三七中人參皂苷Rg1的不同提取工藝對比

朱美旗，劉雪懿，錢文強，張立翱，楊陽

（西安醫學院，陜西西安 710000）

三七（Panax notoginseng (Burk.)F.H.Chen）為五加科（Araliaceae）植物，藥用部位為干燥根，是一種具有止血、祛瘀、消腫、止痛功能的傳統中藥。其主要有效成分為達瑪脂烷系皂苷，具有擴張血管、增加冠狀動脈血流量、降低血脂及膽固醇的作用，并對治療冠心病和心絞痛有顯著療效[1]。中藥生產過程中，活性成分提取步驟尤為關鍵，有效提取活性成分直接關系到中藥生產的成本和經濟效益[2]。一個好的提取工藝需要高提取效率[3]。因此，對4種不同的提取工藝進行比對，優選出最佳提取方法，為研究三七有效成分提取分離提供借鑒依據。

1 材料與方法

1.1 材料

藥材為三七粉末，對照品為人參皂苷Rg1（上海源葉生物科技有限公司，B21057-20mg BZO，CAS#22427-39-0 HPLC ≥ 98%，儲存條件 2～8 ℃），檸檬酸（0.1 mol/L）-磷酸氫二鈉（0.2 mol/L）緩沖液，纖維素酶（28.6 U/g），香草醛-冰醋酸溶液（分析純），高氯酸溶液（分析純），甲醇（分析純），無水乙醇（分析純）。

1.2 實驗儀器

KQ-500DE型數控超聲波清洗器，北京海天友誠科技有限公司；7200型紫外分光光度計，北京京科瑞達科技有限公司；恒溫水浴鍋，濟南歐萊博科學儀器有限公司。

1.3 對照品溶液制備

將97.7%對照品人參皂苷Rg1置干燥器中12 h，稱取20 mg放入50 mL容量瓶中，加甲醇溶解至刻度，搖勻[4]，即得到 0.3 908 mg/mL 對照品溶液。

1.4 人參皂苷Rg1的檢測

吸取一定量的待測溶液，置于10 mL帶塞試管中，放入80 ℃水浴鍋，水浴揮干溶劑。再分別加入新配制的5%香草醛-冰醋酸溶液0.2 mL、高氯酸0.8 mL，60 ℃水浴15 min，立即放入冰水中進行冷卻。冷卻后加入 5.0 mL 冰醋酸，搖勻，放置 15 min[4]后于 529 nm處進行測定。

1.5 標準曲線的繪制

參考相關實驗方法[4-5]，繪制標準曲線并求得回歸方程為C=3.203 4A+0.088（R2=0.998 1）。

1.6 三七中人參皂苷Rg1的提取

1.6.1 酶解加超聲提取法

取5 g三七粉末置于圓底燒瓶中，用40 mL蒸餾水浸泡30 min，加入檸檬酸-磷酸氫二鈉緩沖液調節pH至5，再加纖維素酶143 U置55 ℃水浴鍋中，水浴28 min，期間適量攪拌，酶解后加入乙醇[6]，在數控超聲波清洗器中進行提取[5]，過濾，將濾渣加乙醇再次進行提取，混合兩次提取液。提取液經顯色反應后，測量吸光度，代入標準曲線方程求濃度，根據提取液體積，計算含量。

分別考察50%乙醇體積、濃度、超聲提取溫度及超聲提取時間4個因素對三七人參皂苷Rg1提取含量的影響。并在單因素實驗基礎上，選用L9（34）進行酶解加超聲法正交實驗，進一步優化實驗結果。

1.6.2 超聲提取法

稱取5 g三七粉末，置于50 mL容量瓶中，用規定體積分數的乙醇浸潤，然后乙醇定容，進行超聲提取，在規定時間內取出容量瓶，靜置備用。顯色后在529 nm處測定吸光度，代入標準曲線方程求濃度，根據提取液體積，計算含量。分別考察乙醇體積分數、料液比、超聲功率及超聲提取時間4個因素對三七人參皂苷Rg1提取含量的影響，并在單因素實驗基礎上，選用L9（34）進行超聲法正交實驗，進一步優化實驗結果。

