西南民族大学学报・自然科学版第33卷第5期 Journal of Southwest University for Nationalities ⋅Natural Science Edition Oct.2007______________________________________________________________________________________________收稿日期：2007-03-25作者简介：陈小全(1972-), 男, 泰山医学院化学与化学工程学院讲师.文章编号：1003-2843(2007)05-1121-03 黄连素提取方法的改进陈小全1, 翟虎1, 邵辉莹1, 周秀艳2, 左之利3(1. 泰山医学院化学与化学工程学院, 山东泰安 271000；2. 四川大学化工学院, 四川成都 610065；3. 中国科学院上海药物研究所, 上海 201203)摘 要: 采用有机溶剂从黄连中提取黄连素, 对不同温度、不同时间下的色素提取率进行测试, 以确定最佳提取条件;同时在微波作用下从黄连中提取黄连素, 以黄连素的收率为指标, 运用正交法确定了乙醇微波辅助提取黄连素的最佳条件为:液固比(V/m)为100:1, 微波辐射时间为10min, 微波辐射功率为600W. 与浸提法比较, 微波提取极大地缩短了提取时间, 而且收率有明显提高.关键词: 黄连素; 黄连; 正交实验; 微波中图分类号: R284.2 文献标识码: A目前, 天然色素的生产仍以传统的直接提取为主, 传统提取方法主要有:溶剂浸提法、压榨法、过滤法等[1], 其生产的色素产品普遍存在产率小、着色力低、产品稳定性能较差、生产成本高等缺陷. 微波协助提取技术是近年以传统溶剂浸提法原理为基础发展的新型萃取技术, 该技术具有选择性高、耗时少、能耗低、排污量少等优点, 可克服传统提取方法的缺陷, 与超临界流体萃取、高速逆流液相色谱等技术相比, 适用面更广, 且设备投资低, 是目前国内外天然产物提取的研究热点.黄连为毛茛科植物黄连、三角叶黄连或云连的干燥根茎, 主要含有黄连素、黄连碱、药根碱、甲基黄连碱等生物碱成分；其中黄连素是含有结晶水的、黄色的针状结晶, 是中药黄连等的主要有效成分, 其抗菌能力很强, 对急性结膜炎, 口疮, 急性细菌性痢疾, 急性肠胃炎等均有很好的疗效, 近几年来又发现了一些新的用途, 如治疗原发性高血压、心律失常、高血脂症、消化性溃疡、Ⅱ型糖尿病等, 可以说是老药新用[2-3]. 黄连素经较高温度干燥时, 易失去结晶水而转为棕红色. 提取黄连素比较成熟的工艺为硫酸法, 石灰水法, 但该法的时间长, 代价高, 产品纯度低,产率低, 溶剂消耗多, 易造成环境污染等问题[4-12].采用微波技术萃取天然色素[13-18]例如橘黄色素、玫瑰茄红色素、茄子红色素、柿子红色素、天仙果色素已取得一定研究进展, 但目前尚未见采用微波技术萃取黄连素的研究报道, 因此本研究以黄连为原料, 采用正交设计法对微波提取黄连素进行研究, 可望对黄连中黄连素的综合开发利用起一定的推动作用.1 材料与仪器原料：黄连(市售), 粉碎成80目粉末.试剂:甲醇(天津巴斯夫化工有限公司, A.R.)、乙醇(天津鑫达医药化工试剂有限公司, A.R.)、正丁醇(天津北辰方正试剂厂, A.R.)、正戊醇(天津博迪化工有限公司, A.R.)、正辛醇(华东试剂供销公司经销张泾化工厂, A.R.)、乙醚(天津市大茂化学试剂厂A R.) 、石油醚(天津巴斯夫化工有限公司, A.R.)、丙酮(淄博市临淄天德精细化工研究所, A.R.) 、四氯化碳(徐州试剂二厂A R.)、环己烷(天津巴斯夫化工有限公司, A.R.).实验仪器：NJL07-3实验专用微波炉(南京杰全微波设备公司)；TOL-5-A 离心机(上海安亭科学仪器厂); 索氏提取器;旋转蒸发器RE-52A(上海亚荣生化仪器厂)；JA3003型电子天平 (精度0.001g, 上海天平仪器厂);UV751GB 型紫外/可见分光光度计(上海欣益仪器有限公司);西南民族大学学报·自然科学版2 实验方法为了优化微波萃取的条件, 分别采用了不同萃取溶剂、萃取温度、萃取时间、料液配比、相同功耗的条件下进行系列的提取红色素实验, 数据如下：2.1 溶剂为选择优化提取剂, 分别称取一定质量的黄连粉末、按照质量/体积为1/100的计量在室温(18℃)下浸泡24小时, 离心分离、测得最大吸收波长(425nm)后分别测量吸光度. 