超臨界萃取法提取傳統(tǒng)香藥中的揮發(fā)油的醒腦提神香薰產(chǎn)品制備工藝的建立和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究

初洪波，劉 聰，劉艷華，成光宇*

（1.長(zhǎng)春中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院，長(zhǎng)春 130021；2.長(zhǎng)春中醫(yī)藥大學(xué)，長(zhǎng)春 130117）

本研究采用CO2超臨界流體萃取技術(shù)提取傳統(tǒng)中藥薄荷、陳皮、辛夷和人參花中的揮發(fā)油類(lèi)成分制成醒腦提神1 號(hào)香薰產(chǎn)品[1-4]。

1 材料與儀器

粉碎設(shè)備：高速中藥粉碎機(jī)（HX-400A，浙江永康溪岸）；超聲設(shè)備：超聲波清洗器（KH-250D，江蘇昆山禾創(chuàng)）；萃取設(shè)備：（HA-221-50-05-C，南通華安超臨界萃取有限公司）；稱(chēng)量?jī)x器：電子分析天平（CP225D，德國(guó)賽多利斯）；薄層色譜成像系統(tǒng):瑞士CAMAG 公司。試劑、對(duì)照品和對(duì)照藥材：試劑均為分析純；陳皮對(duì)照藥材，批號(hào)：120969-201806、辛夷（望春花）對(duì)照藥材，批號(hào)：121079-201710。供試樣品：醒腦提神1 號(hào)（批號(hào)：20200601）、樣品2（批號(hào)：20200602）、樣品3（批號(hào)：20200603）。

2 制備工藝

2.1 醒腦提神香薰1 號(hào)的制備工藝 稱(chēng)取過(guò)10 目篩的藥材粉末100 g（重量比為薄荷:陳皮:辛夷:人參花=1:1:1:1），置于萃取釜內(nèi)進(jìn)行超臨界萃取。通過(guò)單因素考察及正交試驗(yàn)選擇最佳萃取條件[5-8]。采用走珠瓶的形式，通過(guò)提神強(qiáng)弱、提神持久性、香味好感度、透明度進(jìn)行感官判斷，確定了配方比例。

2.1.1 單因素的考察

2.1.1.1 萃取壓力 萃取溫度50℃，流量為20 L/h，時(shí)間為2 h。稱(chēng)取藥材6 份，每份100 g（重量比為薄荷:陳皮:辛夷:人參花=1:1:1:1），粉碎過(guò)10 目篩。第1次為15 MPa，2 至5 次每次增加5 MPa 測(cè)定測(cè)定揮發(fā)油重量，第6 次為40 MPa，計(jì)算每次揮發(fā)油得率。萃取壓力對(duì)揮發(fā)油得率影響的結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1 萃取壓力對(duì)揮發(fā)油得率的影響

選擇30 MPa 為最佳萃取壓力，分析其原因：CO2超臨界流體萃取時(shí)，由于壓力的上升使CO2密度增大，萃取效率提高，故在15 MPa 至30 MPa 的區(qū)間，揮發(fā)油得率呈上升趨勢(shì)。但當(dāng)壓力超過(guò)30 MPa 以后，CO2流體密度就一步增大，使其擴(kuò)散減小，進(jìn)而減少CO2流體與藥材之間的接觸，故在30 MPa至40 MPa的區(qū)間，揮發(fā)油得率呈下降趨勢(shì)。

2.1.1.2 萃取溫度（萃取壓力30 MPa，流量為20 L/h，萃取時(shí)間為2 h）稱(chēng)取藥材6 份，每份100 g（薄荷:陳皮:辛夷:人參花重量比為=1:1:1:1），粉碎過(guò)10目篩。第1 次為40℃，2 至5 次每次增加5 ℃測(cè)定測(cè)定揮發(fā)油重量，第6 次為65 ℃，計(jì)算每次揮發(fā)油得率。萃取溫度對(duì)揮發(fā)油得率影響的結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 萃取溫度對(duì)揮發(fā)油得率的影響