1.6.3 乙醇回流提取法

取5 g三七粉末，加入乙醇回流提取，即得三七提取液。精密吸取三七提取液5.0 mL，置10 mL容量瓶中，加甲醇定容、搖勻、濾過，取續濾液作為供試品溶液。取供試液5.0 mL于蒸發皿中，揮干溶劑，進行顯色反應后，在529 nm處測定吸光度，代入標準曲線方程求濃度，根據提取液體積，計算含量。

分別考察乙醇濃度、乙醇體積、回流時間及提取次數4個因素對三七人參皂苷Rg1提取含量的影響，并在單因素實驗基礎上，選用L9（34）進行乙醇回流提取法正交實驗，進一步優化實驗結果。

1.6.4 酶解加乙醇回流法

取三七粉末5 g，置燒杯中，加入40 mL蒸餾水浸泡30 min。取預處理過的三七液，置于圓底燒瓶中，加適量的檸檬酸-磷酸氫二鈉緩沖液，放置2 min，將pH調至5.0，并在55℃水浴中加入適量的纖維素酶（28.6 U/g）恒溫，在此期間適時攪拌,水浴2h，酶解后加入乙醇回流提取[6-7]，得到三七提取液，精密吸取2.0 mL三七提取液，置于 10.0 mL容量瓶中，甲醇（99.5%）定容。再取待測溶液5.0 mL于蒸發皿中，揮干溶劑，進行顯色反應后，在529 nm處測定吸光度，代入標準曲線方程求濃度，根據提取液體積計算含量。

分別考察提取次數、提取時間、乙醇濃度及料液比4個因素對三七人參皂苷Rg1提取含量的影響，并在單因素實驗基礎上，選用L9（34）進行酶解加乙醇回流提取法正交實驗，進一步優化實驗結果。

2 結果與分析

2.1 酶解加超聲提取法

2.1.1 單因素實驗

如圖1所示，（1）采用不同體積的60%乙醇在50 ℃條件下分別超聲提取 50 min[8]，乙醇體積為 60 mL時，人參皂苷Rg1得率最高；（2）在乙醇量80 mL，超聲提取時間50 min、超聲溫度50 ℃的條件下分別采用5種不同濃度的乙醇進行提取[9]，發現乙醇濃度在70%時，人參皂苷Rg1收率最大；（2）在乙醇量80 mL，乙醇濃度60%、超聲溫度50 ℃的條件下，分別在不同提取時間下提取三七人參皂苷Rg1[9]，發現當提取時間為70 min時，三七人參皂苷Rg1的收率最大；（3）在乙醇量80 mL，乙醇濃度60%、超聲時間50 min的條件下，測定不同提取溫度下人參皂苷Rg1的得率[10]，發現提取溫度為50 ℃時，收率最高。

2.1.2 正交實驗

在單因素實驗基礎上，選用表1中的正交實驗因素設計L9（34）正交實驗。表2的實驗結果表明，乙醇體積對人參皂苷Rg1收率影響最大，其次是提取溫度、乙醇濃度、提取時間；通過實驗可得，最大收率在工藝A1B3C3D3時出現，收率為0.276%，與由k值得到最優組合結果一致。

2.1.3 驗證試驗

在最佳提取工藝條件下，即用40 mL 80%的乙醇在60 ℃條件下提取70 min,進行3組平行試驗，求得平均收率為0.2807%。

2.2 超聲提取法

2.2.1 單因素實驗

如圖2所示，在料液比1∶10（g/mL）、超聲提取時間60 min、功率50 kHz的條件下分別用5組不同乙醇濃度進行提取，發現當乙醇濃度為70%時，三七人參皂苷Rg1收率最大；在70%乙醇、提取時間60 min、提取功率50 kHz的條件下分別用5組不同料液比進行提取，發現料液比為1∶12時三七人參皂苷Rg1收率最大；在料液比1∶10、乙醇濃度70%、提取時間60 min的條件下分別用5組不同超聲功率進行提取，發現當提取功率為60 kHz時三七人參皂苷Rg1 收率最大；在超聲功率50 kHz、料液比1∶10、70%乙醇的條件下分別用5組不同提取時間進行提取，發現當提取時間為60 min時，三七人參皂苷Rg1收率最高。

