利用高壓熱水法提取厚樸的有效精油成分

薩如拉+陳建興+春花+棚橋光彥+趙雪梅

摘要：為了提高厚樸中厚樸酚與和厚樸酚的提取率及殘渣的有效利用率，對厚樸進行了高壓熱水提取。高壓熱水提取法有提取時間短、效率高，能提取材料中的難揮發性成分，并且能把殘渣擠壓成型為高密度板材等優點。在常壓（101.325 Pa）、1.0 MPa、1.5 MPa等不同壓力條件下對厚樸進行了熱水提取。在1.0 MPa的高壓熱水提取中得到了常壓熱水提取8倍的得率，并且厚樸酚與和厚樸酚的轉移率分別提高了2倍和34%。試驗結果表明，在高溫高壓條件下短時間內得到了高提取率的厚樸酚與和厚樸酚，同時提取到了難揮發的成分。高壓熱水法提取只使用水蒸氣，確保把提取殘渣壓縮成型為不含任何化學藥品的高密度壓縮板。

關鍵詞：厚樸；高壓熱水提取法；厚樸酚；和厚樸酚

中圖分類號： R284.2文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2017）23-0184-04

厚樸酚與和厚樸酚的含量是評價厚樸藥材品質的重要指標[5]。通常使用常壓熱水提取法（即水煎提）提取厚樸的有效成分，但該法提取中，很多有效成分提取不完全，大量的藥用成分殘留在殘渣中被浪費，而且處理殘渣也需要很大的人力物力[6]。為了提高厚樸有效成分的提取效率，本研究采用高溫高壓熱水提取法，以有機溶劑提取出的厚樸酚與和厚樸酚作為厚樸的全部提取量，比較了不同壓力條件下厚樸的熱水提取率。

1材料與方法

1.1材料試劑及儀器設備

材料：日本大峰堂藥品工業株式會社提供的中藥藥材厚樸。

試劑：乙醇、甲苯、乙酸乙酯、碳酸氫鈉、氫氧化鈉、鹽酸厚樸酚標品（批號378-47992，英文名Magnolol，簡稱Mgn，松浦藥業）和厚樸酚標品（批號378-37293，英文名Honokiol，簡稱Hnk，松浦藥業）。

儀器設備：索氏提取儀、油浴、日阪高溫高壓成型設備HTP-40/58；三浦貫流蒸汽鍋爐FH-300；日本島津 GCMS-QP5050A。

1.2試驗方法

1.2.1厚樸的有機溶劑提取為了測定5.16 g厚樸（干質量4.74 g）的全提取成分，進行有機溶劑提取[7]。在常壓下使用索氏提取器，將150 mL乙醇·甲苯的混合液（1 ∶2體積比）倒入平底燒瓶，在油浴中（115±3）℃進行24 h回流濃縮。使用乙酸乙酯溶解提取物，用水進行分液成有機層和水層后去除水層。有機層里加NaHCO3溶液分液，回收水層。得到的有機層里再加NaOH溶液分液，同樣回收水層。在回收的NaOH水溶液和NaHCO3水溶液里分別加鹽酸，將溶液變成酸性。再把酸性溶液用乙酸乙酯來分液、濃縮，得到厚樸的目的提取成分，把它當作全部提取成分。原料干質量的精油得率由“公式（1）”來計算并進行GC-MS分析：

精油得率=m1m2×100%。（1）

式中：m1表示精油質量（g）；m2表示原料干質量（g）

1.2.2厚樸的常壓熱水提取在常壓條件下把50.00 g厚樸（干質量45.7 g）放在1 000 mL純水里，100 ℃煮40 min。進行煎液的過濾和藥渣的清洗，洗液和煎液混合在一起，使用乙酸乙酯分液。回收有機層，濃縮后得到常壓熱水提取的精油。稱量精油的質量，由公式（1）求原料干質量相對應的精油得率，并進行氣相色譜-質譜（GC-MS）分析。

1.2.31.0 MPa條件下厚樸的高壓熱水提取（1）高溫高壓水蒸氣蒸餾裝置。高溫高壓水蒸氣蒸餾裝置，最大可以承受 2.2 MPa 的壓力，裝置內安裝有蒸餾設備，高壓水蒸氣蒸餾裝置見圖1。鍋爐的常用壓力30 kg/cm2 G、蒸發量 30 kg/h[8-9]。為了防止有效成分的揮發，在排水管上連接導管并把導管纏繞成捆，用流動的冷水對導管纏繞部分進行降溫，本試驗從排水管回收高壓熱水提取液。（2）提取液回收。厚樸1 000 g（干質量914 g）加2 500 mL水，浸泡24 h后，裝進高溫高壓設備中，壓力為1.0 MPa，蒸煮30 min后，從排水管回收提取液40 min。回收液分析同“1.2.2”節的方法。

1.2.41.5 MPa條件下厚樸的高壓熱水提取使用同樣的試驗裝置，在1.5 MPa條件下對1 000 g厚樸（干質量914 g）進行高壓熱水提取，方法同“1.2.3”節。

2結果與分析

2.1有機溶劑提取

厚樸有機溶劑提取得到的乙醇·甲苯提取物為0.32 g，即得率為6.80%。根據厚樸酚與和厚樸酚標準品的光譜，分析GC-MS以及MS光譜，確定了厚樸的主要成分厚樸酚與和厚樸酚（圖2）。根據GC-MS分析厚樸酚色譜圖面積比為49%、和厚樸酚為18%。根據面積比定量的結果，厚樸酚質量為0.14 g，對厚樸干質量的得率為2.98%；和厚樸酚質量為0.05 g，對厚樸干質量的得率為1.07%；倍半萜烯質量為0.03 g，對厚樸干質量的得率為0.58%。將這一結果當作干厚樸中包含的全部厚樸酚、和厚樸酚，作為計算轉移率的指標。

