高壓脈沖電場法快速提取北五味子中五味子醇甲的工藝研究

趙景輝，王再幸，趙偉剛，王英平，李榮峰，馮 卓，趙明忠，潘 揚

中國農業科學院特產研究所，吉林132109

高壓脈沖電場法快速提取北五味子中五味子醇甲的工藝研究

趙景輝*，王再幸，趙偉剛，王英平，李榮峰，馮 卓，趙明忠，潘 揚

中國農業科學院特產研究所，吉林132109

本文采用正交實驗優化提取方法，HPLC法測定五味子醇甲含量，對五味子的快速提取工藝方法進行了研究。結果表明:以80%乙醇作為提取液，電場強度10 kv/cm，脈沖數為10，料液比1∶10為最佳提取工藝;影響因素的大小依次為:電場強度、料液比、脈沖數。此法提取五味子中的五味子醇甲，提取率可達0.76%，得膏率達27.886%。本提取工藝可行，經濟、省時、回收率高。

北五味子;五味子醇甲;提取工藝;正交實驗;高壓脈沖電場

五味子始載于《神農本草經》，是木蘭科植物五味子(Schisandra chinensis(Turcz)Baill)的干燥果實。五味子性味酸甘，性溫，無毒。入肺、心、腎經。主要分布于我國東北、朝鮮半島、日本及俄羅斯的遠東地區，其果實為我國的常用名貴中藥材，具有益氣、滋腎、斂肺、固精、益脾、生津、安神等多種功效;主治肺虛咳嗽、津傷口渴、自汗盜汗、神經衰弱、久瀉久痢、心悸失眠、多夢、遺精遺尿等癥。在傳統的中藥組方中五味子的利用頻次極高，如小青龍湯、清肺湯、人參養榮湯、生脈散、清熱補氣湯等皆有利用，近年來，利用五味子在乙肝等的治療方面開發出多種新藥，如聯苯雙酯、五酯膠囊、復方五仁醇膠囊、五酯片、肝得寧等，均獲得較好的療效。研究其快速提取技術具有較大實際意義。

五味子醇甲是五味子的主要活性成分之一，具有保護腦神經細胞、抗驚厥、保肝等藥理活性，因而備受關注。其提取方法有超聲、二氧化碳超臨界萃取、加熱回流等，成本高、費時、費力，耗能巨大。本試驗以五味子醇甲和浸膏得率為指標，采用正交試驗法優化高頻電場提取工藝，具有快速、節能、低溫提取等特點。

1 儀器與試藥

1.1 實驗材料

五味子由中國農業科學院特產研究所園藝特作研究室五味子課題組提供，為北五味子Schisandra chinensis(Turcz)Baill。

1.2 試藥

五味子醇甲對照品(中國藥品生物制品檢定所，含量測定用，批號110857-200709)，甲醇為色譜純，水為超純水，其余試劑均為分析純。

1.3 儀器

LDT-100/4-25.2型中藥高壓脈沖電場提取裝置(長春華迪生物科技開發有限公司);OSB-2000旋轉蒸發器(日本東京理化株式會社);電子天平ALC-210.4(Sartorius group);DZKW-D恒溫數顯水浴鍋(河北黃驊市航天儀器廠);101-3C型烘箱(上海實驗儀器廠);600 E高效液相色譜儀(美國Waters)。

2 方法

2.1 單因素試驗

溶劑濃度選擇，本試驗選擇了水、40%乙醇、50%乙醇、60%乙醇、70%乙醇、80%乙醇、90%乙醇、95%乙醇等8種溶液為提取劑。以電場強度15 kv/cm，脈沖數8個，料液比1∶10為提取參數。稱取五味子干品，粉碎至100目，分別稱取100 g，加入不同濃度的提取液浸濕、混勻，用泵將樣液打入中藥高壓脈沖電場提取裝置中進行提取，所得提取液過濾后減壓濃縮至100 mL，取2 mL用HPLC檢測五味子醇甲含量，其他真空干燥至恒重，計算浸膏得率。

2.2 正交試驗

2.2.1 因素水平設計

由于是連續流動進樣提取，不考慮提取溫度、提取時間和提取次數的影響;又因為流速與脈沖數成相關，所以影響提取的因素主要有:電場強度、脈沖數、料液比。采用L9(34)正交表優化提取條件，重點考察上述三個因素，以五味子醇甲為考察指標，見表1。

表1 L9(34)實驗因素水平表Table 1 L9(34)Experimental factor level table

2.2.2 樣品制備

分別稱取五味子干品各100 g，按L9(34)正交表所列實驗因素和實驗水平進行試驗，所得提取液過濾后減壓濃縮至100 mL，用HPLC檢測五味子醇甲含量，結果見表3。

2.2.3 含量測定

2.2.3.1 色譜條件［1］色譜柱:Agilent Hypersil ODS (4.6×200 mm，5μm);流動相:甲醇-水(65∶35);流速:1.0 mL/min;檢測波長:250 nm;進樣量5 μL。

2.2.3.2 對照品溶液的制備精密稱取五味子醇甲對照品3.2 mg，置10 mL的容量瓶中，用甲醇溶解，并定容至刻度，搖勻。再從中吸取0.5 mL至10 mL容量瓶中，用甲醇稀釋至刻度，搖勻，備用。

2.2.3.3 供試品溶液的制備五味子提取液2 mL，分別用甲醇溶解，轉移至100 mL的容量瓶中，用甲醇定容至刻度，再從中吸取3 mL至5 mL的容量瓶中，用甲醇定容至刻度，搖勻，即得。

