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1、1正交法优化葛根超临界提取工艺研究作者：王龙虎，叶秀珠，宋彦廷，刘雪松，陈勇【摘要 】 目的 研究超临界萃取工艺提取葛根浸膏的新技术。方法 采用正交试验法，以葛根素的提取率为技术指标，考察原料、温度、压力、CO2 流量萃取时间和共溶剂用量等工艺条件对提取效果的影响。结果 确定如下超临界提取葛根的优选条：原料葛根粉碎到平均粒度（0.20mm） ，加入（1：1，w/w）共溶剂乙醇，在 50和 25mPa 下，以 15L/h 流量的 CO2 萃取 3h，葛根素的提取率达到 1.85%，高于文献报道的微波提取方法。结论 乙醇辅助超临界提取葛根方法具有快速、高效和浸膏杂质少的优点。 【关键词】 葛根；葛
2、根素；高效液相色谱；超临界流体萃取【Abstract】 Objective To investigate supercritical fluid extraction（SFE）of Radix Puerariae.Methods Conditions for the supercritical CO2 extraction were studied by orthogonal experimental design according to the content of puerarin in the extract.Results The optimum conditions for SFE
3、 of Radix Puerariae were found as 50,25mPa,using the ethanol as the 2modifier（1:1,w/w） ,and with the CO2 flow rate of 15L/h for 3h.The most content of Puerarin was determinate by HPLC after the collection,the extraction rate reach 1.85%.Conclusion The experimental results can be used for confirming
4、process for extraction of Radix Puerariae and for the industrial production.【Key words】 Radix Puerariae;Puerarin;HPLC;supercritical fluid extraction葛根为豆科植物野葛 Puerariae lobata（Willd. ）Ohwi 的干燥根，系常用中药， 中国药典收载。葛根素是葛根的主要有效成分，在降低血压和心肌耗氧量、抗心律失常和限制心肌梗死范围等方面具有较好疗效1 。目前，文献报道的从葛根中提取分离葛根素的方法有乙醇加热回流法、渗滤法、超声提取、微
5、波辅助萃取和加压溶剂提取等27 ，这些方法大多存在工艺流程长、耗费大、提取效率低、有机溶剂残留等缺点。超临界萃取（Supercritical Fluid Extraction,SFE）具有工艺流程短、提取效率高、无污染等诸多优点。CO2 是唯一工业化应用的超临界流体，其超临界状态较易达到，而且对产品无副作用，故在中药浸膏和有效组分的提取中应用很广泛810 。3由于葛根的主要有效成分是以葛根素为代表的异黄酮类化合物，这些物质一般在 CO2 的溶解度较低，单纯的超临界 CO2 萃取的效果很差。本文采用加入共溶剂的改良工艺，取得了较好的提取率，为葛根提取工艺的研究和开发提供了新的技术思路。1 仪器与
6、药品超临界萃取装置由江苏南通华安超临界萃取有限公司提供，型号为 HA220-50-06。超临界流体萃取的工艺流程如图 1 所示。葛根药材（杭州中药饮片厂） ；葛根素对照品（浙江省药检所） ；CO2（纯度99%，由杭州凯天气体公司提供） ；95%乙醇（药用级）。2 方法2.1 葛根素的含量测定方法2.1.1 高效液相色谱条件 色谱柱：C18 色谱柱（250mm4.6mm,5m） ；流动相 A 为纯水；流动相 B 为甲醇，线形梯度洗脱，程序为 015min 内，B 体积分数25%30%；1516min 内，B 体积分数30%70%；1620min 内，B 体积分数 70%；2021min 内，4B
7、 体积分数 70%25%；检测波长 250nm；进样量 10l；柱温35；流速 0.7ml/min。1 CO2 钢瓶 2 净化器 3 携带剂 4 冰箱 5 混合器 6 净化器 7 萃取缸 8 分离器 9 分离器图 1 临界流体萃取实验装置2.1.2 对照品溶液的制备 精密称取葛根素对照品 20.5mg，置10ml 量瓶中，加 75%甲醇水溶液稀释至刻度，摇匀；精密吸取1.0ml，置 25ml 量瓶中，加 75%甲醇溶液稀释至刻度，摇匀，即得对照品溶液（每 1ml 含葛根素 82g） 。2.1.3 供试品溶液的制备 将葛根的超临界 CO2 萃取物减压浓缩后，得到浅黄色浸膏。精确称取 0.1g 浸
8、膏，置 5ml 容量瓶中，加适量 75%甲醇水溶液，超声搅拌 30min，使浸膏尽量溶解，定容至刻度。摇匀，以 0.45m 的微孔滤膜滤过，弃去初滤液，取续滤液，即为供试品溶液。2.2 超临界提取工艺 将经过粉碎得到的葛根粉末加入适量的共溶剂乙醇，用超临界流体 CO2 进行超临界流体萃取实验。实验的萃取压力为 1530mPa，萃取温度为 40 70 ，萃取时间为100 240min，分离釜的解析压力分别为 6mPa 和 4.5mPa，CO2循环萃取。5超临界 CO2 萃取过程是一个复杂体系，工艺参数的影响因素比较多，其中有些显著，需要严格控制；有些不明显，操作范围相对较宽。为了减少实验工作量，
9、本文采用正交试验研究超临界萃取葛根素的工艺方法。按照 L9（34）正交表进行设计，选定考察的四个工艺因素为：萃取压力（A） 、萃取温度（B） 、原料的粒度（C）和乙醇比例（D） 。其他条件为：萃取时间 3h，CO2 流量 15L/h，分离釜的压力分别为 6mPa 和 4.5mPa。因素水平见表 1。 表 1 因素水平表注：R 为乙醇与物料的质量比3 结果与讨论3.1 正交试验结果 见表 2、表 3。表 2 和表 3 分别列出了正交试验结果和方差分析。由表 2 可知，因素 A 有显著影响。因素的影响次序为：ABDC。根据表 2 和表 3，得到本实验范围内的最佳工艺条件是 A3B2C3D1。因此，
10、得到超临界萃取葛根浸膏的优选工艺为：原料平均粒度 0.20mm，共溶剂乙醇的用量为（1：1，w/w） ，萃取压力 25mPa，萃取温度 50 ，CO2 流量15L/h，萃取时间 3h。表 2 L9（34）正交实验设计及结果 表 3 正交实验方差分析注：+：F0.05 （2，2）=19.00，+ ：F0.1 （2，2）=9.0063.2 最佳工艺验证试验 根据上述最佳的工艺条件，取已粉碎的葛根药材进行多次重复提取实验（n=5 ） 。然后从超临界提取的浸膏中取样，进行葛根素定量分析，计算葛根素的提取率，结果列于表4。乙醇共溶剂超临界 CO2 提取葛根，葛根素的平均得率为18.5mg/g，明显高于微
11、波提取工艺的得率（9.2mg/g） 2 。表 4 优化条件下超临界萃取实验结果对照葛根中葛根素的分析结果，可知在优选条件下葛根素 SFE的提取率达到 95%以上，提取效果良好。研究结果表明，采用乙醇作为共溶剂的超临界 CO2 萃取工艺能较好地提取葛根中的异黄酮化合物。不仅如此，由于 CO2 对多糖、蛋白质等大分子的溶解度极低，提取的选择性较高，故 SFE 得到的浸膏比传统的溶剂法要干净，这样有利于后续的分离和纯化过程。【参考文献】1 刘新元，何永志，王倩，等.HPLC 法测定葛根素氯化钠注射液中葛根素的含量.中草药，2001 ，32（9 ）：795-796.2 马海乐，王超，刘伟民.葛根总黄酮
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