正交實驗法優(yōu)化黃連中小檗堿鹽析提取工藝

王道武，龐 雪，肖 文，王 超，張 龍

(長春工業(yè)大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院，吉林 長春 130012)

黃連(CoptischinensisFranch)為多年生草本毛茛科植物黃連、三角葉黃連、云連的干燥根莖[1]。黃連苦、寒，歸心、脾、胃、肝、膽、大腸經(jīng)，具有清熱燥濕、瀉火解毒的功效，臨床上長期用于解熱鎮(zhèn)痛、抗腸道細菌感染等。黃連的有效成分主要為小檗堿(Berberine)，含量達10%左右，以鹽酸鹽形式存在[2]。小檗堿具有抗菌、抗病毒、抗心律失常、改善充血性心力衰竭、擴張冠狀動脈、降血糖、降血脂、抗血小板凝集、利膽、抗腫瘤等藥理作用，廣泛用于心律失常、心力衰竭、糖尿病、高脂血癥、高血壓、血栓形成、慢性膽囊炎、神經(jīng)衰弱、癌癥等的治療[3～6]。因此，提取黃連小檗堿對于臨床研究和治療有著重要的意義。

目前小檗堿的提取方法有超聲法[7]、超聲和堿浸提聯(lián)用法[8]、石灰水法[9]、酶浸提法[10]、微波和索氏提取聯(lián)用法[11]、液膜法等[12～14]，上述方法各有優(yōu)缺點，但小檗堿的提取率和純度普遍不高且后處理繁瑣?？紤]到小檗堿的硫酸鹽溶解度大(1∶30)而鹽酸鹽溶解度小(1∶500)，采用鹽析法首先將小檗堿轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩猁}溶于酸，然后加鹽酸再轉(zhuǎn)化為鹽酸鹽而析出，不僅實驗材料便宜、工藝簡單，而且能耗低、易于實現(xiàn)工業(yè)化[15，16]。作者在此就鹽析法提取黃連中小檗堿的相關(guān)影響因素進行了正交實驗，優(yōu)化了鹽析法提取小檗堿的工藝，擬為其工業(yè)化應(yīng)用打下基礎(chǔ)。

1 實驗

1.1 原料和儀器

黃連，河北康派中藥材有限公司。

微型植物試樣粉碎機，河北省黃驊市振興機電儀器廠；UV754N型紫外分光光度計，上海精密科學(xué)儀器有限公司；Agilent 1100型高效液相色譜儀，美國。

1.2 方法

取一定粒度的黃連粉末用一定濃度的硫酸浸泡一定時間，過濾后用石灰乳調(diào)節(jié)濾液pH值，靜置沉降一定時間，脫脂棉過濾后，用濃鹽酸調(diào)節(jié)濾液pH值，加入適量的氯化鈉靜置一定時間，抽濾，所得固體干燥至恒重。

基于單因素實驗結(jié)果，確定加石灰乳調(diào)節(jié)pH值后靜置時間為0.5 h、加入NaCl后靜置時間為5 h，用紫外分光光度計測定小檗堿含量，以小檗堿產(chǎn)率為指標，選擇浸泡時間、黃連粒度、硫酸濃度、固液比、石灰乳調(diào)pH值、HCl調(diào)pH值、NaCl用量為考察因素，進行7因素3水平的正交實驗，其因素與水平如表1所示。

表1 L18(37) 正交實驗因素和水平

1.3 分析與檢測

紫外分光光度計檢測波長為270 nm和348 nm，以水為參比。

高效液相色譜條件：色譜柱 Agilent Eclipse XDB-C184.6 mm×150 mm，5 μm；柱溫 30℃；進樣量 5 μL；流動相為0.3%三氟乙酸-乙腈(75∶25，體積比)；流速1 mL·min-1。

2 結(jié)果與討論

2.1 正交實驗結(jié)果與分析(表2)

表2 L18(37)正交實驗結(jié)果與分析

由表2可知，按單因素對小檗堿產(chǎn)率的影響直觀分析，最優(yōu)的提取工藝條件為A1B1C2D3E3F1G3，即浸泡時間24 h、黃連粒度0.355～0.5 mm、硫酸濃度0.40%、固液比1∶16、石灰乳調(diào)pH值14、HCl調(diào)pH值3、NaCl用量25%，此時的小檗堿產(chǎn)率為8.4%。

2.2 正交實驗方差分析(表3)

