却，调
节温度和压力，循环萃取。比较了温度和压力两因素对萃取效
率的影响,温度范围为 15～55℃ ;压力范围为:15～25MPa 据此
绘制了萃取动态曲线. 调节流量为 15～18kg/h恒温恒压萃取 3h
出料。把超临界 CO2萃取所得棕榈酸、亚油酸进行 GC-MS 测
定分析，从而确定含量。
1.4.3 超临界 CO2流体和乙醇混合溶剂提取喜树碱
1.4.3.1 超临界 CO2萃取喜树碱
用分析天平准确称取 600g粉碎的干燥喜树果粉末，将其置
于萃取槽内，对影响超临界二氧化碳萃取喜树碱的诸因素进行
考察。本实验采用正交实验方法对萃取压力（30～40Mpa）、温
度（ 30～ 40℃）、（CO2 流量为 10kg/h 时，CO2 用量 (22
kg(CO2)/kg(原料)、44kg（CO2）/kg(原料) 、66kg（CO2）/kg(原
料)，采用 L9(33)正交表，对这些因素分别进行考察。萃取物用
1∶1氯仿/甲醇溶解并定容，用 HPLC法测定喜树碱含量，并计
算其提取率(将喜树果粉末反复进行提取，到其提取液用 HPLC
检测在相应位置没有吸收峰作为 100％提取)．确定超临界二氧
化碳流体提取喜树碱的较佳实验条件。
CO2用量= CO2流量≈萃取时间×原料量
1.4.3.2 采用乙醇作为提携剂
在 1.4.3.1的实验中获得的最佳实验条件的基础上，考察添
加乙醇作为提携剂对超临界萃取喜树碱的影响。在实验中以 0.2
mL/g,0.6mL/g ,0.8mL/g,的比例把乙醇添加于样品中中混合，进
行萃取。并研究对萃取效率的影响。
萃取得到的喜树碱萃出物用 1∶1 氯仿/甲醇溶解并定容，
用 HPLC法测定喜树碱含量，并计算其提取率(将喜树果粉末反
复进行提取，到其提取液用 HPLC检测在相应位置没有吸收峰
作为 100％提取)。 考察提携剂对喜树碱超临界萃取的影响。
1.4.4 喜树碱与脂肪酸的协同提取
考查棕榈酸、亚油酸的提取压力的改变对喜树碱提取得率
的影响。萃取得到的喜树碱萃出物用 1∶1 氯仿/甲醇溶解并定
容，用 HPLC法测定喜树碱含量，并计算其提取率(将喜树果粉
末反复进行提取，到其提取液用 HPLC检测在相应位置没有吸
收峰作为 100％提取)。把超临界 CO2萃取所得棕榈酸、亚油酸
进行 GC-MS测定分析，从而确定含量。
2 结果与讨论
2.1 超临界 CO2流体提取脂肪酸的条件优化
温度范围为 25℃，35℃，45℃，55℃，65℃，压力范围为：
15MPa，20MPa，25Mpa，30Mpa，355MPa 据此绘制了萃取动
态曲线。CO2用量为 80 kg（CO2）/kg，（原料）。优化条件为温
度 25～30℃, 压力 20～26Mpa。压力、温度、CO2用量对脂肪
酸的萃取收率的影响的三维图见图 1。
从优化条件可看出，在脂肪酸的实验条件中，萃取收率主
要受温度与压力影响，但压力因素影响更显著，这可以解析为，
在稍高于临界点压力的情况下，由于压力的变化，SCF 的密度
改变明显，脂肪酸在流体中溶解的增强因子（E）变化较大，流
体的萃取效率提高快。根据流体在近临界区域的特殊性质以及
脂肪酸的性质，Zosel甚至提出用近临界流体萃取种子脂肪酸[4]。
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36
38
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48
50
52
54
56
58
60
62
64
66
68
70
