超臨界CO2提取燈盞花素的工藝研究

胡 倩，季芳琴，屈曉璐，奚逢源

(臺州技師學院，浙江 臺州 318000)

燈盞花(Erigeron breviscapus)又名燈盞細辛，為菊科飛蓬屬植物短葶飛蓬(Erigeron breviscapus(Vant.)Hand.-mazz.)的全草，其性寒，味微苦、甘溫辛，具有活血通絡、止痛、祛風散寒、中風偏癱、胸痹心痛、風濕痹痛、頭痛、牙痛等功效[1]。超臨界CO2流體萃取法(supercritical carbon dioxide fluid extraction,SEF-CO2)作為一種新型、高效、清潔的分離手段[2]，具有萃取能力強、產率高、無殘留、無污染等優點，已被應用于各種科學和工業生產領域[3-4]。燈盞花素是從燈盞花中提取的黃酮類有效成分，主要為燈盞甲素和燈盞乙素，其提取分離工藝曾有文獻報道[5-6]。本試驗利用超臨界CO2流體技術對燈盞花中的燈盞花素進行提取，采用最常用的正交試驗設計方法[7]，優化提取工藝，以期為今后開發利用提供一定理論基礎。

1 實驗部分

1.1 儀器、試劑和原材料

FW100型粉碎機； HA121-50-01型超臨界CO2流體萃取裝置；P680型高效液相色譜儀。

主要試劑均為分析純；水為自制去離子水；含量檢測中使用的甲醇、乙醇為色譜純。

所用藥材燈盞花全草由云南省紅河千山生物工程有限公司提供。

1.2 實驗方法

1.2.1 提取工藝

取一定量燈盞花，粉碎后裝入萃取釜，對萃取釜、解析釜和儲罐分別進行加熱或冷卻。當達到所選定的溫度時，開啟CO2氣瓶對系統進行加壓，當達到所選定的壓力時，關閉氣瓶，循環萃取，并保持恒溫恒壓。同時用夾帶劑泵打入夾帶劑，當到所選定的時間后，從解析釜出口處收集萃取液。

1.2.2 燈盞乙素的含量測定[6]

高效液相色譜法測定燈盞乙素的含量。色譜條件為：色譜柱以十八烷基硅烷鍵合硅膠為填充劑；檢測波長為285 nm；流動相為甲醇:1%磷酸水溶液-40∶60；流速為0.8 mL/min。標準曲線的繪制：參照藥典方法，精密稱取標準品25 mg，甲醇定容至25 mL，混勻。分別精密量取0.5,1,2,3,4,5 mL標準品溶液，以甲醇定容至10 mL，混勻。得到的標準品的溶液，依次測定含量，繪制標準曲線。

1.2.3 提取率的計算

精密量取萃取液1 mL移入相應容量瓶，以色譜純乙醇稀釋至10 mL。按1.2.2所示方法測定燈盞乙素含量，并根據回歸線方程計算提取率。其計算方法如下所示：

式中：P表示燈盞乙素提取率，%；C表示樣品中燈盞乙素含量，(mg/mL)；n表示萃取液的稀釋倍數；W表示燈盞花原料投料量，g。

2 結果與討論

2.1 正交試驗

為了篩選較好的超臨界CO2萃取條件，選擇了如表1所示的實驗因素和水平進行正交試驗，經粉粹處理的藥材加入量各為10 g，萃取時間設定為2.5 h。萃取完成后，收集萃取液，精密量取1 mL，以色譜純甲醇稀釋至10 mL，按1.2.2所示方法測定萃取液燈盞乙素含量，并計算提取率。正交試驗結果見表2。

表1 超臨界CO2萃取因素水平表

表2 L9(34)超臨界CO2萃取正交試驗結果分析表

表2所示為正交試驗優選超臨界CO2流體萃取法提取燈盞花素的正交試驗結果及極差分析。由極差分析R值可知各因素對燈盞乙素提取率的影響次序為：C>B>D>A，提取率較好的方案：A3B2C1D3，即萃取溫度60 ℃，萃取壓力20 MPa，夾帶劑加入量30 mL，CO2流量21 L/h。按上面較佳的工藝條件重復3次實驗進行驗證，結果三次提取率平均值4.4%，RSD=3.2%。

2.2 萃取時間的選擇

固定因素水平優選的最佳提取條件，萃取5組藥材，藥材稱樣量仍為10 g，萃取時間分別設定為1，2，3，4，5 h，分別收集萃取液，按1.2.2所示方法測定萃取液燈盞乙素含量，并計算提取率，結果見表3。

表3 萃取時間對提取率的影響

分析表3所示不同萃取時間下提取率的數據，得出結果：隨提取時間增長，出膏率遞增，提取率亦遞增；浸膏中燈盞乙素含量變化對計算提取率有意義，但自身不具比較意義。雖然提取4 h、5 h提取率仍有一定提高，但2 h提取率僅增加0.06%，故從成本考慮，選擇3 h較為合適。

3 結語

本試驗采用超臨界CO2流體提取燈盞花中的燈盞花素，通過研究不同萃取溫度、萃取壓力、夾帶劑加入量、CO2流量對燈盞花素提取率的影響，確定了各因素的最優水平，并采用正交試驗優化提取工藝。然后，固定因素水平優選的最佳提取條件，選擇最佳萃取時間。最終確定最優工藝條件為：萃取溫度60 ℃，萃取壓力20 MPa，夾帶劑加入量30 mL，CO2流量21 L/h，萃取時間3 h，在此條件下燈盞花素提取率可達到4.36%。

致謝：最后感謝王玲師姐提供的各方面幫助，包括研究的思路和方法、數據、圖表等資料。