選擇55℃為最佳萃取溫度，分析其原因：CO2超臨界流體萃取時(shí)，由于溫度的上升使CO2超臨界流體粘度下降，擴(kuò)散增大，萃取效率提高，故在 40 ℃至55 ℃的區(qū)間，揮發(fā)油得率呈上升趨勢(shì)。但當(dāng)溫度超過(guò)55 ℃以后，CO2流體密度進(jìn)一步降低，導(dǎo)致對(duì)揮發(fā)油的溶解度降低，故在55 ℃至65 ℃的區(qū)間，揮發(fā)油得率呈下降趨勢(shì)。

2.1.1.3 萃取時(shí)間 萃取壓力30 MPa，流量為20 L/h，萃取溫度為50 ℃。稱(chēng)取藥材6 份，每份100 g（重量比為薄荷:陳皮:辛夷:人參花=1:1:1:1），粉碎過(guò)20 目篩。第1 次為1 h，2 至5 次每次增加0.5 h 測(cè)定測(cè)定揮發(fā)油重量，第6 次為3.5 h，計(jì)算每次揮發(fā)油得率。萃取時(shí)間對(duì)揮發(fā)油得率影響的結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3 萃取時(shí)間對(duì)揮發(fā)油得率的影響

選擇2.5 h 為最佳萃取時(shí)間，分析其原因：在流量恒定時(shí)，CO2超臨界流體萃取時(shí)，隨著萃取時(shí)間的延長(zhǎng)，產(chǎn)率也相應(yīng)的增大，故在1 h 至2.5 h 的區(qū)間，揮發(fā)油得率呈上升趨勢(shì)。但當(dāng)時(shí)間超過(guò)2.5 h 以后，醒腦提神方中的揮發(fā)油基本萃取完全，所以揮發(fā)油得率變化不顯著。

2.1.2 正交試驗(yàn) 在單因素考察的基礎(chǔ)上，需要進(jìn)行正交試驗(yàn)，按L9（34）設(shè)計(jì)試驗(yàn)，進(jìn)一步考察在壓力、溫度、時(shí)間的作用下，對(duì)揮發(fā)油得率的影響。（表1、表2、表3 分別是因素水平設(shè)計(jì)和結(jié)果）

表1 正交試驗(yàn)因素水平表

表2 CO2 超臨界流體萃取揮發(fā)油正交試驗(yàn)直觀分析結(jié)果

表3 CO2 超臨界流體萃取油正交試驗(yàn)方差分析結(jié)果

從表2（直觀分析）的結(jié)果，確定工藝中的萃取壓力、萃取溫度和萃取時(shí)間分別為30 Mpa、60 ℃和2.5 h，即A2B3C2。

從表3（方差分析）的結(jié)果可知，影響因素的主次關(guān)系依次為萃取壓力（因素A）、萃取溫度（因素B、萃取時(shí)間（因素C），萃取時(shí)間（因素B）沒(méi)有顯著性影響。從節(jié)約能源出發(fā)，確定工藝的萃取壓力、萃取溫度和萃取時(shí)間分別為30 Mpa、60 ℃和2 h，即A2B3C1。

綜合表2 和表3 的結(jié)果，確定醒腦提神方中揮發(fā)油提取工藝條件的萃取壓力、萃取溫度和萃取時(shí)間分別為30 Mpa、60 ℃和2 h。

2.1.3 驗(yàn)證試驗(yàn) 取過(guò)10目篩的醒腦提神方藥粉100 g，共3 份，按確定的工藝條件，測(cè)定揮發(fā)油得率。（結(jié)果見(jiàn)表4）。

表4 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果

揮發(fā)油的平均得率為3.87%，RSD 為1.55，證明了工藝條件的合理性和穩(wěn)定性。

3 醒腦提神1 號(hào)的制劑成形性研究

3.1 劑型的選定 醒腦提神1 號(hào)香薰產(chǎn)品采用走珠瓶的形式，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，攜帶和使用方便，涂抹均勻，并能通過(guò)走珠配合穴位按摩，兼具通鼻清涼和提神醒腦的作用。