2.2厚樸的常壓熱水提取

厚樸的常壓熱水提取得到了0.32 g的精油成分，對其干質量的得率僅為0.71%，相對厚樸的有機溶劑提取得率來說非常低。可能由于常壓提取的溫度低，精油成分沒有全部溶解而導致的。熱水提取物的GC-MS色譜圖及對應的主要峰值化合物見圖3，可檢測出厚樸酚、和厚樸酚、β-桉葉油醇等成分。精油成分化合物的組成是由內部標準和峰值面積比計算得到的（表1）。厚樸酚質量為0.08 g，精油中的含量為121%；和厚樸酚質量為0.04 g，精油中的含量為0.58%；倍半萜烯類質量為0.15 g，精油中的含量為0.77%。把有機溶劑提取值作為理論值，計算轉移率（以下相同），厚樸酚的轉移率為 2.86%，和厚樸酚的轉移率為3.81%。結果表明，在常壓熱水提取下厚樸酚、和厚樸酚等成分的轉移率比較低，沒有被有效提取，大量殘留在厚樸提取殘渣中并被廢棄。表明高溫高壓熱水蒸煮，簡單、快速地溶解了難溶性成分，從而得到了較高的轉移率。endprint

2.31.0 MPa的厚樸熱水提取

在1.0 MPa的厚樸高壓熱水提取中，回收了15 260 mL提取液，得到了52.30 g精油成分，對干質量的相對得率為572%，是常壓熱水法得率的8倍。對應GC-MS的色譜圖和主要峰值的化合物見圖4。檢測出厚樸酚、和厚樸酚和β、α-桉葉油醇等成分，并且相較于常壓熱水提取法倍半萜烯

2.41.5 MPa下的厚樸熱水提取

在1.5 MPa的厚樸高壓熱水提取中，回收了9 600 mL提取液，比1.0 MPa處理少了5 600 mL。提取的精油成分為 50.54 g，對干質量相應的得率為5.52%，相比常壓熱水提取得到了較高的得率，但與1.0 MPa的高壓熱水提取相比幾乎沒有差別。不同條件下的厚樸熱水提取色譜見圖5。1.5 MPa 條件下有更多的峰值，特別是RT3-RT14有很多倍半萜烯峰值，倍半萜烯類的含量有明顯增加，表明壓力越高，難溶性成分越容易溶解并被提取。精油成分化合物的組成是由內部標準和峰值面積比計算得到的，厚樸酚質量為1.38 g，精油中的含量為2.74%；和厚樸酚質量為0.28 g，精油中的含量為 0.55%；倍半萜烯類質量為2.47 g，精油中的含量為489%。厚樸酚、和厚樸酚的精油中的含量低于1.0 MPa條件的含量，倍半萜烯類的含量增加了。厚樸酚的轉移率為508%，和厚樸酚的轉移率為2.82%，也低于1.0 MPa條件的轉移率（表1）。

3討論與結論

在厚樸3種不同壓力條件下的熱水提取中，1.0 MPa提取得到了最高的得率與轉移率。1.5 MPa試驗中回收的提取液比1.0 MPa條件減少的原因：（1）蒸煮過程中，高壓力比較難控制，隨著蒸煮時間的延長，漸漸減少導入的蒸汽量，從而影響了提取液的回收量；（2）高壓蒸煮、擠壓、從排水管回收蒸餾液的一連串過程中，蒸餾設備內管道的燒焦和殘渣燒焦比較嚴重，這些燒焦物質堵塞了排水管，妨礙了提取液的回收。

1.5 MPa條件下的提取物化合物的種類有增加現象，從得率角度看倍半萜烯的得率提高了，但厚樸酚、和厚樸酚的得率比1.0 MPa熱水提取降低了。表明蒸煮的壓力和溫度有可

能越高越有利于藥材有效成分的提取，但采用本方法在高溫高壓1.5 MPa提取時卻顯現了一定的弊端，不僅出現了燒焦現象，而且提取量較適當的高壓力1.0 MPa有所減少，所以高壓熱水提取有必要考慮更適合裝置和原料的最適合的壓力范圍。1.5 MPa條件雖然比常壓熱水提取提高了3倍的得率，但沒達到更高的提取效果，有可能本試驗裝置更適合高壓水蒸氣蒸餾提取，有必要嘗試厚樸的高壓水蒸氣蒸餾。

本研究以短時間內高效提取中藥的有效成分以及殘渣的再利用為目的，對厚樸分別進行了常壓、1.0、1.5 MPa條件下的熱水提取。在1.0 MPa的提取條件下得到了比常壓提取高8倍的得率、高3倍的厚樸酚和高2倍的和厚樸酚轉移率，并提取到了在常壓熱水提取中沒有提取到的難揮發的有效成分。適度的高溫高壓熱水蒸煮，可以把難溶性的成分簡單而快速溶解，可以得到高提取率。高壓熱水提取法的最大優點是只使用水蒸氣，而且與有機溶劑提取方法的提取效果相接近。使用本方法可以從中藥中提取更多的有效成分，今后高壓熱水提取法有望作為一種新的中藥成分提取方法被廣泛采用。

參考文獻：

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