白花丹參脂溶性成分超臨界二氧化碳流體萃取與氣相色譜-質譜分析*

王海燕，李玉琴，王廣旭

(1.山東省泰安市藥品檢驗所，271000;2.泰山醫學院藥學院，山東泰安 271016)

白花丹參(Salvia Bunge f.alba C.Y.Wu)系唇形科鼠尾草屬植物，是丹參的白花變型，為多年生草本植物，是主產于泰山及其周邊地區的道地藥材。白花丹參除具有丹參的功效外，治療血栓閉塞性脈管炎有獨特療效。其脂溶性有效成分大多為共軛醌、酮類化合物，主要為丹參酮ⅡA、隱丹參酮、丹參酮Ⅰ［1］。它們均具有天然抗氧化、抗動脈粥樣硬化、降低心肌耗氧量及抗菌抗炎等作用［2］，但目前其分離量小，市場難以得到，為進一步研究其生物活性及藥理作用等帶來困難。近30 a來，超臨界流體萃取(supercritical fluid extraction，SFE)二氧化碳(CO2)萃取因操作溫度低、分離效率高且無溶劑殘留等優點，被應用于中草藥有效成分的提取［3-4］。筆者擬采用正交實驗研究SFE-CO2白花丹參脂溶性成分的萃取工藝，并用氣相色譜-質譜(gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS)法分析其成分，以便為白花丹參的資源開發與合理利用提供科學依據。

1 儀器與試藥

1.1 儀器 HA121-50-06型超臨界萃取裝置(江蘇南通華安超臨界萃取有限公司)，QCMS-QP2010氣相色譜質譜聯用儀(日本島津公司)。

1.2 試藥 白花丹參藥材(山東泰安產，經泰山醫學院李同德教授鑒定為唇形科鼠尾草屬植物的干燥根及根莖)，CO2(純度＞99.9%)，無水乙醇(天津市永大化學試劑開發中心，批號:20090629)，超純水(實驗室自制，批號:20090630)。

2 方法

2.1 超臨界CO2萃取流程 將藥材投入萃取釜中，對萃取釜、分離釜、貯罐分別進行加熱或冷卻，當系統各部分達到設定溫度后，開啟CO2鋼瓶，CO2氣體經凈化器凈化后液化，由高壓調頻柱塞泵送入預熱器預熱，經凈化再進入萃取釜，升壓到預定設置值，使CO2成超臨界流體，對白花丹參中的脂溶性成分進行萃取，CO2經分離釜減壓，與萃取物分離后循環使用。

2.2 超臨界CO2萃取工藝優化 將粉碎后的白花丹參300 g放入萃取釜中，按“2.1”所述的方法萃取，將萃取物用對應濃度的乙醇定容至500 mL。將萃取物搖勻，取適量，用孔徑0.45 μm微孔濾膜過濾，濾液備用。以白花丹參脂溶性成分的萃取率為考核指標，以影響其萃取率的四個因素變量(溫度、壓強、時間、乙醇濃度)，設計三水平四因素的正交實驗表［L9(34)表］(表1)。

2.3 萃取率的計算 萃取率(%)=G1/G2×100%。G1為丹參酮ⅡA峰面積，G2為樣品質量(g)。

2.4 萃取物的GC-MS分析 色譜條件:彈性毛細管柱 Rtx-1MS(30 m×0.25 mm，0.25 μm)，載氣為高純氦氣，進樣口溫度280℃，柱流量0.63 mL·min-1，柱前壓52 kPa，分流比10∶1。程序升溫:柱溫150℃，保持2 min，以3℃·min-1速率升溫至280℃，保持10 min。質譜條件:接口溫度250℃，電離方式為電子轟擊(electron impact，EI)，電子能量 70 eV，離子源溫度200℃，標準調諧方式，質量掃描方式為全掃描，溶劑延遲1.5 min，質量掃描范圍45～500 amu·s-1，NIST05標準質譜檢索庫。

