正交设计优选狗皮膏贴超临界CO2萃取工艺

　　　　 作者：高小春，韩建伟，戴红莲，向玲丽

【摘要】 目的 优选狗皮膏贴部分药材的超临界CO2萃取工艺条件。方法 采用超临界技术提取，以萃取压力、温度、时间为因素，以得油率为考察指标，通过正交试验优选提取工艺条件。结果 优选工艺为：萃取压力30 MPa，萃取温度55 ℃，萃取时间2 h。在优选提取条件下具有较高的提取率，平均为16.50%。结论 超临界CO2萃取法效率高，是一种比较理想的提取中药复方制剂有效成分的方法。

【关键词】 超临界CO2萃取；正交试验；狗皮膏贴；提取工艺
　　
　　Abstract：Objective To optimize the technological condition of SFE-CO2 for parts of herbs in Goupi Patch. Method The orthogonal experiments were used to choose the optimal conditions by Supercritical Fluid-Carbon Dioxide Extraction (SFE-CO2)， and the factors were pressure， temperature， time of extraction， the distilling rate was regarded as the marker of detection. Result The optimal conditions were pressure 30 MPa， temperature 55 ℃ and time 2 hours. At the best condition， the distilling rate was higher and its average one was 16.50%. Conclusion The method of extraction by SFE-CO2 is high efficiency and a relatively ideal method to extract the active ingredients of Chinese medicine compound preparation.
　　
　　Key words：SFE-CO2；orthogonal experiment；Goupi Patch；extractive processing

　　狗皮膏是传统黑膏药制剂[1]，方由生川乌、生草乌、青风藤等29味中药组成，具有祛风散寒、活血止痛的功效；因其疗效确切，曾在民间广泛应用，并被收载于1995、2000、2005年版《中华人民共和国药典》(一部)中。由于黑膏药剂型的不足，如：基质含有铅元素；药材用植物油高温提取、熬炼，有效成分容易分解破坏；许多中药有效成分难溶解于植物油中；无法制定薄层鉴别和含量测定控制标准等，限制了狗皮膏的药效发挥和质量控制。为了对狗皮膏进行二次开发，笔者选用现代提取工艺和制剂成型工艺对其进行了研究。本试验采用L9(34)正交设计法优选超临界CO2萃取狗皮膏处方中羌活、独活、防风、苍术、蛇床子、高良姜、小茴香、苏木、丁香、肉桂、油松节、乳香、没药13味药材中挥发油等极性小成分的混合提取工艺条件。

　　1 仪器与试药

　　HA221-40-11-C型超临界萃取装置(南通华安超临界萃取有限公司)；ST-02A型高速中药粉碎机(浙江省永康帅通工具有限公司)。羌活、独活、防风、苍术、蛇床子、高良姜、小茴香、苏木、丁香、肉桂、油松节、乳香、没药购自湖北省药材公司；CO2购自武汉钢铁集团，纯度99.9%。

　　2 方法与结果

　　2.1 正交试验设计
　　
　　在参照各单味中药超临界CO2萃取文献条件的基础上，综合平衡考虑，设计正交试验因素水平，见表1。表1 因素水平表（略）

　　2.2 正交试验方法
　　
　　按处方比例称取上述13味药材305 g，共9份，低温烘干，粉碎成40～60目的粉末。进料于1 L的萃取釜中，按正交设定条件调节萃取压力和温度。当两者均达到设定条件平衡后，开始循环萃取，萃取过程中，分离温度保持45 ℃，分离压力保持4～6 MPa，CO2流量控制在20 L/h左右。收集分离釜中的萃取物，计算得油率。

　　2.3 正交试验结果与分析
　　
　　根据正交试验结果，分别对有关数据进行极差、方差分析，结果见表2、表3。表2 超临界CO2萃取工艺正交试验结果，表3 合并误差后的方差分析表（略）

　　极差分析结果表明，各因素对得油率的影响程度依次为A＞B＞D。因素D与空白误差相比略大，故与误差C合并。合并后方差分析表结果表明，萃取压力和萃取温度对得油率均有显著影响(P＜0.05)，其中萃取压力是关键因素，影响最为显著，萃取温度是较重要因素，萃取时间为次要因素。根据测定结果，结合节约能源考虑，确定优选提取工艺为A3B3D1，即萃取压力30 MPa，萃取温度55 ℃，萃取时间2 h。

　　2.4 验证试验与水蒸气蒸馏法提取比较

　　称取13味药材305 g(低温干燥，粉碎成40～60目粉末)，共3批，按优选的工艺条件萃取；另取同量药材，共3批，按优选水蒸气蒸馏法提取挥发油(加水6倍量，提取时间6 h，浸泡时间为0 h)。结果优选超临界CO2萃取工艺得油率高达16%以上，表明优选工艺条件合理、可行。与水蒸气蒸馏法提取比较，超临界CO2萃取得油率高约6～7倍，但超临界CO2萃取物中，既含有挥发油也含有相当部分的非挥发性的脂溶性成分。结果见表4。表4 验证试验与水蒸气蒸馏法提取结果比较（略）

　　3 讨论
　　
　　本试验在优选的工艺条件下对分离温度作了单因素考察。当分离温度升高到55 ℃(即与萃取温度相同)进行循环萃取分离时，得油率明显降低，只有11.83%，降低了4.67%，重复试验依然如此。这表明分离温度不宜高于萃取温度。分离温度为45 ℃，低于萃取温度时，一次分离即可完成，分离釜Ⅱ中未分离到提取物。聂氏等[2]在萃取当归油时对高于萃取温度的分离温度作了单因素考察，也表明分离温度低时得油率较为理想，但低于萃取温度的分离温度未作考察。而大部分超临界CO2萃取文献中报道的单味药材分离温度都高于萃取温度，是否会降低其得油率，有待于进一步探讨。
　　
　　超临界CO2萃取多见于单味药材的提取报道，尚未见于中药复方中多味药材的合并提取报道。本试验的设计是建立在各单味中药超临界CO2萃取文献报道的基础上，对各个优选条件进行了综合平衡，使之集中在本试验设计水平范围内；同时我们还对以上13味药材分别进行了水蒸气蒸馏法单独提取和合并提取的预试验，表明具有较强的合理性和可行性。总之，超临界CO2萃取与传统的水蒸气蒸馏法提取相比，具有提取温度低、时间短、效率高等优点。但两种提取方法所得的挥发油中的化学成分差异如何，脂溶性成分是否为有效成分，有待于进一步深入研究。

参考文献