影響黃芩苷提取產率的因素探討

戴靈豪+朱玲慧+王林燕+王博

摘 要：黃芩苷是提取自黃芩根中總黃酮的主要活性成分之一，已有較完善的提取方法和工藝。隨著新型技術和儀器的發展及最新工藝的優化，在黃芩苷的提取方法上已取得較大的進步。但就如何近一步提高黃芩苷的產率上，國內研究還是較少。本文將從提取方法、溶劑的選擇、工藝的優化等方面來提高黃芩苷產率上進行探討，為科學研究及工業生產提供依據。

關鍵詞：黃芩苷；產率；提取方法；優化工藝

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.12.228

0 引言

黃芩苷是提取分離自唇形科植物黃芩（Scutellaria baicalensis Georgi）的干燥根中的一種黃酮類化合物，具顯著的藥理活性，臨床應用廣泛。黃芩苷的主要藥用功能為利尿、抑菌、抗炎及解痙等，在黃疸和慢性肝炎的治療方面均具有明顯的療效[1]。最新研究[2，3，4，5]還表明黃芩苷在清除氧自由基、減少缺血再灌注損傷、調節免疫、促進細胞凋亡以及抗腫瘤和抗HIV等方面也具一定功效。黃芩苷的提取方法上已有廣泛研究，工藝比較成熟，但如何提高黃芩苷的提取產率是研究的熱點之一。本文將結合近年來的文獻報道，從提取方法、溶劑優化、工藝優化等方面進行探討。

1 提取方法

黃芩中黃芩苷提取方法包括溶劑提取法、超聲提取法、超濾提取法、微波提取法及超臨界流體提取法等。其中，溶劑提取法較為傳統，而超聲提取法、超濾提取法及超臨界流體提取法在科研實驗及工業生產中開展的應用越來越廣泛。

1.1 溶劑提取法

溶劑提取法是黃芩苷最為常用提取方法。據報道，提取溶劑的選擇主要包括水提法、醇提法及堿水提法。

水提法，是根據黃芩苷的弱酸性，溶于堿中，遇酸沉淀析出的原理進行分離提取。通常加一定比例的水進行煎煮，用鹽酸調節pH為1-2，沉淀、洗滌、干燥后即可得黃芩苷粗品。不過傳統的水提法相較于其他方法存在收率低、周期長的缺點。

醇提法，采用黃芩苷的8至10倍量乙醇，加熱回流2至3次，回流時間1.5至3hr，可以得到較高黃芩苷產率。醇提法相比于水提法，有較高產率，但存在活性成分損失較大、純度較低的問題。

堿水提法，黃芩苷易溶解于含堿性離子水中，在堿水的小分子團和乳化性作用下，可得到較高提取產率及純度。有研究[6]指出，在pH為10的堿水條件下，進行水煎煮提取，黃芩苷的產率和含量明顯提高。

有關文獻對于這幾種方法進行了比較詳細的報道，對于相同條件下的三種方法的比較，可以看出醇沉法[7]獲得的產率最高。

1.2 超聲波提取法

超聲波提取法，是利用超聲波的空化作用加速有效成分浸出的一種最新發展起來的技術。相較于傳統的提取方式，超聲法具提取產率高、設備要求簡單及提取周期短等特點。隨著實驗室和工業對于黃芩苷提取產率的不斷追求，該方法的應用日益增多。有報道[8]指出該法優于傳統的醇提法。

1.3 微波提取法

一般情況下，微波提取法主要用于輔助提取研究，可結合其他的提取工藝的進一步優化。該方法的一個顯著優勢在于減少了浸泡藥材的時間和溫度，同時降低了相應的黃芩苷的分解率。在文獻報道中主要是結合乙醇回流聯合工藝從黃芩中提取黃芩苷。該法所優選提取法中在提高相同條件下不加微波處理這一步驟上相比，產率的到了顯著的提高[9，10]。

1.4 超濾提取法

超濾提取法是依據分子分離的膜濾過方法，利用壓力作為推動力實現溶液中的物質按分子量大小進行分離，從而達到溶質與溶液的分離、分級、純化、濃縮的目的。在黃芩苷的提取中應用也較多，所提取的產物具有純度高、分離徹底的優點。有文獻報道了超濾法所得的產物的產率比常規的醇提法明顯高[11]。

1.5 超臨界流體提取法

超臨界流體萃取法在國外研究較早，國外專利公開過在超臨界色譜上使用梯度洗脫法，分離提純黃芩苷溶液中的黃芩苷和黃芩苷元，提取率高達95%以上。國內有研究[12，13]采用超臨界CO2萃取法提取黃芩中黃芪苷類物質。

2 溶劑優化

黃芩苷的提取方法中，溶劑法是實驗室和工業應用上為優選的提取工藝。水煎煮法也是常用的黃芩苷提取工藝之一，通常加8倍至10倍量的水進行水提。于千[14]提出了加12倍量沸水中，提取1次，每次1hr的優化煎煮工藝。李利紅[15]還探討了黃芩苷沸水煎煮和常溫煎煮等不同工藝的提取產率差異，提出沸水煎煮提取建議。