结果见表1:表1 溶剂对提取效果的影响提取剂甲醇乙醇正丁醇正戊醇正辛醇乙醚石油醚丙酮四氯化碳环己烷水0.0110.098 0.078 0.024 0.365 吸光度0.256 0.334 0.046 0.039 0.0330.025从测量结果可以看出：以水的提取效果最好, 其余依次为乙醇、甲醇、丙酮、四氯化碳、正丁醇、正戊醇、正辛醇、乙醚、环己烷、石油醚. 但用乙醇或者甲醇作溶剂时, 延长提取时间或提高提取温度, 一样能达到较好的提取效果. 考虑溶剂因素及黄连素的分离, 本研究选用乙醇作浸提剂优化.2.2 温度称取一定质量的黄连粉末、按照质量/体积为1/100的计量, 分别在20℃, 35℃、50℃、65℃、80℃、95℃下提取2ｈ后过滤、离心分离、在最大吸收波长下测得提取液吸光度. 结果见表2:表2 温度对提取效果的影响温度/℃ 20 35 50 65 80 95吸光度 0.217 0.285 0.392 0.541 0.653 0.6942.3 料液比分组称取一定质量的黄连粉, 按照质量/体积为不同的计量, 分别在质量/体积为1/50, 1/100, 1/150, 1/200乙醇, 在95℃下提取2ｈ后过滤、定容. 在最大吸收波长下测得提取液吸光度. 结果见表3:表3 料液配比对提取效果的影响1/100 1/150 1/200物料比 1/50吸光度 0.432 0.693 0.542 0.4712.4 微波辐射功率：根据固液萃取过程的理论及本研究的有关实验条件, 确定影响微波强化液固萃取过程的主要因素. 选择80目的黄连粉末进行实验. 分别在100、200、300、400、500、600、700W的进行微波辐射20min, 测定最终萃取液中黄连素的吸光度.表4 微波辐射功率对提取效果的影响500400600700功率/W 100200300吸光度 0.257 0.291 0.323 0.392 0.547 0.648 0.6512.5 微波辐射时间选择80目的黄连粉末进行实验. 在600W的微波辐射功率下, 以乙醇为溶剂分别辐射萃取2、4、6、8、10、12min, 测定萃取液中辣椒红色素的吸光度.表5 辐射时间对提取效果的影响2 4 6 8 10 12 14提取时间/min0.196 0.284 0.369 0.491 0.514 0.517吸光度 0.1132.6 相同功耗：在相同功耗的情况下, 不同功率和时间, 测定萃取液中黄连素的吸光度.表6 相同功耗对提取效果的影响提取条件200W/30min 300W/20min 400W/15min 500W/12min 600W/10min 700W/8.8min吸光度0.284 0.315 0.383 0.447 0.509 0.511第5期3 结论从实验结果可以看出, 就黄连素而言, 当微波辐射时间、溶剂、物料比一定时, 辐射功率越高, 溶出的红色素越多; 而相同辐射功率的情况下, 辐射时间的越多,溶出的红色素也越多. 因此微波的使用能够降低辣椒红色素的提取时间并使提取效果有所提高. 考虑到色素的热稳定性及功耗, 辐射时间及功率也不是越大越好. 微波作用下辣椒红色素的提取应以乙醇为提取液, 料液比1：100、辐射功率600W、辐射时间10min的条件为宜.参考文献:[1] 谭天伟. 天然产物分离新技术[J]. 化工进展, 2003, 22(7): 665-666.[2] 陈伟. 黄连素的新用途[J]. 中华临床杂志, 2002, 2(2): 77-78.[3] 王秀杰. 黄连的药理研究及现代应用[J]. ChinaPharmacist, 2003, 6(6): 370-373.[4] 陈惠红, 杨吉雨, 郝清春. 温度对黄连提取方法的影响[J]. 中国药业, 1999, 8(2): 21-23.[5] 孙波, 张永光. 正交法优选黄连中盐酸小檗碱的提取工艺[J]. 海峡药学, 1999, 11(2): 100-101.[6] 于俊林, 杨文娣, 王朝辉. 鲜黄连生物碱成分研究[J]. 中药材, 2003, 26(10): 727-728.[7] 杨志胜, 秦秀芹, 王蕊娥, 等. 提取黄连素最佳条件的选择[J]. 西北药学杂志, 1996, 11(1): 16-17.[8] 张来新, 杨琼, 李小卫. 黄连中提取黄连素[J]. 贵州化工, 2003, 28(2): 30-32.[9] 张乐佳, 夏新华. 黄连提取工艺的研究[J]. 中成药, 2001, 23(6): 398-400.[10] 方阵, 吴健, 王康才. 正交实验筛选黄连水提工艺[J]. 时珍国医国药, 2001, 12(11): 982-983.[11] 席国萍, 何照范. 