三罐組動態逆流提取當歸中阿魏酸的工藝研究

宋曉春等

摘要：目的 采用三罐組動態逆流的方法對當歸中阿魏酸的提取工藝進行優化。方法 采用高效液相色譜法測定當歸中阿魏酸含量，以阿魏酸為指標成分，采用全面試驗考察提取時間和加水倍量對提取效率的影響。結果 當歸水溶性成分阿魏酸的優化提取工藝為：加10倍量水，單次提取時間為20 min。結論 三罐組動態逆流的方法提取當歸中阿魏酸的工藝可靠，提取效率高，節省能源。

關鍵詞：當歸；三罐組動態逆流；阿魏酸

DOI：10.3969/j.issn.1005-5304.2015.08.026

中圖分類號：R283.5 文獻標識碼：A 文章編號：1005-5304（2015）08-0096-03

Study on Extraction Process of Ferulic Acid from Angelicae Sinensis Radix with Technology of Three Can Group Dynamic Countercurrent SONG Xiao-chun， LIU Xiao-xia， WEI Shu-chang， LIN Fang-yuan， WANG Ji-long （Gansu University of Chinese Medicine， Lanzhou 730000， China）

Abstract：Objective To optimize technology of three can group dynamic countercurrent extraction process of ferulic acid from Angelicae Sinensis Radix. Methods The content of ferulic acid was determined by HPLC. With content of ferulic acid as index， comprehensive test was used to investigate effect of extraction solvent and extraction time on extraction efficiency. Results The optimum process parameters were as follows：extraction solvent with 10 times of water；20 minutes for each extraction time. Conclusion The process which uses method of three can group of dynamic countercurrent extraction of ferulic acid from Angelicae Sinensis Radix is reliable， highly efficient and energy saving.

Key words：Angelicae Sinensis Radix；technology of three can group dynamic countercurrent；ferulic acid

基金項目：國家自然科學基金（81060345）

通訊作者：魏舒暢，E-mail：wshch006@163.com

當歸為甘肅省道地藥材，主產于岷縣，為傘形科植物當歸Angelica sinensis （Oliv.） Diels的干燥根，其性溫，味甘、辛，歸肝、心、脾經，具有補血活血、調經止痛、潤腸通便的功能，用于血虛萎黃、眩暈心悸、月經不調等病癥[1-2]。當歸的藥效成分主要為揮發油和水溶性成分[3]，其水溶性成分主要為阿魏酸、煙酸、尿嘧啶及多糖等，有研究表明當歸水溶性成分具有增強心肌血液供應、緩解心肌缺血的作用[4]。

中藥傳統提取方法中，藥材與溶劑中的有效成分在接近平衡時的濃度差小，導致提取時間長、提取率低[5]。罐組動態逆流提取技術主要利用藥材與溶媒兩相的濃度梯度差，逐級將藥材中有效成分擴散至起始濃度相對較低的套提溶液中，從而達到最大限度轉移物料中溶解成分的目的[6-9]。本研究對已提取過揮發油的當歸藥渣采用三罐組動態逆流提取法進行再次提取，有利于增加提取推動力，加快提取速率，減少溶劑用量，減小濃縮能耗，降低生產成本。同時，對當歸藥渣的再提取可提高資源利用率。

1 儀器與試藥

Waters高效液相色譜儀（600泵，2487雙波長吸光度檢測器，Empower色譜工作站），純水制備儀（成都唐氏康科技發展有限公司），BP211電子天平（Sartorius塞多利斯科學儀器有限公司），101A-1型干燥箱（上海市實驗儀器總廠），DZF-6051型真空干燥箱（上海益恒科技有限公司），B型玻璃儀器氣流烘干器（英峪儀器廠），RE-52AA型旋轉蒸發儀（上海亞榮生化儀器廠）， KQ-250型超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司）。

阿魏酸對照品（中國食品藥品檢定研究院，批號11773-200613），乙腈和甲醇均為色譜純，已提取揮發油的當歸藥材顆粒（粒度10～20目），其他試劑均為分析純，水為純水。

2 方法與結果

2.1 阿魏酸含量測定

2.1.1 對照品溶液的制備 取經真空干燥12 h以上的阿魏酸對照品適量，精密稱定，置50 mL棕色容量瓶中，用70%甲醇溶解并稀釋至刻度，配成0.092 mg/mL的對照品溶液，置0～4 ℃冰箱中貯存，備用。

2.1.2 供試品溶液的制備 取當歸水提取浸膏粉（過20目篩）約0.3 g，精密稱定，置具塞錐形瓶中，精密加入70%甲醇15 mL，超聲（250 W，40 kHz）5 min溶解后定容至25 mL容量瓶中。用0.45 μm微孔濾膜過濾，取續濾液作為供試品溶液，置0～4 ℃冰箱中貯存，備用。

