魚腥草揮發油提取工藝優化

張壯麗等

[摘要] 目的 研究水蒸氣蒸餾法提取干品魚腥草揮發油的最佳工藝條件。 方法 以揮發油提取率為評價指標，采用單因素考察和正交試驗設計，考察粉碎度、浸泡時間、料液比和回流時間對揮發油提取率的影響。 結果 水蒸汽蒸餾提取干品魚腥草揮發油的最佳工藝條件為藥材粉碎至粗粉，料液比1∶10（g/g），浸泡10h，加熱回流10h。 結論 最佳提取工藝提取率較高、重現性良好，具有實際應用價值。

[關鍵詞] 魚腥草；揮發油；水蒸汽蒸餾

[中圖分類號] R284 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-0616（2015）01-82-04

[Abstract] Objective To investigate optimum conditions of the steam distillation of volatile oil from houttuynia cordata. Methods The extraction rate of volatile oil was evaluated， the degree of crushing， soaking time， materials effects of liquid ratio and reflux time of volatile oil extraction rate were observed using the single factor and orthogonal experimental design. Results To crush to a coarse powder was the optimum conditions of steam distillation extraction of volatile oil from houttuynia cordata， the solid-liquid ratio was 1∶10 （g/g）， soaked 10h ， heated to reflux for 10h. Conclusion The extraction rate of the optimum extraction is high， with good reproducibility， is worth of practical value.

[Key words] Houttuynia cordata； Volatile oil； Steam distillation

魚腥草為三白草科蕺菜屬植物蕺菜（houttuynia cordata thunb）之全草，具有清熱解毒、消腫排膿、利尿通淋的功效。現代藥理及臨床應用研究表明，魚腥草具有抗菌、抗病毒、抗炎、調節免疫、抗氧化、抗腫瘤等作用[1-12]。魚腥草富含揮發油、黃酮類、有機酸、生物堿、蛋白質、維生素等營養成分，營養價值很高，被國家衛生部正式確定為藥食兩用品種之一，是極具開發潛力的資源。魚腥草揮發油是該藥材的主要活性部位[13]，具有抗病毒、抗菌、抗炎、鎮咳、祛痰、抗過敏、利尿、增強機體免疫功能，抗腫瘤等藥理作用[14-19]，目前臨床多應用于消炎抗菌。

提取揮發油的方法有水蒸氣蒸餾法、油脂吸收法、有機溶劑萃取法、超臨界流體萃取法和冷壓法等[20]。由于水蒸氣蒸餾法具有設備簡單、操作安全、不污染環境、成本低、避免了提取過程中有機溶劑殘留對油質造成影響等特點，較其他方法更適用于工業大生產，是有效提取中藥揮發油的重要方法，也是藥典中規定的揮發油提取方法[21]。本文采用單因素考察和正交試驗設計，考察了粉碎度、浸泡

時間、料液比和回流時間對揮發油提取率的影響，以揮發油提取率為指標，篩選出水蒸氣蒸餾法提取干品魚腥草揮發油的最佳提取工藝，為魚腥草揮發油的工業大生產提供可參考的實驗依據。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

魚腥草（購自河南省張仲景大藥房，亳州市永剛飲片廠有限公司，產地四川，批號：130918，由河南省中醫學院藥學院生藥學科董成明教授鑒定為三白草科蕺菜屬植物蕺菜之全草；重蒸餾水；揮發油提取器；智能恒溫電熱套（鞏義予華儀器有限責任公司，型號ZNHW-II）；托盤天平（江蘇常熟衡器廠，型號JPT-10）；電子天平（METTLER TOLEDO，型號AB135-S）；萬能粉碎機（永康市綠可食品機械有限公司，型號HC-280T2）。

1.2 提取方法

將干燥魚腥草粉碎后，稱取100g，裝入2000mL圓底燒瓶中，加蒸餾水，混勻并浸泡一定時間后，參照2010年版中國藥典一部附錄XD[21]揮發油測定法（甲法），水蒸氣蒸餾提取揮發油，收集所得淺黃色揮發油，精密稱重后封裝備用，并按照如下公式計算揮發油提取率：

1.3 單因素試驗設計

以粉碎度、浸泡時間、料液比[藥材重量（g）/蒸餾水重量（g）]和回流時間四個因素作為單因素考察對象，按照1.2方法提取揮發油，考察上述因素對魚腥草揮發油提取率的影響。

1.4 正交試驗設計

依據1.3實驗結果，確定適宜粉碎度，選擇浸泡時間、料液比和回流時間三個因素各三個水平做L934正交試驗設計，按照1.2方法提取揮發油，篩選最佳提取工藝。

2 結果

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 粉碎度對揮發油提取率的影響 設置粉碎度為飲片、粗粉（全部過24目篩，且含有過65目篩的粉末不超過40%）、中粉（全部過65目篩，且含有過80目篩的粉末不超過60%）三個水平，浸泡時間為6h，料液比為1∶10，回流時間為6h，按照1.2方法提取揮發油，計算提取率，結果見表3。

