蒼耳子中總生物堿微波輔助提取工藝研究

高齊，段歡，趙攀登

（陜西理工學院化學與環(huán)境科學學院，陜西 漢中 723001）

蒼耳子是蒼耳的帶總苞的果實。它又名枱耳實、牛虱子、胡寢子、蒼郎種、棉螳螂、蒼子、胡蒼子、餓虱子、蒼棵子、蒼耳蒺藜等，是常用的中草藥，具有散風除濕通竅等功效。但蒼耳為有毒植物，以果實即蒼耳子為最毒，使用須嚴格遵照醫(yī)囑。中國蒼耳子在臨床上主要用于風寒頭痛，鼻淵流涕，四肢拘攣，風疹瘙癢等病癥的治療［1］。另外蒼耳子還有抗病毒、消炎、鎮(zhèn)痛作用［2－3］。 生物堿類化合物廣泛存在于許多植物中。隨著近幾年分離提取技術的發(fā)展，生物堿已被應用于多種產品中。生物堿類化合物具有抗病毒、抗炎癥、抗過敏、抗癌等多種生物活性和藥理作用，在醫(yī)藥、食品、保健等領域被廣泛應用［4－5］。生物堿是蒼耳子中主要的活性成分之一，筆者利用微波輔助提取并測定蒼耳子中總生物堿含量，通過單因素和正交試驗確定其最佳提取條件，為蒼耳子進一步開發(fā)利用提供了參考。

實驗室提取生物堿常用的方法有微波輔助法、超聲波輔助法、有機溶劑提取法、回流提取法、超臨界萃取法、離子交換樹脂法等。其中，微波輔助法加熱快、升溫高、消解能力強，大大縮短了溶樣時間，且產率較高，備受研究者的親睞。

1 實驗部分

1.1 材料試劑與儀器

1.1.1 材料試劑

蒼耳子：漢中本地采摘；無水乙醇，氫氧化鈉，甲醇，均為分析純，市售。

1.1.2 儀器

WF－2000微波快速反應系統(tǒng)：上海屹堯分析儀器有限公司；TDL－5離心機：上海安亭科學儀器廠；FW117中草藥粉碎機：天津泰斯特儀器有限公司；DGG－9140B型電熱恒溫鼓風干燥箱：上海森信實驗儀器有限公司；SHZ－D（Ⅲ）循環(huán)水式真空泵：鞏義市予華儀器有限責任公司；GR－200電子天平：日本AND公司。

1.2 原料預處理

將蒼耳子用粉碎機粉碎，過60目篩子，置于50℃恒溫干燥箱中干燥至質量恒定。

1.3 蒼耳子生物堿提取液的制備

稱取1 g蒼耳子干粉，用一定體積分數(shù)的的乙醇作為提取劑，按設定好的料液比加入50 mL燒杯，攪拌5 min后移入微波快速反應系統(tǒng)中，在一定的微波時間、微波溫度、微波功率下進行微波處理。然后真空抽濾，取5 mL濾液移至25 mL試管中，用無水乙醇定容至刻度，以磁力攪拌5 min后，進行減壓蒸餾（真空度 P ＝ 0.1 atm，t＝ 60℃），把餾出液于3000 r／min下進行第一次離心分離。分離結束后，取上層清液8 mL加入10%的NaOH至沒有明顯沉淀產生時，放入離心機中進行第二次離心8 min。分離結束后取下層沉淀放入干燥箱中干燥至質量恒定，然后稱量計算產率。

1.4 總生物堿提取率的計算

式中：m1為粗提取物質量（g）；m 為樣品質量（g）。

2 結果與討論

2.1 單因素試驗

2.1.1 Φ（乙醇）的影響

稱取1.0000 g蒼耳子干粉5份，在微波溫度為50℃、料液比為1∶25、微波時間為4 min的條件下，分別用 Φ（乙醇）為 50%、60%、70%、80%、90%的溶液，按1.3的方法進行試驗，計算總生物堿提取率，結果見表1所示。

表1 Φ（乙醇）對總生物堿提取率的影響

表1表明，總生物堿的提取率隨著Φ（乙醇）體積分數(shù)的增大逐漸增加，但到一定程度又逐漸減小，當Φ（乙醇）等于70%時，提取率達到最大。原因可能是適當?shù)乃执嬖跁龠M微波對細胞的作用。乙醇體積分數(shù)太大，水分則減少，從而影響生物堿的提取效果。所以選Φ（乙醇）為70%較好。

2.1.2 料液比的影響

稱取1.0000 g蒼耳子干粉5份，按1.3的方法在Φ（乙醇）為70%、微波溫度為50℃、微波時間為4 min進行試驗，計算總生物堿提取率，結果見表2所示。

表2 料液比對總生物堿提取率的影響

隨著料液比的增加，總生物堿提取率增加，當料液比達到1∶25時，再增大料液比，總生物堿提取率基本不變，這是因為在料液比足夠大時，蒼耳子中總生物堿已充分溶出，所以繼續(xù)增大料液比時，總生物堿提取率基本不變，考慮到節(jié)約成本的需要，確定料液比為1∶25為宜。

