丁艷芬，陳金東，黎福南,4，楊崇仁,4，李海舟

(1.云南維和藥業(yè)股份有限公司，云南 昆明 653100；2.云南省植物提取物工程研究中心，云南 昆明 653100；3.昆明理工大學(xué)，云南 昆明 650093；4.中國科學(xué)院 昆明植物研究所，云南 昆明 653100)

中藥工業(yè)

三七總皂苷超聲波提取工藝研究△

丁艷芬1,2,3*，陳金東1,2，黎福南1,2,4，楊崇仁1,2,4，李海舟3

(1.云南維和藥業(yè)股份有限公司，云南 昆明 653100；2.云南省植物提取物工程研究中心，云南 昆明 653100；3.昆明理工大學(xué)，云南 昆明 650093；4.中國科學(xué)院 昆明植物研究所，云南 昆明 653100)

目的優(yōu)化三七中三七總皂苷的超聲波提取工藝。方法采用高效液相色譜法，以提取物中三七總皂苷含量和收率為考察指標(biāo),應(yīng)用正交試驗(yàn)法對(duì)提取工藝進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果以75 %的乙醇為提取溶媒,超聲波高頻(50 kHZ)提取4次,每次30 min,提取溫度40 ℃，經(jīng)純化后三七總皂苷(以R1、Rg1、Rb1、Re、Rd的總含量計(jì))達(dá)80 %以上，提取物收率達(dá)到12 %以上。結(jié)論該工藝簡(jiǎn)便易行,提取率高,生產(chǎn)成本低,適合工業(yè)生產(chǎn)。

三七總皂苷;提取工藝;高效液相;正交試驗(yàn)

三七總皂苷(notoginseng saponins,PNS)是中藥三七的主要生理活性物質(zhì)，由人參皂苷Rg1、Rb1、Re、Rd和三七皂苷R1等達(dá)瑪烷型四環(huán)三萜配糖體按一定的比例組成[1]，是生產(chǎn)血塞通和血栓通等中成藥和天然藥物的原料[2]?！吨袊幍洹?010年版規(guī)定PNS是用70 %乙醇提取三七的地下部分(包括根或根莖),經(jīng)大孔樹脂柱層析處理，脫色，精制，干燥即得[3]。由于對(duì)提取和精制工藝的具體操作過程沒有統(tǒng)一的規(guī)范，導(dǎo)致各單位生產(chǎn)的PNS的含量、組成、顏色等均不同，影響終端產(chǎn)品的質(zhì)量。按《中國藥典》規(guī)定的制備方法，進(jìn)一步優(yōu)化提取單元，優(yōu)選技術(shù)參數(shù)，才能保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。近年，化工工程技術(shù)單元不斷改進(jìn)，新技術(shù)的引入與推廣為植物提取開拓了新的領(lǐng)域，也為中藥提取技術(shù)的現(xiàn)代化提供了基礎(chǔ)。應(yīng)用現(xiàn)代植物提取工程技術(shù)，建立高效、低能耗、低成本的生產(chǎn)工藝，保證產(chǎn)品質(zhì)量。本試驗(yàn)采用正交試驗(yàn)法優(yōu)選PNS的超聲波提取工藝參數(shù)，為工業(yè)化生產(chǎn)提供指導(dǎo)意義的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料、試劑與儀器

1.1 材料與試劑

三七剪口采集于文山三七種植基地，經(jīng)中國科學(xué)院昆明植物研究所楊崇仁研究員鑒定，粉碎至3 mm。三七總皂苷(PNS)對(duì)照品(購于中國生物制品檢定所，5個(gè)主要皂苷成分的比例為R1-Rg1-Re-Rb1-Rd=7∶30∶4∶30∶7)。提取用乙醇符合藥用要求，甲醇為色譜純，乙腈為色譜純，其他試劑均為分析純。

1.2 儀器

提取設(shè)備：GDC-TG-ZS-4型超聲波提取儀(金百特工程機(jī)械公司)；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀；噴霧干燥儀；離心分離機(jī)；DM-130大孔吸附樹脂(山東魯抗)。

