莪術揮發油提取工藝研究

江蘇食品藥品職業技術學院藥學院，江蘇 淮安 223003

莪術是中醫臨床中常用的一味破血消癥藥，其性溫，味辛、苦，歸肝、脾經。具有行氣破血，消積止痛的功效，用于治療癥瘕痞塊，瘀血經閉，胸痹心痛，食積脹痛等病癥[1]?，F代研究表明，莪術具有抗腫瘤、抗血小板聚集、抗菌、抗病毒、抗白血病、抗宮頸癌等多種藥理作用[2-3]，其主要成分包括莪術油、姜黃素類、多糖類、酚酸類、甾醇類等[4-6]。其中，莪術揮發油及其組成成分莪術醇、β-欖香烯、莪術二酮等是莪術抗炎、抗腫瘤作用的主要有效成分。莪術揮發油的提取工藝有水蒸氣蒸餾法、溶劑浸提法、CO2超臨界流體萃取法等。為充分利用莪術藥材，本研究考察了藥材粒度、浸提時間、料液比三個因素對水蒸氣蒸餾法提取莪術揮發油工藝的影響，優化了工藝條件。

1 儀器與材料

1.1 材料 莪術飲片購于淮安市廣濟大藥房，經淮安市食品藥品檢驗所中藥室郝立芳藥師鑒定為廣西莪術(CurcumakwangsiensisS.G.Lee et C.F.Liang)干燥根莖的切片。其他試劑均為分析純。

1.2 儀器 BYJ120小型中藥粉碎機(常熟市中藥機械廠)，調溫電熱套(江蘇省金壇市友聯儀器研究所)，揮發油提取器(淮安市國藥集團化學試劑有限公司)。

2 方法

2.1 莪術有效成分的提取工藝流程 莪術飲片經適當粉碎后，過篩，分級收集保存于廣口瓶中備用。取一定粉碎度的莪術顆?；蝻嬈m量，精密稱定，置于1000 mL圓底燒瓶中，按照實驗設計的比例加入蒸餾水與玻璃珠數粒，振搖使藥粉浸潤，照中國藥典2015年版四部《通則2204 揮發油測定法》甲法項下方法進行提取[7]，以提取所得莪術油的體積與莪術藥材重量比計算得率。即：

2.2 單因素試驗

2.2.1 藥材粒度 分別用莪術飲片4～10目、10～20目、20～40目、40～60目、60～80目的莪術顆粒，按上述提取工藝流程，加10倍量的水，水蒸汽蒸餾法浸提5 h，收集莪術油。以莪術油得率為指標，考察藥材粒度對莪術油提取的影響。

2.2.2 浸提時間 分別用飲片和10～20目粉碎的莪術藥材，按上述提取工藝流程，加10倍量的水，水蒸汽蒸餾法分別浸提2 h、4 h、6 h、8 h、10 h，收集莪術油。以莪術油得率為指標，考察浸提時間對莪術油提取的影響。

2.2.3 料液比 分別用飲片和10～20目粉碎的莪術藥材，按上述提取工藝流程，按料液比分別為1∶5、1∶10、1∶15、1∶20、1∶25加入相應量的水，水蒸汽蒸餾法浸提5 h，收集莪術油。以莪術油得率為指標，考察料液比對莪術油提取的影響。

2.3 正交試驗優化 莪術揮發油的提取條件根據單因素試驗結果，對藥材粒度、浸提時間、料液比三個主要因素，選取合適的因素水平，按正交試驗表設計三因素三水平正交試驗，對水蒸汽蒸餾法提取莪術油的工藝條件進行優化。

2 結果與分析

2.1 藥材粒度的影響 分別稱取20 g不同粉碎程度的莪術顆粒，按上述實驗設計提取莪術油，考察藥材粒度對莪術油得率的影響。由圖1可知，在飲片4～60目的范圍內，隨著目數的增加，莪術油提取率逐漸上升；而當粉碎度大于60目時，莪術油提取率呈現下降趨勢。實驗中發現，當使用粒徑60～80目的莪術粉末時，在浸提過程中，粉末糊化較明顯，可能影響了傳質過程。