由表3可知，各因素對小檗堿產(chǎn)率影響大小依次為：固液比>硫酸濃度>浸泡時間>黃連粒度>NaCl用量>石灰乳調(diào)pH值>HCl調(diào)pH值，其中固液比、硫酸濃度為顯著因子，取固液比1∶16、硫酸濃度0.40%；浸泡時間、黃連粒度、NaCl用量為次顯著因子，取浸泡時間為24 h、黃連粒度為0.355～0.5 mm、NaCl用量為25%；石灰乳調(diào)pH值、HCl調(diào)pH值為不顯著因子，從降低成本考慮，取石灰乳調(diào)pH值為12、HCl調(diào)pH值為5。由此確定最佳工藝條件為：浸泡時間24 h、黃連粒度0.355～0.5 mm、硫酸濃度0.40%、固液比1∶16、石灰乳調(diào)pH值12、HCl調(diào)pH值5、NaCl用量25%。在此優(yōu)化提取工藝下，小檗堿產(chǎn)率為8.4%，與優(yōu)化前相比提高2.0%以上。

表3 正交實驗方差分析

2.3 HPLC分析

小檗堿標準品的高效液相色譜圖如圖1所示。

由圖1可知，小檗堿標準品在14.5 min左右出峰。

樣品高效液相色譜圖如圖2所示。

圖1 小檗堿標準品的高效液相色譜圖

圖2 樣品高效液相色譜圖

由圖2可知，樣品與小檗堿標準品在相同的位置(14.5 min)左右出峰，純度為72.7%。表明本法提取的小檗堿純度超過70%，證明優(yōu)化后小檗堿鹽析法純度也得到提高。

3 結(jié)論

通過正交實驗確定鹽析法提取黃連中小檗堿的最佳工藝條件為： 浸泡時間24 h、黃連粒度0.355～0.5 mm、固液比1∶16、硫酸濃度為0.40%、石灰乳調(diào)pH值12、HCl調(diào)pH值5、NaCl用量25%。各因素對小檗堿提取效果影響大小依次為：固液比>硫酸濃度>浸泡時間>黃連粒度>NaCl用量>石灰乳調(diào)pH值>HCl調(diào)pH值。在優(yōu)化提取工藝下，小檗堿產(chǎn)率為8.4%、純度為72.7%，與優(yōu)化前相比均得到提高。

[1] 柯珉珉，張憲德，吳練中，等.巖黃連有效成分的研究[J].植物學(xué)報，1982，24(3)：289-291.

[2] 冀春茹.中藥化學(xué)實驗技術(shù)與實驗[M].鄭州：河南科學(xué)技術(shù)出版社，l986：232.

[3] 張遵鵬.黃連素臨床應(yīng)用概述[J].中國鄉(xiāng)村醫(yī)藥，1996，3(3)：27-28.

[4] 劉永連.黃連素的其他作用[J].醫(yī)學(xué)文選，1998，(Z1)：55.

[5] 張潔，王立琴.黃連素治療糖尿病的研究進展[J].中西醫(yī)結(jié)合心腦血管病雜志，2003，1(3)：160-161.

[6] 張利生.小檗堿臨床用途[J].中國藥物與臨床，2004，4(1)：78.

[7] 郭孝武，張福成，林書玉，等.超聲提取對黃連素提出率的影響[J].中國中藥雜志，1995，20(11)：673-675.

[8] 郭孝武，王蕊娥，員維儉，等.超聲提取與堿性浸泡法對小檗堿成分提出率的影響[J].陜西師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，1997，25(1)：47-49.

[9] 尹蓉莉，楊軍宣，李化.黃柏中鹽酸小檗堿提取實驗方法的改進[J].基層中藥雜志，2000，14(6)：27-29.

[10] 梁柏林，周民杰.酶法提取小檗堿工藝研究[J].應(yīng)用化工，2006，35(5)：373-374，378.

[11] 郭錦棠，李雄勇，楊俊紅，等.微波-索氏聯(lián)合工藝提取鹽酸小檗堿[J].化工進展，2003，22(12)：1338-1341.

[12] 呂宏凌，王保國.液膜分離技術(shù)在生化產(chǎn)品提取中的應(yīng)用進展[J].化工進展，2004，23(7)：696-700.

[13] 王大杰，鄭毅，江紅梅，等.用液膜法從黃連中提取黃連素的研究[J].成都大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2006，25(4)：260-262，266.

[14] 湯洪，劉利軍.液膜法從川黃連中提取黃連素的研究[J].寧夏大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，1990，11(1)：260-262，266.

[15] 胡惠明，黃乾明.從黃連葉中提取黃連素[J].四川農(nóng)業(yè)科技，1991，(3)：47.

[16] 肖美鳳，姚沅平，何飛，等.正交實驗優(yōu)選黃連中小檗堿的提取工藝[J].懷化醫(yī)專學(xué)報，2004，3(2)：26-28.