圖1 酶解加超聲提取法得率單因素實驗

2.2.2 正交實驗

在單因素實驗基礎上，選用表3中的正交實驗因素設計L9（34）正交實驗表（表4）進行超聲提取法正交實驗。實驗結果表明，乙醇濃度對人參皂苷Rg1收率影響最大，其次是料液比、提取時間、超聲功率；實驗中最大收率在組合A1B2C2D2時出現，收率為1.548%，而最優組合為A2B2C3D2，不在實驗范圍內，因此需進行驗證實驗。

2.2.3 驗證實驗

在最佳提取工藝條件下，即用70%乙醇，以1∶12的料液比，在超聲功率60 kHz下提取60 min，進行3組平行實驗，求得平均收率為1.682%。

2.3 乙醇回流提取法

2.3.1 單因素實驗

如圖3所示，取5份5 g三七粉末，分別加入不同濃度的乙醇進行回流提取，發現當乙醇濃度為45%時，三七人參皂苷Rg1收率最高；取5份5 g三七粉末，分別加入不同體積的適宜濃度乙醇進行回流提取，發現當乙醇體積為50 mL時，三七人參皂苷Rg1收率最高；取 5份 5 g三七粉末，用 50 mL 45% 乙醇在不同的回流時間下進行提取，發現當回流時間為1 h時，三七人參皂苷Rg1收率最高；取5份5 g三七粉末，用50 mL 45%乙醇以不同次數進行回流提取，發現當提取次數為3次時，三七人參皂苷Rg1收率最高。

表3 超聲提取法因素水平表

表4 超聲提取法正交實驗設計及其結果

2.3.2 正交實驗

圖2 超聲提取法得率單因素實驗

圖3 乙醇回流提取法得率單因素實驗

在單因素實驗基礎上，選用表5中的正交實驗因素設計L9（34）正交實驗。表6實驗結果顯示各因素影響的程度依次為提取時間＞提取次數＞乙醇量＞乙醇濃度，實驗中最大收率在組合A1B2C2D2時出現，收率為1.570%，而最優組合為A1B2C3D2，因此需要進行驗證實驗。

表5 乙醇回流提取工藝因素水平

表6 乙醇回流法正交實驗設計及其結果

2.3.3 驗證實驗

在最佳提取工藝條件下，即用45%乙醇50 mL，提取3次，每次時間為90 min，進行3組平行實驗，所得平均收率為1.613%。

2.4 酶解加乙醇回流法

2.4.1 單因素實驗

如圖4所示，取酶解后的三七，按料液比1:8加入80%乙醇，以不同提取次數進行回流提取，每次回流2 h[7]，發現當提取次數為4次時，三七人參皂苷Rg1收率最高；取酶解后的三七，按料液比1:8加入80%乙醇以不同回流時間進行提取[8]，發現當回流時間為2 h時，三七人參皂苷Rg1收率最高；取經過酶解后的三七，以不同濃度的乙醇進行回流提取2 h[7-8]，發現當乙醇濃度為85%和95%時，三七人參皂苷Rg1收率最高；取經過酶解后的三七，以不同料液比進行回流提取2 h[7]，發現當料液比為1:12和1:14時，三七人參皂苷Rg1收率最高。

2.4.2 正交實驗

在單因素實驗基礎上，選用表7中的正交實驗因素設計L9（34）正交實驗。由表8實驗結果可知，各因素影響程度依次為乙醇濃度＞提取次數＞料液比＞提取時間，最大收率在工藝A2B2C3D1時出現，與由k值得到最優組合結果一致。

2.4.3 驗證試驗

圖4 酶解加乙醇回流法得率單因素實驗

表7 正交實驗因素水平表

表8 酶解加乙醇回流法正交實驗設計及其結果

按最優工藝參數，即使用10倍量85%乙醇，提取4次，每次回流1.5 h，重復試驗3次，所得平均收率為2.505%。

3 結論

實驗結果表明，四個方法的收率大小順序為酶解加乙醇回流法＞超聲提取法＞乙醇回流法＞酶解加超聲提取法，即采用酶解加乙醇回流法提取三七中的人參皂苷Rg1所得收率最高。該方法中，影響收率的因素大小為乙醇濃度＞提取次數＞加醇量倍數＞提取時間，根據實驗已優選出最佳的提取條件，即先在55℃水浴鍋中用適量28.6 U/g的纖維素酶水解2h，再將酶解后的三七按料液比1∶10（g/mL）加入85%乙醇提取4次，每次回流1.5 h。