分相萃取法純化朝鮮薊中洋薊素的工藝研究

柏珊珊，鄧愛華，易夢媛，易明霞，盧俊明，劉 慧

（湖南文理學院 生命與環境科學學院，湖南 常德 415000）

0 引言

朝鮮薊（Cynara scolymus L.） 屬于菊科菜薊屬多年生草本植物，富含多酚、黃酮及萜類化合物[1]，具有保肝降脂、抗腫瘤、抗HIV 病毒及治療消化不良和防治重金屬吸收等功效[2-3]。朝鮮薊多酚中的洋薊素是保健食品及醫藥產品的主要功效成分，研究人員先后開發了一系列洋薊素純化的方法，如大孔樹脂吸附法[4]、膜分離法[5]等，該方法耗時、設備投資大，導致生產成本較高，為此開發一種低成本的洋薊素純化方法顯得尤為重要。有機溶劑萃取法具有成本低、投資少、易產業化等特點，受到廣大研究者的青睞[6]。試驗以朝鮮薊鮮果水提物為原料，采用乙酸乙酯-水-鹽酸體系萃取朝鮮薊提取物中的洋薊素，以期為朝鮮薊提取物中洋薊素的純化提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

朝鮮薊果，產自常德西洞庭朝鮮薊基地；洋薊素標準品（純度99.5%），北京盛世康普化工技術研究院提供；乙酸乙酯等（AR）、鹽酸（AR），國藥集團化學試劑公司提供。

LC-1620A 型高效液相色譜儀，大連伊力特公司產品；HJ-6 型磁力攪拌器，上海國華儀器公司產品；PHS-25 型pH 計，上海精密科學儀器公司產品；FA1004B 型電子分析天平，上海平軒科學儀器有限公司產品；RE52A 型旋轉蒸發儀，上海亞榮生化儀器廠產品；YB-700A 型高速多功能粉碎機，浙江速峰公司產品。

1.2 試驗方法

取新鮮朝鮮薊果粉碎，用60%乙醇水溶液按照料液比1∶20（g∶mL） 在95 ℃下浸提90 min，減壓濃縮，真空干燥，備用。配置朝鮮薊提取物水溶液，鹽酸調節pH 值，然后加入乙酸乙酯，在一定的溫度下攪拌，靜置分層，用高效液相色譜檢測上下相中洋薊素的含量。

1.3 試驗設計

1.3.1 洋薊素標準曲線繪制

精密稱取洋薊素對照品適量，用甲醇定容至100 mL，配制質量濃度為0.184 mg/mL 的對照品儲備液。取對照品儲備液適量，加甲醇分別配制質量濃度為4.6，9.2，18.4，46.0，92.0 μg/mL 的洋薊素標準溶液。以乙腈-水-冰醋酸（13∶87∶2） 為流動相，檢測波長320 nm，柱溫25 ℃，進樣量20 μL。得到洋薊素標準曲線方程為Y=505.17X-1 823.4，R2=0.998，R2接近于1，表明洋薊素質量濃度為4.6～92.0 μg/mL 時線性關系良好。

1.3.2 單因素試驗

配制一定質量濃度的朝鮮薊提取物水溶液，加入乙酸乙酯萃取。分別考查萃取時間（10，20，30，40，50 min）、分 相 時 間（40，60，80，100，120 min）、提取物質量濃度（5.0，7.5，10.0，12.5，15.0 g/L）、乙酸乙酯/水溶液體積比（0.50∶1，0.75∶1，1.00∶1，1.25∶1，1.50∶1）、萃取溫度（15，25，35，45，55 ℃）、pH 值（2.0，3.0，4.0，5.0，6.0，7.0） 等對洋薊素萃取率的影響。在考查某一因素對洋薊素萃取率影響情況下，其他因素分別固定為萃取時間30 min，分相時間80 min，提取物質量濃度10.0 g/L，相比1∶1，萃取溫度25 ℃，pH 值7.0。