由表3可知，將藥材粉碎能夠明顯改善揮發油的提取效果，粗粉與飲片相比揮發油提取率顯著提高，而中粉與粗粉相比差別不大。這是由于粉碎過程會伴隨揮發油的流失，藥材粉末過細又會導致蒸餾過程出現糊化和暴沸現象，并且會提高成本，生產周期長，因此本研究選擇粗粉作為適宜的藥材粉碎度。

2.1.2 浸泡時間對揮發油提取率的影響 設置浸泡時間為4h、6h、8h、10h、12h、14h，粉碎度為粗粉，料液比為1∶10，回流時間6h，按照1.2方法提取揮發油，計算提取率，結果見圖1。

由圖1可知，隨著浸泡時間的延長，揮發油提取率逐漸增大，浸泡時間超過10h之后提取率反而降低，這是由于藥材浸泡過久會導致微生物增殖，藥材所含成分發生變化，揮發油分解，引起提取率的降低[22]。

2.1.3 料液比對揮發油提取率的影響 設置料液比為1∶6、1∶8、1∶10、1∶12、1∶14，粉碎度為粗粉，浸泡10h，回流6h，按照1.2方法提取揮發油，計算提取率，結果見圖2。

由圖2可知，料液比為1∶8、1∶10、1∶14時提取率較高，由于魚腥草粉碎后細小粉末較多，加水量過少時，藥材不能充分浸泡，蒸餾過程中會出現蒸氣量少，藥材受熱不均而糊化結塊甚至焦化的現象；加水過多則會浪費蒸餾水和熱能，且蒸餾時容易溢出。因此應選擇適中的料液比，既能充分浸泡藥材，又能充分利用能量和資源。

2.1.4 回流時間對揮發油提取率的影響 設置回流時間為4h、6h、8h、10h、12h，粉碎度為粗粉，浸泡10h，料液比為1∶8，按照1.2方法提取揮發油，計算提取率，結果見圖3。

由圖3可知，揮發油提取率隨著回流時間的增加而增大。水蒸氣蒸餾過程中，料液一直處于微沸狀態以避免沸騰過于劇烈引起揮發油逸失，在此狀態下回流較慢，揮發油收集速度也相應較慢，因此在蒸餾前期揮發油提取率隨時間延長而增大。但由于揮發油性質不穩定且易揮發，蒸餾時間過長會引起揮發油成分變化和部分成分損失，影響揮發油的收率和純度。因此應合理選擇蒸餾時間，縮短生產周期，節約成本。

2.2 正交試驗結果

按照表2的因素水平進行正交試驗，實驗數據采用軟件“正交設計助手II V3.1專業版”進行處理，結果見表4。

由表4可知，極差RC>RB>RA，即各因素對揮發油提取率的影響強度順序為：回流時間>料液比>浸泡時間。另外，對三個水平進行比較，KA2>KA3>KA1，KB1=KB2>KB3，KC3>KC2>KC1。參考揮發油提取率，結合工業大生產中對縮短生產周期、降低生產成本、提高生產效率等方面的要求，確定最佳提取工藝條件為：A2B1C3，即粉碎度為粗粉，浸泡時間為10h，料液比為1∶10，回流時間為10h。

2.3 驗證試驗

按照正交試驗所得最佳工藝進行3批驗證試驗，提取率分別為0.112 57%，0.101 22%，0.101 56%，RSD 為6.14%。結果表明，最佳提取工藝提取率高、重現性好，具有實際應用意義。

3 討論

目前，以魚腥草為原料的新制劑得到開發和廣泛應用，取得了顯著療效和經濟效益，魚腥草揮發油作為其主要藥效成分，具有廣闊的研究應用前景[23]。水蒸氣蒸餾法是目前廣泛應用的中藥材揮發油大規模提取方法，具有設備簡單、操作安全、避免有機溶劑殘留、不污染環境、成本較低等特點。

本研究通過單因素考察和正交試驗，以揮發油提取率為評價指標，確定水蒸氣蒸餾法提取干品魚腥草揮發油的最佳工藝條件：藥材粉碎至粗粉，料液比1∶10，浸泡10h，加熱回流10h。驗證試驗結果證明，最佳提取工藝提取率較高，可達到0.105 12%，且重現性良好，具有實際應用價值，為工業大生產提供可信的參考數據，并可作為后續魚腥草揮發油成分分析及藥效學研究的穩定性基礎。

在蒸餾過程中觀察到，若加熱溫度偏高會導致揮發油顏色加深并且油量減少，故蒸餾提取過程中要盡量避免加熱溫度過高而導致的揮發油逸失。在收集揮發油提取器中的油層之前，可先以少量蒸餾水沖洗冷凝管下端和揮發油收集裝置上端，將器壁上附著的油滴沖下以便于收集和減少損失。

由于干品魚腥草中揮發油含量很低，在蒸餾、收集及稱量過程中的操作不當極易造成測定結果失真。故本實驗進行過程中除了盡量減少系統誤差（如藥材產地批次，實驗室溫度、濕度，實驗操作人員及實驗裝置和器具穩定一致）外，還要對離群數據樣本進行重復試驗以確保實驗結果準確。

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（收稿日期：2014-09-15）