2.2.3.4 線性關系的考察分別精密吸取五味子醇甲對照品溶液3、5、10、15、20 μL，注入高效液相色譜儀檢測，記錄色譜圖及峰面積。以對照品濃度為橫坐標，色譜峰面積為縱坐標，繪制標準曲線，回歸方程為:y=2E+06x+7196(R2=0.9997)。結果表明五味子醇甲在0.0048～0.032 μg范圍內呈良好的線性關系。

2.2.3.5 樣品的測定

分別精密吸取五味子不同濃度乙醇提取液各5 μL，注入高效液相色譜儀，測定峰面積，按外標法計算各提取液中五味子醇甲的含量。結果見表2和表3。

3 結果

3.1 溶劑濃度對提取結果的影響

表2 乙醇濃度對提取的影響Table 2 Ethanol concentration on the extraction

從表2可以看出，經比較可以看出以80%乙醇作為提取液，五味子醇甲和浸膏的得率都最高。因此確定80%乙醇溶液為最佳提取劑。

3.2 電場強度、脈沖數、料液比對提取結果的影響

表3 L9(34)正交實驗結果Table 3 L9(34)Experimental results and analysis of orthogonal

表4 五味子醇甲正交實驗結果與分析Table 4 Experimental results and analysis of schizandrol orthogonal experments

經過表3、表4的直觀分析、方差分析和顯著性檢驗結果表明:影響五味子醇甲提取的主次因素為A＞C＞B，即電場強度＞料液比＞脈沖數。最佳提取工藝為A1B2C1，即電場強度10 kv/cm，脈沖數為10，料液比1∶10。方差分析可知，電場強度、脈沖數和料液比對提取五味子醇甲無顯著影響。由于A1B2C1組合并不在上述的正交試驗設計里，需另做一組正交試驗加以驗證。

3.3 提取工藝試驗驗證

稱取三份五味子干品，各100 g，按A1B2C1組合進行試驗，所得提取液過濾后減壓濃縮至100 mL，取2 mL測五味子醇甲含量，其他真空干燥至恒重，計算浸膏得率。重復驗證試驗(n=3)，得五味子醇甲含量為0.76(%占生藥)，RSD=1.13%。

結果顯示:采用此方法提取，3次實驗結果中五味子醇甲含量無明顯變化。

4 討論

中藥高壓電場常溫提取技術是利用分子在高壓電場條件下產生極化反應原理，克服分子間的引力，在適合的溶劑條件下，達到快速溶出的目的.溶出過程是固液相混合后經過電場提取器在流動狀態下瞬時完成，提取后進行固液分離，溶出物留在液相中，然后進行濃縮或其它工藝處理.

國外自20世紀初開始利用高壓電場對牛奶進行滅菌，以后逐漸發展到對各種食品滅菌。進入21世紀，我國科技工作者將此技術應用于中藥提取，并取得一定進展［2］。該技術用于五味子有效成分提取尚屬首次，具有提取速度快，溶劑與中藥原料經過混合后在快速流動狀態下瞬間一次完成提取，沒有停滯、存留過程;常溫提取，對五味子活性成分及風味無影響;處理均勻，在電場中各部分的物料均受到相同大小場強的處理(電極邊緣除外);能耗低，與傳統的熱提取方法比較節能50%以上;適應性好，適用于能溶于水、醇等溶劑的各種中藥材的有效成分提取。但是，應當根據需求采取不同的工藝參數，若想得到大量提取物應當以電場強度15 kv/cm，脈沖數為10，料液比1∶12的參數進行提取;如果以五味子醇甲為目標物則以電場強度10 kv/cm，脈沖數為10，料液比1∶10為參數進行提取。

該方法穩定、可行、適用于工業化生產，可作為五味子的提取工藝。

1 Cheng M(程敏).HPLC method for determination of the content of schizandrol A in Schizandra which introducted to south.Shaanxi J Agric Sci(陜西農業科學)，2008，2:76-77.

2 Zeng XA(曾新安)，Chen Y(陳勇).Pulse Electric Unheated Sterilization Technology(脈沖電場非熱滅菌技術).Beijing:China Light Industry Press，2005.3-5.

Rapid Extracting Technology for Schisandrol A from Schisandra chinensis by High Voltage Pulsed Electric Field Method

ZHAO Jing-hui*，WANG Zai-xing，ZHAO Wei-gang，WANG Ying-ping，LI Rong-feng，FENG Zuo，ZHAO Ming-zhong，PAN Yang
Institute of Special Wild Economic Animal and Plant Science，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Jilin 132109，China

The rapid extracting technology for schisandrol A from Schisandra chinensis was investigated by using orthogonal experimental design，and the content of schisandrol A was detected by HPLC.The optimum extracting technology was obtained as follows:80%ethanol as for the extract liquid，10 kv/cm electric field intensity，impulsion frequency of 10，and 1∶10 as the ratio for material and liquid.The effect levels of these factors successively were electric field intensity，the ratio for material and liquid，and impulsion frequency.The content of schisandrol A was 0.76%in S.chinensis，and the yield of extract was 27.886%.The extracting technology is feasible，economic with high recovery ratio and saving time in the process.

Schisandra chinensis;schisandrol A;extracting technology;orthogonal experiment;high voltage pulsed electric field

1001-6880(2011)04-0755-03

2010-02-23 接受日期:2010-06-30

科技部科技支撐項目(2007GAI38B03，2006BAI06A14-03)

*通訊作者 Tel:86-432-66513409;E-mail:jinghuiz@126.com

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