黃連中鹽酸小檗堿的提取工藝教學實驗改進

（廣西大學化學化工學院，廣西石油資源加工與過程強化重點實驗室，廣西 南寧 530004）

1 前言

鹽酸小檗堿，又稱黃連素，存在于小檗科等4科10屬的許多植物中。小檗堿對溶血性鏈球菌、金黃色葡萄球菌、淋球菌和弗氏、志賀氏痢疾桿菌均有抗菌作用，并有增強白血球吞噬作用，目前已廣泛用于治療胃腸炎、細菌性痢疾、急性扁桃腺炎和呼吸道感染等疾病的治療中[1]。從黃連中提取鹽酸小檗堿是生物堿提取的主要實驗之一，在實驗過程中由于黃連雜質(zhì)含量高，常規(guī)提取工藝復(fù)雜導致提取得率低、存在分析結(jié)果準確率較差等問題。

解吸-內(nèi)部沸騰兩步法是近年來在科研中被廣泛應(yīng)用的提取方法，已被應(yīng)用到香菇[2]、穿心蓮[3]、三七[4]、葛根[5]、金銀花[6]、銀杏葉[7]、肉桂皮[8]等多個體系有效成分的提取中，并取得較好的提取效果。解吸-內(nèi)部沸騰法兩步法具有提取速度快、雜質(zhì)含量少和浸膏中有效成分高等優(yōu)點，將該方法應(yīng)用到黃連鹽酸小檗堿提取教學實驗中，可以有效的減少雜質(zhì)含量、節(jié)省實驗時間和提高分析結(jié)果的準確性。

2 實驗

2.1 實驗材料

黃連，購于廣西南寧一心藥業(yè)，產(chǎn)地廣西。

鹽酸小檗堿標準品（中國藥品生物制品檢定所），中性Al2O3（層析用），其他藥品都為分析純。

2.2 實驗設(shè)備

PC2505 紫外分光光度計（日本島津公司），RE-2000型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（上海亞榮）

2.3 實驗步驟

（1）解吸-內(nèi)部沸騰兩步法

取粉碎后黃連10.00 g，加入一定量濃度乙醇溶液作為解吸劑靜置30 min，然后加入一定量沸騰熱水作為提取劑提取后過濾，過濾后濾渣在相同條件下再提取 1次，合并濾液定容到500 mL分析鹽酸小檗堿含量。

（2）傳統(tǒng)提取法

取粉碎后黃連粉10.00 g于圓底燒瓶中，加入200 mL 40%乙醇溶液回流提取，改變提取時間提取 2次，合并濾液定容到500 mL分析鹽酸小檗堿含量。

（3）浸膏中鹽酸小檗堿含量分析

取傳統(tǒng)法和解吸-內(nèi)部沸騰兩步法最佳條件濾液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮，所得浸膏真空干燥后稱重并分析鹽酸小檗堿含量。

2.4 分析方法

（1）鹽酸小檗堿標準曲線的制備

取13.2 mg鹽酸小檗堿標準品于100mL容量瓶中，用無水乙醇定容，取0.5 mL、1 mL、2 mL、3 mL、4 mL、5 mL定容于25mL比色管中，以無水乙醇為空白，在350 nm處測定，以吸光度A與濃度C作標準曲線回歸運算，得回歸方程：C =445.47 A + 0.3345；r2= 0.9998，線性范圍 66～660 μg/L。

（2）Al2O3柱層析-紫外分光光度法分析鹽酸小檗堿含量

取1 mL定容后的濾液，用層析柱（5.00g中性氧化鋁，濕法裝柱）分離，將分離液定容到50 mL容量瓶中，精密吸取三份2 mL放入25 mL比色管中無水乙醇定容，在350 nm檢測。所有實驗重復(fù)操作5次，其精密度和相對標準偏差（RSD%）≤1%，說明實驗操作穩(wěn)定，方案可行。

3 結(jié)果與討論

3.1 解吸-內(nèi)部沸騰兩步法

（1）解吸劑濃度的選擇

選用解吸劑用量10 mL、提取劑用量200 mL和提取時間20 min提取2次，改變不同解吸劑濃度得實驗結(jié)果如圖1所示。隨著解吸劑乙醇濃度的增加，鹽酸小檗堿的提取得率在乙醇濃度為40%時出現(xiàn)了一個最大值，隨后又逐漸下降，其主要原因是把乙醇溶液潤濕原料的過程，看成是有效成分被解吸的過程，依據(jù)相似相溶原理，不同濃度的乙醇溶液透過細胞壁和解吸有效物質(zhì)的能力是不同的，因而隨著解吸劑濃度的變化出現(xiàn)了一個最大值，然后隨著解吸劑極性的改變提取得率不斷下降。

圖1 解吸劑濃度對鹽酸小檗堿提取得率的影響

（2）解吸劑用量的選擇

選用解吸劑濃度40%乙醇、提取劑用量200 mL和提取時間20 min提取2次，改變不同解吸劑用量得實驗結(jié)果如圖2所示。隨著解吸劑用量增加，鹽酸小檗堿的提取得率逐漸達到最大值。當乙醇用量少時，物料潤濕及有效成份解吸都不充分，得率低。但當乙醇用量達到料液比為 1∶2時，解吸劑對物料中的有效成份解吸已完全，再增加乙醇用量，只會增加有機溶劑的消耗，有效成份的得率也不會改變。

