超临界二氧化碳萃取肠激一号方挥发性成分的工艺研究

(1.广州中医药大学,广东广州 510405;2.广州中医药大学第一附属医院,广东广州 510405)

肠激一号方由白术、防风、陈皮、枳壳等13味中药组成,为广州中医药大学第一附属医院消化内科多位专家长年应用的经验方,用于治疗腹泻型肠易激综合征,疗效确切。超临界二氧化碳(SFE-CO2)萃取法具有提取温度低、时间短、无有机溶剂残留,而且可以提供惰性环境避免产物氧化等特点,使挥发性成分收率和产品质量都有所提高。本实验采用此法对4味药材的挥发性成分进行提取,达到高效、环保、快速等目的。

1、材料与仪器

1.1、药材:白术(产地:浙江;批号:080701)、防风(产地:黑龙江;批号:080701)、枳壳(产地:江西;批号:080701)、陈皮(产地:广东;批号:080701)分别粉碎成20目粗粉,购自广州致信药材饮片有限公司。药材均经过笔者检验鉴定符合《中国药典》2005版Ⅰ部相关项下规定。

1.2、仪器:BP211D型电子分析天平;HA121-50-05型超临界萃取装置(江苏华安科研仪器有限公司)。二氧化碳为食品级,含量99%以上。

2、方法与结果

2.1、单因素考察SF-CO2提取影响因素:白术、防风、陈皮、枳壳粉末共420g,置于超临界CO2萃取装置中进行提取。提取条件:解析釜Ⅰ压力8MPa,解析釜Ⅱ压力6MPa,解析釜Ⅰ,Ⅱ温度均为45℃,CO2流量为25L·h-1 。萃取压力单因素考察在萃取温度55℃,萃取时间2.5h的条件下调节萃取压力。萃取温度单因素考察在萃取压力25MPa,萃取时间为2.5h的条件下调节萃取温度。萃取时间单因素考察在萃取温度55℃,萃取压力25MPa的条件下改变萃取时间。分别称取萃取物重量。见表1~3。

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以上单因素考察显示,萃取压力、萃取温度、萃取时间的拐点数据分别为25MPa,65℃,3h。

2.2、正交实验优化SFE-CO2工艺条件

2.2.1、因素水平的设定:根据SFE-CO2的影响因素及单因素考察结果,选定萃取压力、萃取温度、萃取时间为3个因素,各因素3水平,考察萃取压力、萃取温度、萃取时间对肠激一号方挥发性成分提取的影响,因素水平设计见表4。

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2.2.2、正交实验方法:按处方量称取药材粉末共420g,置于超临界CO2装置的萃取釜中按正交设定条件调节萃取温度和萃取压力和萃取时间,温度和压力均达到设定条件平衡后,开始循环萃取,萃取过程中,CO2流量控制在25L·h-1,收集分离釜的提取物,称取萃取物的重量。

2.2.3、正交实验结果与分析:根据正交实验结果,分别对有关数据进行直观分析及方差分析,结果见表5~6。

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由表5直观分析可知,极差A>C>B,由方差分析也同样显示因素A萃取压力对挥发性成分的提取有显著性影响(P<0.05),因素B萃取温度和因素C萃取时间对挥发性成分的提取有较大的影响,各因素的影响程度依次为萃取压力>萃取时间>萃取温度。对各因素的к值进行分析,结果表明最佳条件是A3B3C3,但考虑到因素B萃取温度对挥发性成分的影响不是太大,结合经济成本,最终确定最佳方案为A3B2C3,即萃取压强25MPa,萃取温度为55℃ ,萃取时间为3h。

2.2.4、验证实验:因为正交表中并没包含上述最佳方案A3B2C3,因此需按最佳工艺进行验证实验,重复最优化方案A3B2C33次,称得萃取物重量见表7,平均提取率2.75% ,RSD=2.13%,验证表明有较高的提取率,工艺合理、可行。

萃取物得率(%)= (萃取物重/原粉末重量)×100%

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3、讨论

3.1、粉碎度考察:依据文献及预试验,萃取固体物质中有效成分时,不论是溶剂扩散到固体的内部,将溶剂溶解,再从固体中扩散出来,还是溶质先扩散到固体表面,再被溶剂溶解,其溶解度的大小都与固体粒度有很大的关系,粒度减小,可以增加固体与溶剂的接触面积,使萃取速度显著提高。对于中草药的根茎及花、全草、叶类药材,一般粉碎在1O~40目;物料过细容易进入管道而阻塞,也会有部分细粉进入萃取物,影响产品质量。所以将萃取的药材粉碎为20目粗粉。