3.2 原料的配比 為了更好地吸收和增加清涼感，醒腦提神1 號(hào)香薰產(chǎn)品還加入了適量的冰片和乙醇。同時(shí)純的植物精油不能直接用于皮膚表面，又加入了抗氧化強(qiáng)的葡萄籽油作為基礎(chǔ)油來(lái)稀釋超臨界提取的復(fù)方精油。從提神強(qiáng)弱、提神持久性、香味好感度、透明度等4 個(gè)方面進(jìn)行復(fù)方精油的感官判斷，確定CO2超臨界流體萃取的復(fù)方精油配方比例為：0.5%冰片乙醇溶液:超臨界提取揮發(fā)油:葡萄籽油=1:2:20[9-11]。

4 鑒別方法

4.1 陳皮的薄層鑒別 供試品溶液制備 取醒腦提神1 號(hào)內(nèi)容液20 mL，置250 mL 圓底燒瓶中，加水150 mL，連接揮發(fā)油測(cè)定器，測(cè)定器上端加水（充滿(mǎn)刻度并溢流入燒瓶），加乙酸乙酯2 mL 至測(cè)定器，連接回流冷凝管，加熱回流2 h，分取乙酸乙酯層。對(duì)照藥材溶液制備：取陳皮對(duì)照藥材1 g，加乙醚10 mL，超聲處理10 min，濾過(guò)，揮干，殘?jiān)右宜嵋阴? mL使溶解。陰性對(duì)照溶液制備：先根據(jù)處方稱(chēng)取藥材，制成不含陳皮的陰性對(duì)照樣品，然后根據(jù)供試品溶液的制備方法制成。點(diǎn)樣量：吸取上述三種溶液各5 μL，分別點(diǎn)于同一硅膠G 薄層板上。展開(kāi)劑：正己烷-醋酸乙酯（9:1）為展開(kāi)劑。顯色方式：置紫外光燈（365 nm）下檢視。層析結(jié)果見(jiàn)圖4。

圖4 陳皮薄層鑒別

4.2 辛夷的薄層鑒別 供試品溶液制備 取醒腦提神1號(hào)20 mL，置250 mL 圓底燒瓶中，加水150 mL，連接揮發(fā)油測(cè)定器，測(cè)定器上端加水（充滿(mǎn)刻度并溢流入燒瓶），加乙酸乙酯2 mL 至測(cè)定器，連接回流冷凝管，加熱回流2 h，分取乙酸乙酯層。對(duì)照藥材溶液制備：取辛夷對(duì)照藥材1 g，加乙醚10 mL，超聲處理10 min，濾過(guò)，揮干，殘?jiān)迎h(huán)己烷1 mL 使溶解。陰性對(duì)照溶液制備：先根據(jù)處方稱(chēng)取藥材，制成不含辛夷的陰性對(duì)照樣品，然后根據(jù)供試品溶液的制備方法制成。點(diǎn)樣量：吸取上述三種溶液各5 μL，分別點(diǎn)于同一硅膠GF254 薄層板上。展開(kāi)劑：環(huán)己烷-乙酸乙酯-冰醋酸（11:2:0.2）。顯色方式：置紫外光燈（254 nm）下檢視。層析結(jié)果見(jiàn)圖5。

圖5 辛夷薄層鑒別

5 小結(jié)

醒腦提神1 號(hào)香薰產(chǎn)品確定了最佳的超臨界萃取工藝，香薰產(chǎn)品包裝采用走珠瓶，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，攜帶使用方便，涂抹均勻并能穴位按摩，具有通鼻清涼和提神醒腦的作用。代表性藥材的薄層色譜鑒別專(zhuān)屬性及重現(xiàn)性良好。所制得的醒腦提神1 號(hào)香薰產(chǎn)品氣味清新，配比天然，提神醒腦效果好[12-16]。