圖2 解吸劑用量對鹽酸小檗堿提取得率的影響

（3）提取時間的選擇

選用10 mL40%乙醇作為解吸劑、提取劑用量200 mL提取2次，分別改變提取時間，得到實驗結(jié)果如圖3a和3b所示。第一次提取需要1 min第二次提取需要5 min就能完成整個提取過程，其原因主要有兩部分：一是通過前面的解吸作用，使得植物細胞中的有效成分從結(jié)合狀態(tài)中被解吸出來，并且有一部分有效成分通過濃度差的作用被轉(zhuǎn)移到了細胞外部，在內(nèi)部沸騰前已部分完成了提取過程。二是在倒入熱溶劑后，由于物料細胞中含有大量的解吸劑，熱溶劑將細胞內(nèi)的解吸劑加熱并迅速使其氣化，沖破細胞膜的屏障將有效成分夾帶出去，加快了整個提取過程。

圖3a 第一次提取時間對鹽酸小檗堿提取得率的影響

圖3b 第二次內(nèi)部沸騰的時間對鹽酸小檗堿提取得率的影響

（4）提取劑用量的選擇

選用10 mL40%乙醇作為解吸劑、第一次提取1 min第二次提取5 min，改變提取劑用量，得到實驗結(jié)果如圖4所示。當黃連料液比為 1∶40時熱溶劑用量達到最佳值，如果熱溶劑用量不夠，有效成分就不能被充分洗脫出來。但熱溶劑用量過多會有三方面的不利因素：一是熱溶劑用量越多，溶解的雜質(zhì)越多，會影響最終產(chǎn)品的純度；二是內(nèi)部沸騰提取時需要用一定溫度的熱溶劑，熱溶劑用量越多，能耗越大，而且后續(xù)濃縮所需能耗也越大；三是在提取率增加不大的情況下大量增加熱溶劑的用量，在水資源日益枯竭的今天，也是一種浪費。

圖4 熱溶劑用量對鹽酸小檗堿提取得率的影響

3.2 傳統(tǒng)法與解吸-內(nèi)部沸騰兩步法的比較

（1）解吸-內(nèi)部沸騰兩步法最佳提取工藝參數(shù)

表1 兩步法提取的最佳工藝參數(shù)

（2）傳統(tǒng)醇提法的影響

圖5是傳統(tǒng)醇提法提取時間對鹽酸小檗堿提取得率影響圖，從圖5中可以看出提取時間達到60 min后，提取得率約為10.14%，可認為在60 min后鹽酸小檗堿得率已經(jīng)達到最大值。

圖5 傳統(tǒng)提取法提取時間對鹽酸小檗堿提取得率的影響

（3）傳統(tǒng)法與解吸-內(nèi)部沸騰兩步法的對比

表2 提取黃連中兩步法與傳統(tǒng)法比較

從表2可以看到解吸-內(nèi)部沸騰兩步法比傳統(tǒng)醇提法提取時間分別減少了10倍，雖然兩步法與傳統(tǒng)醇提法的得率基本相同，但是乙醇用量確比醇提法要節(jié)省很多，并且兩步法的浸膏得率明顯優(yōu)于傳統(tǒng)醇提法，可見兩步法的提取效果比傳統(tǒng)法要好。

4 小結(jié)

從黃連中提取鹽酸小檗堿是大學天然產(chǎn)物方向生物堿提取的主要實驗之一，但是采用傳統(tǒng)醇提法提取時間長，影響實驗的連續(xù)性。本實驗采用解吸-內(nèi)部沸騰兩步法代替?zhèn)鹘y(tǒng)方法提取，所得提取工藝提取時間短、乙醇消耗少和浸膏有效成分含量高，有效的提高了實驗效率和經(jīng)濟性。

[1]龐婕,王德珍,鄒宗堯,等.黃連須生物堿時空分布及產(chǎn)地加工工藝研究[J].中藥材,2014,27(3): 397-400.

[2]陳曉光,韋藤幼,彭夢微,等.內(nèi)部沸騰法提取香菇多糖的工藝優(yōu)化[J].食品科學,2011,32(10):31-34.

[3]彭夢微,韋藤幼,陳曉光,等.減壓內(nèi)部沸騰法提取穿心蓮內(nèi)酯的工藝研究[J].時珍國醫(yī)國藥,2011,22(9):2244-2246.

[4]李春玲,翁艷英,趙鐘興,等.三七總皂苷的減壓內(nèi)部沸騰提取及樹脂吸附分離[J].時珍國醫(yī)國藥,2009,20(2):272-373.

[5]徐華東,郝瑞然,韋藤幼,等.減壓內(nèi)部沸騰法提取野葛根中的葛根異黃酮[J].天然產(chǎn)物研究與開發(fā),2008,20:349-352.

[6]趙鐘興,韋藤幼,郝瑞然,等.從金銀花中提取綠原酸生產(chǎn)工藝的改進[J].時珍國醫(yī)國藥,2004,15(12):829-830.

[7]趙鐘興,王飛,韋藤幼,等.采用解吸-熱提兩步法提取銀杏葉中黃酮的研究[J].廣西科學,2005,12(2):127-129, 132.

[8]韋藤幼,趙鐘興,郝瑞然,等.內(nèi)部沸騰強化肉桂皮中肉桂醛的提取工藝和機理[J].林產(chǎn)化學與工業(yè),2006,26(3):63-65.