水蒸气蒸馏法优选川芎挥发油提取的 工艺研究

水蒸气蒸馏法优选川芎挥发油提取的 工艺研究

龚蕊菡 李瑶玲 李慧 柏永蔚 李海刚 *

长沙医学院 湖南 长沙 410200

摘要：目的 采用水蒸气蒸馏法,控制单一变量的方法，优化川芎挥发油的提取工艺，提高挥发油的提取率和纯度。方法 采取水蒸气蒸馏和正交实验的方法设计实验，考察料液比、提取时间、浸泡时间，对提取工艺的影响，并且通过正交试验确定最佳提取工艺。结果: 根据影响川芎挥发油提取率的主次因素: 提取时间＞料液比＞浸泡时间; 本实验确定了川芎挥发油的最佳提取工艺为: 8倍量蒸馏水，提取8h，浸泡4h。通过3次工艺验证试验，川芎总生物碱平均粗提取率为0.66%。结论: 本实验采用正交试验对川芎挥发油的提取工艺进行了优化，为以后川芎挥发油提取工艺简便提供了有利的条件。

关键词：川芎挥发油；水蒸气蒸馏法；正交实验

川芎来源于伞形科植物川芎（Ligusticum chuan xiong Hort.）的干燥根茎。川芎的根茎十分发达发达，形状是成不规则的结节状拳形团块，有着浓烈的香气。主产于四川省彭州、都江堰等地，为四川的道地药材。其性温，味辛，归肝经、胆经、心包经，有活血行气、祛风止痛之功效^[1]。川芎主要成分为挥发油、生物碱、阿魏酸等。挥发油在活性成分方面是极其重要的^[2]。随着科学技术的发展，分析手段也在不断的完善，我们不断深入的对川芎挥发油进行研究。在研究过川芎挥发油药理作用之后，发现川芎的挥发油可参与调节多种细胞内外信号通路。本实验为对料液比、浸泡实验、提取时间等3个因素分别进行考察，应用正交试验法^[3]对川芎挥发油提取工艺条件进行优化，选择最佳提取条件，为川芎有效成分的开发利用奠定基础。

1 仪器与试剂

1.1仪器与材料

实验仪器： YRE-52旋转蒸器、HX-200型高速中药粉碎机、电子分析天平、圆底烧瓶、玻璃棒、过滤漏斗、冷凝管、挥发油提取器。

实验材料：川芎（中药饮片）

1.2试剂

蒸馏水、乙醇、甲醇、醋酸乙酯、正己烷、醋酸乙酯、石油醚、氯仿。

2 方法

2.1挥发油鉴别方法

使用薄层色谱法鉴别川芎的挥发油，其特点用以进行药品的鉴别、杂质检查或含量测定的方法。薄层色谱法是快速分离和定性分析少量物质的一种很重要的实验技术，同样也被用在跟踪反应进程上。

2.1.1川芎挥发油的TCL鉴别

取本品10mg,加甲醇20mL使溶解。作为供试品溶液。另取川芎对照药材1 g,加乙醇20 ml,加热回流1 h,滤过，滤液干燥，残渣加2 ml醋酸乙酯使溶解,作为对照药材溶液。取藁本内酯对照品适量，加甲醇使溶解作为对照品溶液。照薄层色谱法中试验。吸取上述三种溶液各1微升,分别点于同一硅胶G薄层板上，以正己烷-醋酸乙酯(9:1)和石油醚-氯仿(19:1)为展开剂^[5],展开,取出，晾干，置紫外光灯(365 nm)下检视。

2.2挥发油提取方法确定以及实验步骤

2.2.1采用水蒸气蒸馏法提取川芎挥发油。

通过查看大量文献，提取川芎挥发油常用方法有水蒸气蒸馏法、超临界流体萃取法、有机溶剂萃取法、超声法等，发现不同的提取方法来提取挥发油会影响川芎挥发油的收集率与收集成分。水蒸气蒸馏法的工艺成比较低，适合大规模提取，而且同样适合实验室的提取，结果显示水蒸气提取的方法的提取效果最好。因此本实验采用该方法在改变料液比、提取时间以及浸泡时间前提下对川芎挥发油提取率的影响。本实验采用正交试验设计,对挥发油提取中3个因素在3个水平上进行试验，得到最佳的实验组实验设计如下：

2.2.2实验操作步骤

取川芎200 g粉碎成直径<1cm的粗粉与川芎饮片小块200 g分别置于3000ml的圆底烧瓶中,加水,摇匀,于挥发油提取器按回流量9.5-10.5 mL/min,蒸馏提取。正交实验设计实验结果如下：

表2 川芎挥发油提取实验设计

通过以上试验设计，可得到最佳的提取川芎挥发油的条件。依据数据显示，可得最佳提取条件是1:8的料液比，浸泡时间为4h、提取时间为8h。

2.2.3验证和补充试验

通过以上的正交实验设计，进一步进行验证与补充，优选最佳提取工艺条件进行验证，试验平行3次。

3 讨论

川芎挥发油是川芎的主要有效成分之一，藁本内酯是从川芎挥发油中分离得到的有效单体，是川芎的主要活性成分。优化川芎挥发油提取工艺，采取正交试验法。影响挥发油提取的主要因素为料液比、提取时间和浸泡时间。在单因素考察中，挥发油含量随料液比的增大、浸泡时间的不同分别有明显变化。随着料液比的增加, 川芎挥发油提取量先增加后减少,在料液比1：8时, 川芎挥发油提取量最高,因为水分过少不能充分浸润川芎, 提取不充分, 加水过多则导致溶液稀释并易沸, 影响提取效果；随着浸泡时间的增加，川芎挥发油提取量逐渐增加，因为浸泡使植物细胞间隙变大, 组织细胞充分膨胀, 加速细胞内、外液动态交换而有利于挥发油的提取；而随提取时间的延长，川芎挥发油蒸馏量液增多，川芎挥发油的提取量也增多。通过实验，我们所得结果显示最佳的提取川芎挥发油的条件为1:8的料液比，浸泡时间为4h、提取时间为8h，得到较高的川芎挥发油粗提取率。本方法操作简便，准确度高，专属性强，适用于川芎挥发油提取工艺的研究。

参考文献

韩炜.川芎的化学成分与药理作用研究进展[J].中国现代中药,2017,19（09）：1341-1349

谢秀琼,詹珂,尹蓉莉,等.川芎挥发油的研究进展[J].时珍国医药,2007(06)：1508-1510

杜旌畅,谢晓芳,熊亮,等.川芎挥发油的化学成分与药理活性研究进展[J].中国中药杂志,2016,41(23):4328-4333.

何宇新,李玲,米之金,等.川芎挥发油的质量标准研究[J].西华大学学报:自然科学 版,2009,28 (3):72-76.

张琳,周欣,卢焘韬,等.川芎挥发油提取工艺优化及其地上部分GC-MS分析[J/OL].中药,2019(03):608-612.

作者简介：龚蕊菡（1998年7月—），女，苗族，湖南省沅陵县，本科，单位：长沙医学院，研究方向：中药提取

通讯作者：李海刚（1976年11月-）男，汉，湖南宁乡，讲师，博士，单位：长沙医学院，研究方向：中药药理学

【基金项目】：长沙医学院大学生研究性学习和创新性实验研究项目——长医教[2018]77号-062