Yi
el
d
P(
m
pa
)
T( οC)
35.00
39.38
43.75
48.13
52.50
56.88
61.25
65.63
70.00

图 1 超临界 CO2流体提取脂肪酸的条件优化
表 1 试验水平因素
因素
水平
压力/MPa 温度/℃ CO2用量/(kg（CO2）·kg-1（原料）)
1
2
3
4
15
20
25
30
25
35
45
55
22
44
66
88
表 2 试验结果
因素
次数
压力/MPa 温度/℃
CO2用量/(kg
（CO2）·kg
-1
（原料）)
提取率
/%
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
15
15
15
15
20
20
20
20
25
25
25
25
30
30
30
30
25
35
45
55
25
35
45
55
25
35
45
55
25
35
45
55
22
44
66
88
44
66
88
22
66
88
22
44
88
22
44
66
35.0
38.0
37.0
40.8
42.5
45.5
46.6
41,1
60.0
65.2
53.0
58.0
68.0
58.0
60.0
61.6
2.2 超临界 CO2流体提取喜树碱的条件优化
2.2.1正交试验
用分析天平准确称取经粉碎和干燥的喜树果粉末，将其置
于萃取槽内，分别在所选用的条件下进行萃取，萃出物用 1∶1
氯仿/甲醇溶解并定容，用 HPLC法测定喜树碱含量，并计算其
提取率(将喜树果粉末反复进行提取，至其提取液用 HPLC检测
在相应位置没有吸收峰作为 100％提取)。通过正交实验，找到
超临界二氧化碳流体提取喜树碱的较佳实验条件。我们在平行
试验的基础上选用了不同的萃取压力、萃取温度和二氧化碳用
量进行了三因子三水平正交试验
表 3 正交试验水平因素
水平
因素
压力/MPa 温度/℃ CO2用量/(kg（CO2）·kg-1（原料）)
1
2
3
30
35
40
30
35
40
22
44
66
表 4 正交试验结果
因素
次数
压力
/MPa
温度/℃
CO2用量/
(kg（CO2）·kg
-1
（原料）)
提取率/%
1
2
3
4
5
6
7
8
9
30
30
30
35
35
35
40
40
40
30
35
40
30
35
40
30
35
40
22
44
66
44
66
22
66
22
44
22
24
32
32
37
40
41
42
35
K1
K2
K3
81
94
88
100
96
94
104
95
103



表 5 正交实验的方差分析
因 素
压力
/MPa
温度
/℃
CO2用量/(kg
（CO2）·kg-1（原料喜树碱）)
Q0 SUM
S（I）
E（I）
M（I）
F（I）
显著性
100.667
2
50.333
60.64
显著
0.667
38.000
2
19.000
22.89
显著
3.33
3
4
0.83
0
142
8
相关性 F0.05（2，4）= 6.94，压力因素和 CO2用量因素的
Fi值都大于 6.94，也大于 F0.01（2，4）= 18.00，表示两者对实
验结果非常显著相关。最佳实验条件为压力 40MPa，温度 35℃，
CO2用量 66 kg（CO2）/kg（原料）。考虑到萃取压力不宜过高，
所以把萃取压力取值为 35Mpa，而可以寻循环使用,所以 CO2
用量增至 80 kg（CO2）/kg（原料）。
2.2.2添加乙醇作提携剂提取喜树碱的条件优化.