分析設(shè)備：高效液相色譜儀(Agilent 1200型)；ZORBAX SB-C18(4.6 mm×250 mm,5 μm)色譜柱。

2 方法

2.1 正交試驗(yàn)

2.1.1 因素和水平 選擇提取時(shí)間(A)、提取溫度(B)、提取次數(shù)(C)等3個(gè)因素，設(shè)計(jì)3個(gè)水平，選用L9(33)正交表。正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表1。

表1 正交試驗(yàn)考察因素及水平

2.1.2 正交試驗(yàn)與PNS的提取 取三七剪口9份，每份5 kg，加入5倍量的75 %的乙醇浸泡1 h(浸泡轉(zhuǎn)速15 r·min-1)后，超聲波高頻(50 kHZ)提取(提取轉(zhuǎn)速25 r·min-1)。提取液經(jīng)濃縮、澄清、離心、純化、噴霧干燥，即得PNS。以提取物中人參皂苷Rg1、Rb1、Re、Rd，以及三七皂苷R1的總含量(按《中國藥典》2010年版三七總皂苷項(xiàng)下檢測(cè))和收率(總皂苷量/投料量×100 %)為考察指標(biāo)，進(jìn)行分析總結(jié)。

3 結(jié)果

表2為正交試驗(yàn)結(jié)果，若以提取率為考察指標(biāo)，應(yīng)選擇的最佳工藝參數(shù)是A3B2C3，即提取4次，每次45 min，提取溫度為60 ℃。按此條件，PNS的收率是13.46 %，5個(gè)單體皂苷的含量是86.9 %。若以含量為考察指標(biāo)，則應(yīng)該選擇的最佳工藝參數(shù)是A2B2C1，即提取3次，每次45 min，提取溫度40 ℃。按此條件，PNS的收率為13.03 %，5個(gè)單體皂苷的含量為84.9 %。

為找到提取率和含量二者之間的最佳切合點(diǎn)，進(jìn)行了方差分析，結(jié)果如表3和表4。由表3可知，若以提取率為考察指標(biāo)，則A是顯著因素，B和C因素為不顯著因素。由表4可知，若以含量為考察指標(biāo)，則A、B、C均不是顯著因素。綜合考慮到能耗、時(shí)間等成本因素，選定最佳提取工藝條件為A3B1C1，即提取4次，每次30 min，提取溫度為40 ℃。

表2 正交試驗(yàn)結(jié)果

表3 提取率方差分析表

注：(1)n=2，(2)F0.05(2，2)=19

表4 含量方差分析表

注：(1)n=2，(2)F0.05(2，2)=19

4 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

以正交試驗(yàn)得到的優(yōu)化參數(shù)，即取三七剪口5 kg，加入5倍量的75 %的乙醇浸泡1 h(浸泡轉(zhuǎn)速15 r·min-1)后，超聲波高頻(50 kHZ)提取(提取轉(zhuǎn)速25 r·min-1)，提取4次，每次30 min，提取溫度為40 ℃，提取液經(jīng)濃縮、澄清、離心、純化、噴霧干燥，平行進(jìn)行3個(gè)批次的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表5。指紋圖譜見圖1。

表 5 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果 / %

圖1 三七總皂苷指紋圖譜

5 討論

超聲波是頻率在20 kHz～10 MHz的聲波，在超聲波的作用下，產(chǎn)生超聲空化，液體內(nèi)部的空化核形成強(qiáng)烈的沖擊波和微射流，產(chǎn)生聚能效應(yīng)，導(dǎo)致液體溫度升高，空化的微小氣泡爆裂，產(chǎn)生極大的壓力，促使介質(zhì)細(xì)胞瞬間破碎。同時(shí)，產(chǎn)生界面效應(yīng)和微擾效應(yīng)，使介質(zhì)表面積增大，促進(jìn)微孔擴(kuò)散，增加溶劑穿透力，提高提取效率。超聲提取基于液體的空化作用，加速提取過程的分散、均化、霧化過程，避免高溫對(duì)目標(biāo)成分的破壞。超聲波提取不僅速度快、效率高，而且室溫提取節(jié)約能源，對(duì)中藥與天然產(chǎn)物的提取，具有顯著的優(yōu)勢(shì)，已得到廣泛的認(rèn)同。在超聲波提取過程中，超聲功率、頻率、時(shí)間、以及超聲體系等空化因素均影響超聲提取的效能。因此，工藝參數(shù)的優(yōu)化對(duì)于提高超聲波提取的效率十分重要。