2.2 浸提時間的影響 分別稱取20 g莪術飲片和10～20目粉碎的莪術顆粒，按照上述實驗設計，采用水蒸氣蒸餾法分別浸提不同時間，考察浸提時間對莪術油得率的影響。由圖2可知，無論是莪術飲片還是10～20目粉碎的莪術顆粒，莪術油得率隨著浸提時間的延長而增大，變化趨勢相似。在2 h～6 h之間時，莪術油得率上升趨勢較快。當浸提時間超過6 h后，莪術油得率增加緩慢。

2.3 料液比的影響 分別稱取20 g莪術飲片和10～20目粉碎的莪術顆粒，按照上述實驗設計，加入不同量的水浸泡，采用水蒸氣蒸餾法浸提，考察料液比對莪術油得率的影響。由圖3可知，在料液比1∶5～1∶20范圍內，隨著加水量的增加，莪術油的得率也逐漸升高。但是，當料液比達到1∶25時，莪術油的得率并沒有提升，反而出現了下降的趨勢。

2.4 正交試驗 根據單因素試驗結果，針對藥材粒度、浸提時間、料液比三個主要因素，按L9(34)正交試驗表設計三因素水平正交試驗如表1，正交試驗結果見表2，方差分析見表3。由表2可知，影響莪術油得率大小的因素主次順序為：藥材粒度>浸提時間>料液比。由K值分析，A因素中2水平的莪術油得率最高，B因素中3水平的莪術油得率最高，C因素中3水平莪術油得率最高。但是，從方差分析表來看，A因素和B因素對莪術油得率有顯著影響，C因素對莪術油得率的影響不顯著。根據單因素試驗結果，在料液比(C因素)1∶5～1∶20范圍內，莪術油得率隨料液比增大而增加。K值分析顯示，C因素第3水平與第2水平對莪術油得率結果的影響差異很小?？紤]節約用水和莪術油得率，C因素取第2水平為最優。綜合上述分析，確定水蒸氣蒸餾法提取莪術油的最佳工藝條件為A2B3C2，即藥材粒度為10～20目，提取時間為10 h，料液比為1∶10。

表1 水蒸氣蒸餾法提取莪術油的正交試驗因素水平表

表2 莪術油提取條件的正交試驗方案及結果

表3 莪術油提取條件的正交試驗結果方差分析

2.5 優化工藝條件驗證 按上述確定的優化提取工藝條件，重復試驗3次，每次稱取50 g莪術顆粒，結果3次提取的莪術油得率分別為2.39%、2.46%、2.40%，平均得率為2.42%，RSD為1.57%。可見該工藝條件下莪術油得率基本穩定。

3 討論

莪術揮發油的主要活性成分為單萜和倍半萜類物質[8]，加熱時間過長可能引起其發生分解與轉化。研究中觀察到，當料液比太大(1∶25)時，加熱蒸餾時間顯著延長，莪術揮發油的得率呈現輕微下降趨勢是否與揮發油成分轉化有關，有待進一步探查。莪術藥材中含有淀粉，實驗中發現，粉碎度過大，莪術粉末粒徑太細時，加熱蒸餾過程中，粉末表面有較明顯的糊化，可能影響傳質。也有研究報道稱，莪術顆粒在長時間的加熱蒸餾過程中，其所含淀粉易與水蒸氣、揮發油一起被蒸餾出，給后期莪術揮發油的精制造成一定的困難[9]。本研究結果表明，水蒸氣蒸餾法提取莪術揮發油的最佳工藝條件為：藥材粒度10～20目，提取時間10 h，料液比1∶10。在此條件下，莪術油得率可達到2.40%左右。因此，水蒸氣蒸餾法提取莪術揮發油的工藝中，莪術藥材的粉碎度、加熱溫度和時間也需要進行合理控制。