表1 超臨界CO2萃取白花丹參脂溶性成分正交實驗設計表Tab．1 The orthogonaltestdesign ofextraction technology of liposoluble constituent from Salvia Bunge f．alba by SFE-CO2

3 結果

3.1 超臨界CO2萃取實驗結果 見表2。

表2 超臨界CO2萃取白花丹參脂溶性成分正交實驗結果Tab．2 The results of orthogonal test of extraction technology of liposoluble constituent from Salvia Bunge f．alba by SFE-CO2

3.2 影響因素分析 對上述正交實驗結果采取方差分析(表3)，以偏差平方和最小的因素濃度作誤差分析其他因子的顯著性。結果表明，在所選定的實驗范圍內，四因素主次關系為:萃取溫度、萃取時間、萃取壓強和乙醇濃度。選取最優水平組合的原則，白花丹參脂溶性成分超臨界CO2萃取的最佳工藝條件為:萃取溫度45℃，萃取時間1.5 h，萃取壓強25 MPa，乙醇濃度90%。筆者采用該組合條件進行了萃取試驗，在此條件下白花丹參脂溶性成分的萃取率可達9.07%。

表3 超臨界CO2萃取白花丹參脂溶性成分正交實驗方差分析Tab．3 Variance analysis of extraction technology of liposoluble constituent from Salvia Bunge f．alba by SFE-CO2

3.3 超臨界CO2萃取的白花丹參脂溶性成分GC/MS分析 將萃取物搖勻，取適量，用孔徑0.45 μm微孔濾膜過濾，取濾液1 μL進樣。得到總離子流色譜圖(圖1)，采用峰面積歸一化法定量，得白花丹參中的脂溶性成分的相對含量，結果見表4。

圖1 超臨界CO2萃取白花丹參脂溶性成分GC/MS分析總離子流圖Fig．1 TIC of liposoluble constituent from Salvia Bunge f．alba by SFE-CO2

表4 超臨界CO2萃取的白花丹參脂溶性成分Tab．4 Name and relative content of liposluble constituent from Salvia Bunge f．alba by SFE-CO2

續表4 超臨界CO2萃取的白花丹參脂溶性成分

4 討論

利用正交實驗法優化白花丹參萃取脂溶性成分的工藝，最佳的工藝條件為:萃取溫度45℃，萃取時間1.5 h，萃取壓強25 MPa，乙醇濃度90%，在此條件下白花丹參脂溶性成分的萃取率可達9.07%。

將萃取所得的白花丹參脂溶性成分經GC-MS分析，共鑒定出20種化合物。由表4可以看出，白花丹參脂溶性成分含丹參酮ⅡA(12.54%)、隱丹參酮(8.39%)及異隱丹參酮(11.92%)。從質譜的總離子流圖1可知，SFE-CO2圖譜顯示的峰更為豐富，提供的信息量也就更大，也說明以超臨界流體作為前處理方法處理白花丹參藥材更能保留藥材中的化學成分，適合提取丹參藥材中的脂溶性成分［5-6］。

［1］ 齊永秀，高允生，夏作理，等.白花丹參不同部位微量元素分析比較［J］.微量元素與健康研究，2004，21(1):20-22.

［2］ 肖淮，彭文珍，王正榮.丹參抑制牽張誘導的心肌細胞NF-κB激活的觀察［J］.華西藥學雜志，2000，14(4):257-261.

［3］ 邵榮，錢仁淵，秦金平，等.超臨界CO2萃取技術在油脂和脂肪酸分離中的應用［J］.中國油脂，2001，26(5):9-12.

［4］ LIU B，LOCKWOOD G B，GIFFORD A.Supercritical fluid extra-ction of diosgenin from tubers of dioscorea nipponica［J］.J Chromatogr A，1995，690(2):250-253.

［5］ 奕軍.試驗設計的技術與方法［M］.上海:上海交通大學出版社，1986:30-35.

［6］ 張得權，胡曉丹.食品超臨界CO2流體加工技術［M］.北京:化學工業出版社，2005:23-28.