乙醇添加量对提取率的影响：
在实验中以 0.2 mL/g,0.6mL/g，0.8mL/g,的比例把乙醇添加
于原料中，进行萃取。并研究对萃取效率的影响。
萃取压力 35Mpa、分离温度 45℃、CO2用量为 80 kg（CO2）
/kg（原料）的实验条件，萃出物用 1∶1氯仿/甲醇溶解并定容，
产率

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用 HPLC法测定喜树碱含量，并计算其提取率(将喜树果粉末反
复进行提取，至其提取液用 HPLC检测在相应位置没有吸收峰
作为 100％提取)，结果见表 6。
表 6 乙醇添加量对喜树碱提取的影响
乙醇量
次数
0.2 mL/g时的
提取率/％
0.6 mL/g时的提取
率％
0.8 mL/g时的提取
率％
1
2
平均值
66.0
68.2
67.1
70.2
71.0
70.6
72
72.2
72.1
结果表明，乙醇加入量为 0.6mL/g时最佳，0.8 mL/g时提
取率较大，但相对加入量的增加此时提取率提高幅度不大，所
以选 0.6mL/g较为合理。综合以上实验可知，用超临界 CO2萃
取喜树碱的最优实验条件为：以 0.6mL/g 的比例把乙醇添加于
SC-CO2中，压力为 35MPa，温度 35℃，CO2用量为 80kg（CO2）
/kg（原料）。
超临界 CO2流体能够与许多非极性以及极性溶剂混溶，往
其中加入极性较强的溶剂，可以改变其溶解能力，从而增强溶
质的溶解度，提高萃取的效率。所以在萃取带极性的喜树碱过
程中，加入少量的极性溶剂作为夹带剂，以改善 CO2流体对被
分离物质的溶解性能。跟据 Lochmiiler 的研究，夹带剂的作用
首先是促进待分离组分迅速从基体表面中脱附，其次是提高
CO2 对溶质的溶解度。研究结果显示，溶质和携带剂的相互作
用是区别于普通的氢键作用，可能有复合分子作用力存在[5]。
2.4 喜树碱与脂肪酸的协同提取的优化条件
2.4.1用大孔吸附树脂提纯喜树碱[6]
实验条件为：上拄液为 pH=8，盐浓度＝1mol·L-1，解吸液
为氯仿/乙醇（1∶1），pH值为 3，流速为 1.0mL/min。
2.4.2提取的工艺流程
喜树碱的提取与棕榈酸、亚油酸的提取可以综合考虑，工
艺流程如下。
压力为 20 Mpa 加乙醇提携剂。压力为 35 Mpa
温度 35 SC℃ -CO2萃取 萃余物 温度 35 SC℃ -CO2萃取 萃取液
原料 萃取槽 （萃取槽）
萃取液 （喜树碱粗提液）
（棕榈酸、亚油酸等的混合液）
调 pH＝8 氯仿/乙醇（1 1∶ ）
盐浓度＝1mol·L-1 水洗 pH=3，流速 1.0mL/min
喜树碱粗提液 上拄 树脂 解吸液
浓缩 氯仿/甲醇（1 1∶ ）
解吸液 固形物 喜树碱
重结晶
喜树果原料投入萃取槽首先进行棕榈酸和亚油酸的提取，
从分离釜取出棕榈酸、亚油酸等的混合液后，继续进行喜树碱
的提取，协同萃取可以减少操作环节，这样既可以减少原料的
损失，又可以节省大量工作时间，大大地提高工作效率，喜树
碱收率为 0.025％，纯度为 97.8％，脂肪酸收率为 1.8％。
工艺优点：
(1)提取阶段用 SCF萃取能构节省大量时间，传统方法一般
需要浸泡几十小时，而 SCF萃取只需几小时，适合用于大规模
生产。
(2)传统方法的渗漉过程耗费大量有机溶剂，且污染环境，
SCF萃取可以完全避免溶剂污染；
(3)采用 SCF萃取可减少耗时、耗力的溶剂减压浓缩环节；
(4)大孔吸附树脂纯化工艺可以大量减少氯仿消耗量，简化
产品精制环节。
(5)可同时获得亚麻酸等脂肪酸产品。
3 结论
通过本实验，优化了用超临界 CO2流体协同提取喜树碱、
棕榈酸、亚油酸的工艺流程，有利于提高喜树碱原料药和成品
药的生产效益，有利于喜树资源的综合开发利用。

参考文献
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