2.1.3 色譜條件 色譜柱：Agilent TC-C18（4.6 mm×250 mm，0.45 μm）；預柱：ZORBAX SB-C18（4.6 mm×12.5 mm）；流動相：乙腈-0.085%磷酸（17∶83）；流速：1.0 mL/min；檢測波長：316 nm；柱溫：35 ℃；進樣量：20 μL。此色譜條件下，阿魏酸可與當歸其他水溶性組分達到較好分離，且峰形較好。以阿魏酸計理論塔板數N>1500[1]。

2.2 三罐組動態逆流提取工藝的優化

采用三罐組的模式（見圖1）：第1罐的3次提取為第1階段——梯度形成階段，即提取3次，每次均加入新溶媒（純水），得到提取液A1、A2、A3，收集提取液A1；然后開始第2階段——逆流提取階段，提取液A2作為第2罐第1次提取的溶媒，得提取液B1并收集；提取液A3作為第2罐第2次提取的溶媒，得提取液B2；提取液B2作為第3罐第1次提取的溶媒，得提取液C1并收集；依次循環提取。每罐的第3次提取均加入純溶媒（純水）。

采用純水為溶劑，每罐稱取當歸藥材500 g，按圖1的動態逆流提取模式進行提取。因素水平設置見表1。采用全面試驗，以阿魏酸含量為檢測指標，安排及結果見表2。經全面試驗研究可知，提取時間和加水量對當歸藥材的提取效率均有明顯影響。從表2可直觀看出，當單次提取時間為20 min、總加水量為10倍時，所提取出的藥液中阿魏酸含量最高。故最終確定提取工藝單次提取時間為20 min，總加水量為10倍。

2.3 驗證試驗

按最優工藝條件提取3份當歸提油藥渣各500 g，考察工藝的穩定性，試驗結果見表3。可見，優化提取工藝所得阿魏酸含量高于工藝篩選中的任一組，且結果比較接近，表明工藝基本穩定。

2.4 水提取藥渣中殘留阿魏酸的測定

取“2.3”項提取后的藥渣3份，置熱風循環烘箱中65 ℃干燥至含水量6%以下。采用藥典方法，取各干燥藥渣，加70%甲醇回流30 min并定容至20 mL容量瓶中，用0.45 μm微孔濾膜過濾，取續濾液測定[1]，見表4。

3 討論

當歸藥材主要含揮發油和水溶性成分，由于這2類成分的極性相差較大，無法做到同時高效提取，使以當歸為原料的新產品開發受到影響。鑒于目前中藥制藥企業已實現了當歸揮發油的超臨界高效萃取，因此，本研究以已提取過揮發油的當歸藥渣為原料，進一步對其水提工藝進行研究。

在提取工藝條件的篩選中，評價指標的選擇很重要。阿魏酸作為當歸水溶性部位的主要有效成分，與其他水溶性小分子成分煙酸、尿嘧啶、腺嘌呤等的溶解性相似，均可溶于熱水中。有文獻表明，在經超臨界萃取揮發油后的當歸藥渣中仍有大部分阿魏酸未被提取[10]。故本研究選擇阿魏酸作為工藝評價指標，不但可以考察阿魏酸的提取情況，在一定程度上還可反映當歸其他水溶性小分子成分的提取情況。可見，用阿魏酸作為評價指標所得水提取工藝條件比較可靠。將本工藝水提后的當歸藥渣干燥后，再用藥典方法測定剩余的阿魏酸發現，藥渣中殘留阿魏酸不足0.01%，表明阿魏酸已基本提取完全。

藥材粒度的減小有利于縮短提取時間和提高提取率，有文獻表明超臨界萃取當歸揮發油的時藥材粒度應不大于10目[11]。但藥材粒度的進一步減小會導致水提取物中雜質增多、固液分離困難等問題。本研究所用藥材為工業提取揮發油后的當歸藥渣，其粒度為10～20目，因此，在工藝優化時不再考察藥材粒度對提取效果的影響。

在逆流提取過程中，提取罐內維持微沸狀態可使藥材在溶媒中有一定幅度的翻滾，達到攪拌提取液的作用，有利于加快有效成分的溶出速率。本研究采用罐內提取液微沸狀態下的溫度為最佳，因此，在工藝優化時不再考察提取溫度對提取效果的影響。

本研究通過三罐組動態逆流提取技術對已提取揮發油的當歸藥材顆粒進行提取，所得工藝的總提取時間只有60 min，溶劑總用量僅為藥材質量的10倍，與普通單罐水回流提取相比，不僅提取時間短，而且溶劑的循環套用使總用量減少。該工藝在保證提取率的前提下，可有效提高生產效率、減少提取及濃縮環節的能量損耗，有利于工業化生產的實施。

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（收稿日期：2014-10-17；編輯：陳靜）