2.1.3 微波時間的影響

稱取1.0000 g蒼耳子干粉5份，按1.3的試驗方法，在 Φ（乙醇）為 70% ，料液比為 1∶25（g／mL），微波溫度為50℃的條件下，分別取微波時間為 2 min、3 min、4 min、5 min、6 min 進行試驗，計算總生物堿提取率，結果如表3所示。

表3 微波時間對總生物堿提取率的影響

由表3可知，隨著微波時間的延長，生物堿提取率先增后減，5 min時達到最大。其原因可能是，微波時間太短，蒼耳子中的生物堿不能完全析出，使得其提取不充分。而微波時間過長，則會使生物堿分解。因此，通過實驗可知，微波時間以5 min較為適宜。

2.1.4 微波溫度的影響

稱取1.0000 g蒼耳子干粉5份，按1.3的試驗方法，在 Φ（乙醇）為 70%、料液比為 1∶25（g／mL）、提取時間為5 min的條件下，分別取微波溫度為30℃、40℃、50℃、60℃、70℃進行試驗，計算總生物堿提取率，結果如表4所示。

表4 微波溫度對總生物堿提取率的影響

由表4可知，隨著溫度的升高，總生物堿提取率先增加后減小，當溫度達到50℃時，總生物堿的提取率達到最大值；繼續(xù)升高溫度，總生物堿提取率反而下降。這可能是溫度過高破壞了生物堿的結構，同時考慮到溫度太高，提取費用大，故以50℃為較佳提取溫度。

2.2 正交試驗

2.2.1 正交試驗設計

在單因素試驗的基礎上，選取Φ（乙醇）、料液比、微波溫度、微波時間四個因素，選擇L9（34）正交表安排實驗，因素水平表見表5。

表5 正交試驗因素水平表

2.2.2 正交試驗結果及極差分析

正交試驗結果及極差分析見表6。

表6 正交試驗結果及極差分析

所在列 1 2 3 4 實驗結果微波時間／min實驗7 3 1 3 2 1.937實驗8 3 2 1 3 1.694實驗9 3 3 2 1 1.576均值1 1.769 1.725 1.800 1.705均值2 2.138 2.031 1.891 2.168均值3 1.736 1.886 1.951 1.770極差 0.402 0.306 0.151 0.463因素 乙醇濃度／%料液比／（g/mL）微波溫度／℃

由表6可知，四個因素中，對總生物堿提取率的影響主次順序為微波時間＞Φ （乙醇）＞料液比＞微波溫度，影響因素較大的是料液比和微波時間，因此在工業(yè)生產過程中應嚴格控制料液比和微波時間。最佳工藝條件為：Φ（乙醇）為70%、料液比為1∶25、微波時間為5 min、微波溫度為50℃。

2.3 最佳提取條件的驗證

在2.2中的最佳工藝條件即Φ （乙醇）為70%、料液比為1∶25、微波時間為5 min、微波溫度為50℃，進行驗證試驗，測定并計算總生物堿提取率，平行三組，取平均值，得最佳工藝條件下總生物堿的提取率為2.410%。

3 結論

蒼耳子中提取總生物堿的最佳工藝條件是：Φ（乙醇）為 70%、料液比為 1∶25、微波時間為 5 min、微波溫度為50℃；影響因素的主次關系為：料液比＞微波時間＞微波溫度＞Φ（乙醇），在最佳工藝條件下，總生物堿提取率為2.410%。

蒼耳子中總生物堿提取時，要控制微波溫度，溫度太高會破壞生物堿結構，同時還要控制料液比和微波時間，以保證較高的提取率。

［1］吳志瑰，褚曉蘭，范崔生.蒼耳的本草考證［J］.中藥材，2002，10：745.

［2］尹靖先，車曉彥，鄧曉鴻.蒼耳子質量標準研究［J］.成都中醫(yī)學大學學報，2004，9：52.

［3］劉林，于純，徐良，等.益母草總生物堿抗炎鎮(zhèn)痛作用的研究［J］.臨床醫(yī)學實踐，2008，1（11）：934－935.

［4］陸強.響應面法優(yōu)化益母草中總生物堿提取工藝［J］.中醫(yī)藥導報，2011，17（12）：72－73.

［5］鄭尚輝.中藥附子臨床藥理及應用［J］.內蒙古中醫(yī)學，2012，31（9）：69－71.

［6］王帥，陳根元，吳奇書，等.不同提取方法對小花棘豆總生物堿提取率的影響 ［J］.光譜實驗室，2011，28（6）：2892－2893.