1.3.3 正交試驗設計

根據單因素試驗結果，固定萃取時間30 min，分相時間80 min，從中優選得到提取物質量濃度、相比、萃取溫度、pH 值的適宜范圍，進行四因素三水平的正交試驗。

正交試驗因素與水平設計見表1。

表1 正交試驗因素與水平設計

2 結果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 萃取時間對萃取率的影響

萃取時間對萃取率的影響見圖1。

由圖1 可知，隨著萃取時間的增加，洋薊素逐漸擴散到乙酸乙酯相中，萃取率不斷增大。當萃取時間達到30 min 時，萃取達到飽和，再增加萃取時間，對萃取率的影響不大，因此萃取時間選擇30 min。

2.1.2 分相時間對萃取率的影響

分相時間對萃取率的影響見圖2。

由圖2 可知，由于乙酸乙酯與水部分互溶，需要較長時間才能完全分相。當萃取的洋薊素全部進入有機相，萃取率達到最高，因此分相時間選擇80 min。

2.1.3 提取物質量濃度對萃取率的影響

提取物質量濃度對萃取率的影響見圖3。

由圖3 可知，由于有機相中洋薊素未達到溶解飽和，隨著提取物質量濃度的增加，洋薊素的萃取率增大；當提取物質量濃度過高時，部分雜質也會進入有機相，從而影響洋薊素的萃取效率，因此提取物質量濃度選擇10.0 g/L。

2.1.4 相比對萃取率的影響

相比對萃取率的影響見圖4。

由圖4 可知，洋薊素的萃取率隨乙酸乙酯比例的增大而增大，當乙酸乙酯與水溶液比例達到1∶1時，增加有機相對萃取率的影響不明顯，為了降低有機溶劑的使用量，相比選擇1∶1。

2.1.5 萃取溫度對萃取率的影響

萃取溫度對萃取率的影響見圖5。

由圖5 可知，隨著萃取溫度增加萃取率先增加后減少。萃取溫度的增加會提高溶質的傳質效率，提高萃取率，同時也會加快乙酸乙酯的揮發速度，降低乙酸乙酯量，因此萃取溫度選擇35 ℃。

2.1.6 pH 值對萃取率的影響

pH 值對萃取率的影響見圖6。

由圖6 可知，溶液pH 值在3～4 時，萃取率最大，當pH 值大于4 之后萃取率呈下降趨勢。可能是洋薊素屬于酚酸類化合物，中性條件下分子呈電離狀態，不利于洋薊素分子進入有機相，因此pH 值選擇4.0。

2.2 正交試驗

正交試驗結果與分析見表2。

由表2 可知，影響洋薊素萃取率的因素的主次順序是D＞C＞B＞A，即影響朝鮮薊提取物中洋薊素萃取率的因素依次是pH 值＞萃取溫度＞相比＞提取物質量濃度，最佳優化方案為A3B3C2D2，即朝鮮薊提取物質量濃度12.5 g/L，相比1.25∶1，萃取溫度35 ℃，pH 值4.0。

表2 正交試驗結果與分析

為了驗證該正交試驗優化結果的可靠性， 在上述最佳萃取工藝條件下進行3 次優化驗證試驗，測得洋薊素的萃取率分別為67.51%，67.24%，67.37%，平均值為67.37%，均高于表2 中的萃取率數據，表明在此優化條件下可以獲得最好的萃取效果。

3 結論

采用正交試驗方法對朝鮮薊初提物中洋薊素的最佳萃取工藝進行優化，通過正交試驗確定洋薊素的最佳萃取工藝條件為萃取時間30 min，分相時間80 min，提取物質量濃度10.0 g/L，相比1.25∶1，萃取溫度35 ℃，pH 值4.0。正交試驗中影響朝鮮薊提取物中洋薊素萃取率的因素主要次序是pH 值＞萃取溫度＞相比＞提取物質量濃度，在最佳萃取工藝條件下進行3 次優化驗證試驗，測得洋薊素的平均萃取率為67.37%。