超聲波提取獨活中總香豆素的工藝研究

鄭秀玉，李 滔，陳 赟

（華南理工大學 化學與化工學院，廣東 廣州 510640）

獨活（radixangelicaepubescentis）是傘形科植物重齒毛當歸AngelicapubescensMaxjm.f.biserrata ShanetYuan的干燥根，產于安徽、浙江、江西、湖北、四川及陜西等地，四川產的品質為優。其味辛、苦，微溫，歸腎、膀胱經?！侗静菡罚骸皩＠硐陆癸L濕，兩足痛痹，濕癢拘攣”［1］?，F代研究表明：獨活有抗炎、鎮痛及鎮靜作用；對血小板聚集有抑制作用；有降壓作用，但不持久。獨活主要活性成分為香豆素類化合物，以蛇床子素含量較高［2－4］。

對于獨活中香豆素的提取，張彩鳳［5］得出最優提取獨活中醇溶性蛇床子素的工藝為：加95%乙醇5倍量，加熱回流提取2次，每次2h。聶詩明等［6］采用浸提方式進行提取，得到最佳工藝條件為：6倍量、80%乙醇浸提3次，每次6天。采用常規提取方式所需時間長，乙醇濃度較高。傳統的提取方法存在影響藥效、步驟復雜、能耗高、純度低、有機溶劑消耗量大等問題，難以滿足市場要求，因此有必要開發與應用新的技術和工藝。

超聲提取技術是利用超聲波的空化作用加速植物有效成分的溶出，超聲波的次級效應，如機械振動、乳化、擴散、擊碎等也能加速欲提取成分的擴散釋放，并充分與溶劑混合以利于提取［7－8］。超聲波提取具有時間短、提取效率高、溶劑用量少、低溫、污染少、設備簡單等特點，是一種新型環保的中藥提取技術，具有廣泛的應用前景［9－13］。目前超聲波已應用于多種物質和材料的提取，并取得良好的效果。本文利用超聲波對獨活中的總香豆素進行提取，通過單因素實驗考察超聲波提取工藝的影響因素，確定最佳工藝條件。

1 儀器與材料

儀器：SB25－12DTDN超聲波清洗器（寧波新芝生物科技股份有限公司）；電子天平（上海精密科學儀器有限公司）；高速萬能粉碎機（天津市泰斯特儀器有限公司）；循環水真空泵（鞏義英峪予華儀器廠）；Shimadzu UV－2450分光光度計。

材料：獨活購自廣州清平藥材市場。蛇床子素標準品購于浙江美迪康醫藥貿易服務部（供含量測定用）。無水乙醇為分析純。

2 實驗方法

2.1 供試品溶液的制備

按實驗要求，精密稱取規定目數的獨活樣品15.00g，置于錐形瓶內，并加入規定濃度和倍量的乙醇溶液。將錐形瓶放入超聲波清洗器內，在規定的功率、水溫及時間條件下進行超聲處理；待冷卻后，抽濾，量取濾液體積并記錄。精密吸取濾液0.1mL，轉移至10mL容量瓶內，用提取時規定濃度（本文為體積分數）的乙醇定容至刻度，搖勻即得供試品溶液。

2.2 對照品溶液的制備

精密稱取蛇床子素（對照品）2.02mg，轉移至10 mL容量瓶中，加無水乙醇溶解，并定容至刻度，搖勻即得儲備液（202μmg／L）；分別移取對照品的儲備液0.2、0.5、1、2、3mL至10mL容量瓶，無水乙醇定容至刻度，搖勻，得到4.04、10.1、20.2、40.4、60.6mg／L系列質量濃度的對照品溶液。

2.3 分析方法

將制得的供試品溶液，采用紫外可見分光光度計在322nm波長處測定其吸光度，以該供試品的溶劑（即提取時對應濃度的乙醇溶液）作為空白試劑；然后根據總香豆素標準曲線對其吸光度進行校正，求得供試品溶液的濃度；再結合稀釋倍數與濾液體積，進而求得該工藝條件下的提取率。

3 單因素試驗

單因素試驗主要考察溶劑倍量、溶劑濃度、提取溫度、提取時間、超聲功率和藥材粒度等因素對獨活總香豆素提取率的影響，從而選出最佳超聲波提取工藝條件。

3.1 溶劑倍量對提取率的影響

選擇同一批次樣品5份，每份樣品15.00g。設置5種溶劑倍量，分別為4、5、6、8、10倍。在超聲功率360W、超聲溫度40℃、超聲時間40min、乙醇體積分數60%、粒徑60～100目的條件下，分別進行上述5種溶劑倍量的超聲處理，考察溶劑倍量對獨活總香豆素提取率的影響。結果如圖1所示。

從圖1可以看出，隨著溶劑倍量的增大，提取率也相應增大。這是因為隨著溶劑倍量的增加，藥材中心與外部溶液的濃度梯度越大，有利于擴散的進行。溶劑倍量在4～6倍的范圍內，提取率增加的速率尤大；在6～8倍范圍內，提取率增加速率相對4～6倍稍慢，但增加趨勢仍然相當明顯。故認為在溶劑倍量考察中，最佳條件為10倍。