黄连中小檗碱的提取工艺[J]. 山地农业生物学报, 2004, 23(6): 502-506.[12] 马智兰, 许红平. 正交实验法研究液膜提取黄连素的最佳条件[J]. 膜科学与技术, 2001, 21(1): 56-58.[13] 李巧玲, 陈学武. 微波条件下提取天然色素的研究[J]. 食品工业科技, 2002, (6): 28-31．[14] 张代佳, 刘传斌, 修志龙, 等. 微波技术在植物胞内有效成分提取中的应用[J]. 中草药, 2000, 31(9): 40-43.[15] V ALERIE CAMEL. Microwave-assisted solvent extraction of environment samples[J]. Trends in analytical chemistry, 2000, 19(4):229-249.[16] PENSADO L, CASAIS C. Optimization of the extraction of polycylic aromatic hydrocarbons from wood samples by the use ofmicrowave energy[J]. Journal of Chromatograph, 2000, 86(9): 505-513[17] 段胜林. 微波辐射技术在食品萃取工业和化学工业上的应用[J]. 食品工业科技, 1999, 20(2): 70-71.[18] 陈小全, 周鲁, 左之利, 等. 超声波作用下桑葚红色素的提取及其稳定性实验[J].西南民族大学学报: 自然科学版, 2004, 30(4):458-459.Extraction of Berberine from Rhizomacoptidis by improved method CHEN Xiao-quan1, ZHAI Hu1, SHAO Hui-ying1, ZHOU Xiu-yan2, ZUO Zhi-li3(1.Chemistry and Chemical Engineering School, Taishan Medical University, Tai’ an 271000, P. R. C.; 2. Chemical Engineering School, Sichuan University, Chengdu 610065, P. R. C.; 3. Shanghai Institute of Materia Medical, Chinese Academy of Science , Shanghai 201203, P. R. C.) Abstract:Objective: Berberine is obtained by extracting from Rhizomacoptidis with organic solvent. The extractive rate at different temperatures and times is testified to determine optimum extractive conditions. At the same time the technology of extraction of Berberine is studied by using yield as an index by microwave-assisted technique. The optimum extraction condition of microwave-assisted technique is determined by Orthogonal experiment as follows. The amount of the solvent (per10.0g paprika red pigment) is 80mL, extraction time is 12 minutes, microwave-assisted technique power was 600W.Compared with traditional extract method, microwave-assisted technique could improve the extraction yield and save extraction time of paprika red.Key words：Berberine; Rhizomacoptidis; orthogonal experiment; microwave。