根據苷類成分特性，黃芩苷的醇提法多以乙醇作為溶劑。相關報道指出對黃芩苷含量影響最大的因素為乙醇濃度[16]。目前，研究中主要主張最優的乙醇體積分數在30%-60%之間，程齊來等[7]認為是在30%的濃度條件下所得的黃芩苷產率最高；張紅醫等[17]提出乙醇體積分數為60%時所得的提取工藝產率為優；張鳳梅[18]指出，以50%的乙醇體積分數所提取最好。鑒于文獻中報道的最優乙醇提取濃度是在不同的實驗條件和實驗用途下進行的，并且小試實驗和工業應用上所選擇的乙醇的體積百分含量也存在一定差異。

3 工藝優化

3.1 溶劑法優化

在黃芩苷的溶劑提取法中，普遍認為醇提法產率最高，但同時沸水法應用比較廣泛，也有文獻指出堿提法的產率最高[19]。不同的提取工藝，在不同條件下所采用的工藝的選擇也有所不同。除了乙醇的體積百分含量之外，還包括乙醇溶劑用量、浸泡時間、提取的次數、提取的溫度、蒸餾時間和黃芩粒度等因素的影響。

在水提法上，有實驗表明[20]，采用粉碎成塊狀的藥材，加水量比為1：8，煎煮3次，每次1.5hr，其黃芩苷的提取產率可達23.05%，即可獲得較高產率，減少溶劑用量，并節約時間。

在醇提法上，張紅醫等 [17] 認為，乙醇溶劑用量為70-90mL，浸泡時間在0-3h，回流時間為120min，黃芩粒度取0.1～0.5mm的條件下為最佳的提取條件。還有報道[21]指出，乙醇溶劑比0.2mL/mg，提取溫度在130℃為宜，提取壓力為5MPa，保持10min，黃芩苷樣品顆粒度80～100目是黃芩苷提取的最佳工藝。雷濘菲等[22]提出，乙醇洗滌2次，煎煮2次，物料比1：10和1：5，時間60min和30min，黃芩粒度40目，雙層濾布過濾再離心分離，70℃保溫60min，酸沉靜置3hr抽濾在這一工藝條件下有較高產率和純度，其中黃芩苷收率可達13.67%，其含量為85.7%。也有研究采用70%甲醇80℃加熱回流3次，濃縮加鹽酸沉淀后加95%甲醇重懸，50℃保溫后再沉淀即可得到黃芩苷的提取率為35.427%[23]。

在堿提法上，沙子健等[24]主張，提取溫度為80℃、提取次數為2次、提取時間為0.5-1hr、堿性條件等條件下先粗提，再用無水乙醇精制等為黃芩苷的最佳提取條件。

3.2 超聲波法優化

在超聲波提取法提取黃芩苷這一領域文獻報道得比較少，其中有文獻[25，26]提出了最優的提取分離工藝。即以黃芩粒度為40-80目的情況下，用60%的乙醇在20-32KHz的超聲下提取2次，每次0.5-2hr。

3.3 微波法優化

相關文獻[10，27]對于該法進行了進一步的探討和優化，認為在微波加熱時間為4-5min，乙醇溶液濃度為50%-70%，料液比為1：10-15，提取溫度控制在90℃左右條件下為最佳工藝。

3.4 超濾法優化

在超濾提取法中，王軼晶等[28]報道了最優工藝：提取后冷藏過夜的上清液，離心（2500r/min，20min），100K超濾柱超濾，再使用5K超濾柱超濾。

3.5 超臨界流體提取法優化

紀莎等[12]建議優化工藝：45℃的提取溫度、45MPa的萃取壓力、2hr的萃取時間及20L/hr的萃取流速。張爽等[13]實驗表明，影響黃芩苷超臨界流體萃取的主要因素為溫度、時間和壓力，其中溫度影響最大，時間次之，壓力最小，報道的較佳工藝：溫度55℃、壓力16MPa、時間1hr，黃芩苷的提取純度可達94.1%。

4 總結

在國內黃芩苷的提取方法上應用比較廣泛的主要是水提法和醇提法，不管是提取產率還是純度上都有較好的效果。新型技術的更新換代及市場需求將繼續推進黃芩苷提取產率的研究，多種工藝的結合及新方法和新儀器的應用更加推動了這一研究進程的發展，并在黃芩苷的實驗研究領域和工業生產上取得新的進步。例如近年來發展的閃式提取術，可以在保證提取產率的同時高效地完成黃芩苷的提取工作[29]。今后在黃芩苷的提取工藝的日趨完善的基礎上，將不斷追求產率、純度、成本及生產周期等各方面要素，綜合滿足不同的目標和要求。

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