圖1 溶劑倍量對提取率的影響

3.2 超聲功率對提取率的影響

選擇同一批次樣品6份，每份樣品15.00g。設置6種超聲功率，分別為0、120、240、360、480、600W。在溶劑倍量6倍、超聲溫度40℃、超聲時間10min、乙醇體積分數60%和粒徑60～100目的條件下，分別進行上述6種超聲功率的超聲處理，考察超聲功率對獨活總香豆素提取率的影響。結果如圖2所示。

圖2 超聲功率對提取率的影響

從圖2可以看出，在0～240W范圍內，隨著超聲功率的增大，提取率相應增大；而在240～600W范圍內，提取率變化不大。這說明超聲功率在240～600W范圍內對提取率影響不大，這可能是超聲強度達到一定程度后，對藥材的作用使其釋放出總香豆素的量已達到飽和極限。綜合考慮到若提高超聲功率，則噪音隨著增大，能耗也相應增大，給環境保護以及生產成本均帶來困難。因此，認為在超聲功率的考察中，最佳條件應為超聲功率240W。

3.3 提取時間對提取率的影響

選擇同一批次樣品7份，每份樣品15.00g。設置7種提取時間，分別為5、10、20、40、60、80、100min。在提取功率360W、超聲溫度40℃、溶劑倍量6倍、乙醇體積分數60%和粒徑60～100目的條件下，分別進行上述7種提取時間的超聲處理，考察提取時間對獨活總香豆素提取率的影響。結果如圖3所示。

圖3 提取時間對提取率的影響

從圖3可以看出，在5～20min內，提取率隨著時間的增長而增大；在20～100min內，提取率幾乎不隨時間改變，基本保持一致。綜合考慮，認為提取時間最佳為20min。

3.4 乙醇體積分數對提取率的影響

選擇同一批次樣品5份，每份樣品15.00g。設置5種乙醇體積分數，分別為40、60、70、80、90%。在提取功率360W、超聲溫度40℃、溶劑倍量6倍、提取時間40min和粒徑60～100目的條件下，分別進行上述5種乙醇濃度的超聲處理，考察乙醇體積分數對獨活總香豆素提取率的影響。結果如圖4所示。

圖4 乙醇體積分數對提取率的影響

從圖4可以看出，乙醇體積分數在40%～60%范圍內，隨著體積分數的增大，提取率也快速增大。且在體積分數為60%時，相應的提取率最大，然后乙醇體積分數繼續增大，提取率反而略有下降，這是由于香豆素類化合物的水溶性差，提高乙醇的體積分數可以調節溶液的極性，根據相似相容原則，乙醇體積分數高的提取率相應也高；但當乙醇體積分數過高時，體系的極性再次偏離總香豆素的極性，此時得率相對小一點。綜合提取率和成本考慮，認為在乙醇體積分數的考察中，最佳條件是乙醇體積分數為60%。

3.5 超聲溫度對提取率的影響

選擇同一批次樣品4份，每份樣品15.00g。設置4超聲取溫度，分別為30、40、50、60℃。在提取功率360W、乙醇體積分數60%、溶劑倍量6倍、提取時間40min和粒徑60～100目的條件下，分別進行上述4種提取溫度的超聲處理，考察提取溫度對獨活總香豆素提取率的影響。結果如圖5所示。

圖5 提取溫度對提取率的影響

從圖5可以看出，隨著溫度的升高，提取率下降；在30～50℃內，下降趨勢較緩，其中40～50℃內提取率基本持平，溫度對提取率影響較小；溫度繼續升高至60℃，提取率下降相對較快，可能是由于高溫致使部分香豆素升華或分解致使提取率下降。因此，認為在提取溫度的考察中，最佳條件是提取溫度為30℃。

3.6 藥材粒度對提取率的影響

選擇同一批次樣品4份，每份樣品15.00g。設置4種藥材粒度，分別為20～40目、40～60目、60～100目、100～160目。在提取功率360W、乙醇體積分數60%、溶劑倍量6倍、提取時間40min和提取溫度40℃的條件下，分別進行上述4種藥材粒度的超聲處理，考察藥材粒度對獨活總香豆素提取率的影響。結果如圖6所示。

從圖6可以看出，粒度越?。慷啵?，提取率越高；20～100目范圍內，提取率提高的速度較小，而100～160目的藥材提取率上升迅速，這說明藥材的粒度對提取速率影響較大。一般來說，粒度越小，表面積越大，有利于溶劑滲入藥材顆粒內部和藥物有效成分的擴散；但是粒度太小，增加了前處理（粉碎）的困難，也給后續的過濾及加工操作造成不便，在實際生產中還可能會團聚造成堵塞。另外，粉碎時藥材粒度越小，粉碎得到的量也越少，而40～100目的量較多，而且此范圍提取率差異不大，因此綜合考慮，認為在粒度的考察中，不適宜采取過小的粒度，最佳條件是40～100目的藥材混合均勻進行提取。

圖6 藥材粒度對提取率的影響

4 結論

采用超聲波提取獨活中總香豆素的過程中，通過單因素分析得到最佳提取條件為：溶劑倍量為10倍，超聲功率240W，提取時間為20min，乙醇體積分數為60%，提取溫度為30℃，粒度為40～100目。

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