本試驗(yàn)在正交試驗(yàn)前從超聲波頻率、提取溶劑、原料的粒徑等3個(gè)方面進(jìn)行了對(duì)比研究，從研究結(jié)果可看出超聲波頻率、提取溶劑、原料的粒徑對(duì)三七總皂苷的提取效率和含量均影響較大，因此，本試驗(yàn)最終確定超聲波頻率為高頻，提取溶劑為75 %的乙醇，原料粒徑為3 mm最優(yōu)。

通過上述試驗(yàn)，PNS超聲波提取的優(yōu)化工藝為：取三七剪口粉碎成3 mm，加入5倍量的75 %的乙醇浸泡1 h后，開啟超聲波高頻(50 kHZ)，提取4次，每次30 min，提取溫度40 ℃，提取液經(jīng)分離純化后干燥，即得到PNS。PNS的含量以人參皂苷Rg1、Rb1、Re、Rd，以及三七皂苷R1的總量計(jì)，達(dá)80 %以上，提取收率達(dá)到12 %以上。

試驗(yàn)結(jié)果表明，利用超聲波的空化效應(yīng)，可以加速三七藥材的皂苷成分進(jìn)入溶劑，大大提高提取的效應(yīng)。超聲波提取三七總皂苷具有顯著的優(yōu)勢(shì)，不僅提取率高，而且縮短提取時(shí)間，降低能耗。該試驗(yàn)的研究結(jié)果，對(duì)規(guī)?；a(chǎn)起到一定的指導(dǎo)意義。產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)時(shí)還需根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要、設(shè)備條件、生產(chǎn)環(huán)境等進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

[1] 鮑建才,劉剛,叢登立.三七的化學(xué)成分研究進(jìn)展[J].中成藥,2006,28(2)：246-253.

[2] 張繼,趙朝偉,趙睿.三七的藥理作用研究進(jìn)展[J].中國藥業(yè),2003,12(11)：76-77.

[3] 國家藥典委員會(huì).中國藥典[S].一部.北京：中國醫(yī)藥科技出版社，2010：369-370.

TheProcessEngineeringofUltrasonicExtractionofNotoginsengSaponins

DING Yan-fen1,2,3,CHEN Jin-dong1,2,LI Fu-nan1,2,4,YANG Chong-ren1,2,4,LI Hai-zhou3

(1.YunnanWeihoPharmaceuticalCompany,Kunming653100,China;2.YunnanEngineerResearchCenterofPlantExtracts,Kunming653100,China;3.KunmingUniversityofScienceandTechnology,Kunming650093，China;4.KunmingInstituteofBotany,CAS,Kunming653100,China)

Objective: To optimize the technical parameter of ultrasonic extraction of notoginseng saponins(PNS).MethodsTo examine saponin yields by orthogonal design experiments and determine saponin contents by HPLC analysis.ResultsAn optimize technical parameter of ultrasonic extraction of PNS is high-frequency ultrasonic(50 kHZ)with 75 % ethanol at 40 ℃ by extracting 30 minutes every time for four times.PNS content (total content of ginsenosides Rg1,Rb1,Re,Rd and notoginsenoside R,) is up to 80 % with yield above 12 %.ConclusionThe results show that ultrasonic extract is a suitable method for extraction of PNS and this optimize process could be used in large scale production of PNS.

Notoginseng saponins;Ultrasonic extraction;HPLC;Orthogonal experiments

云南省玉溪市黨政“一把手”科技工程【2008】17號(hào)——中藥制藥現(xiàn)代化工程技術(shù)研究及產(chǎn)業(yè)化(2009-2-16)

*丁艷芬，Tel：(0877)2666755，E-mail：waj20050212@sina.com

2011-08-15)