表面活性劑-超聲協(xié)同提取刺五加苷的工藝優(yōu)選

漆書文, 徐明, 楊磊*, 莫開林*

1. 東北林業(yè)大學(xué)化學(xué)化工與資源利用學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040；

2. 四川省林業(yè)科學(xué)研究院，四川 成都 610081

刺五加（Eleutherococcus senticosus (Rupr.et Maxim.) Maxim），五加科五加屬落葉灌木植物，主要分布在我國(guó)東北、華北等地區(qū)，以及俄羅斯遠(yuǎn)東、朝鮮、韓國(guó)和日本等[1,2]。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)刺五加的化學(xué)成分及其藥理作用進(jìn)行了廣泛的研究，證明它們具有較高的藥用價(jià)值。刺五加苷B 具有抗菌消炎、鎮(zhèn)痛、解熱、鎮(zhèn)靜、催眠、抗腫瘤、抗過(guò)敏和抗疲勞等藥理作用[3-5]，刺五加苷E 具有降血糖、抗菌抗炎、鎮(zhèn)痛、緩解疲勞、增強(qiáng)記憶力等藥理作用[6,7]。研究表明，刺五加苷B 和E 是刺五加根莖的主要活性成分[8,9]。傳統(tǒng)上采用乙醇水溶液體系提取刺五加苷，提取方法多為回流提取法[10,11]，回流提取由于熱效應(yīng)常常使糖苷類化合物受熱水解、降解或異構(gòu)化，造成得率降低，乙醇溶液做提取溶劑由于使用易燃的乙醇，提取車間安全隱患大，且乙醇在產(chǎn)物中往往因分離不徹底而殘留量大。因此，尋求更加有效的提取刺五加苷的方法成為近年的研究熱點(diǎn)。

超聲輔助提取是近年來(lái)越來(lái)越受重視的新型提取技術(shù)，超聲波所獨(dú)具的空化性能促使植物細(xì)胞組織破壁，使有效成分溶出更充分，提取速度快，能耗較低[12,13]。吐溫等食品級(jí)表面活性劑以其具有經(jīng)濟(jì)、方便、低毒等優(yōu)點(diǎn)越來(lái)越多地被用于林源健康產(chǎn)品的提取分離過(guò)程[14]。本文嘗試采用表面活性劑-超聲協(xié)同提取法從刺五加根莖中提取刺五加苷B 和E，為刺五加的開發(fā)利用提供一定的技術(shù)支持。

1 材料及儀器

刺五加根莖購(gòu)于河北安國(guó)市依山中藥材有限公司，經(jīng)東北林業(yè)大學(xué)谷會(huì)巖教授鑒定。刺五加苷B 和E（純度＞98%，上海源葉生物科技有限公司），甲醇（色譜級(jí)，賽默飛世爾科技（中國(guó)）有限公司），乙醇（分析純，天津天士力化學(xué)試劑有限公司）；高效液相色譜儀（安捷倫1260Infinity II Prime），三頻數(shù)控超聲波清洗機(jī)（型號(hào)KQ-250DB）。

2 方法

2.1 原材料的預(yù)處理

將刺五加根莖劈成小塊，用高速粉碎機(jī)粉碎，過(guò)篩，篩取180 μm～250 μm 顆粒作為提取用材料，置于干燥器中避光保存。

2.2 高效液相色譜定量測(cè)定條件

采用高效液相色譜法分別定量測(cè)定刺五加苷B 和E。色譜條件：色譜柱DiamonsilR C18（250 mm ×4.6 mm ×5 μm），流動(dòng)相為0.05%三氟乙酸水溶液12%和88%的乙腈，等度洗脫，檢測(cè)時(shí)長(zhǎng)26 min，刺五加苷B 和E 的檢測(cè)波長(zhǎng)分別為265 nm 和210 nm，進(jìn)樣量10 μL，柱溫25 ℃，流速1 mL·min-1。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

分別配制0.2 mg·mL-1、0.4 mg·mL-1、0.6 mg·mL-1、0.8 mg·mL-1、1.0 mg·mL-1的刺五加苷B 和E 的對(duì)照品溶液，依次取10 μL 上述對(duì)照品溶液進(jìn)樣，每個(gè)濃度重復(fù)3 次。按上述色譜條件測(cè)定，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算回歸方程，刺五加苷B 和E 在0.2～1.0 mg·mL-1之間呈良好的線性關(guān)系。其線性回歸方程及相關(guān)系數(shù)程為：

式中：x為對(duì)照品的濃度（mg/mL），YB和YE分別為刺五加苷B 和E 標(biāo)準(zhǔn)液對(duì)應(yīng)的峰面積。

2.4 樣品中刺五加苷B 和E 的含量測(cè)定

提取液稀釋至適宜的檢測(cè)濃度后過(guò)0.45 μm 微孔濾膜，取上清液進(jìn)行HPLC 檢測(cè)，每樣重復(fù)進(jìn)樣3 次，將峰面積取平均值，代入回歸方程，依式3 計(jì)算各目的成分的得率。

刺五加苷B 和E 的得率的計(jì)算公式：

式中：Y 為得率（mg/g），V 為提取液的體積（mL），C 為提取液的濃度（mg·mL-1），M 為刺五加粉末的質(zhì)量（mg）。

2.5 表 面 活 性 劑-超 聲 協(xié) 同 提 取 刺 五 加 苷B 和E 試驗(yàn)

精確稱取一定量的刺五加粉末溶于表面活性劑溶液中，超聲提取，冷卻至室溫，0.45 μm 濾膜過(guò)濾，HPLC 檢測(cè)。其他條件相同的情況下分別改變表面活性劑濃度、液料比、超聲時(shí)間、超聲功率，以得到最佳提取方案。

（1）表面活性劑濃度：分別選擇不同濃度的表面活性劑溶液0、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%和0.5%，精確稱取0.5 g 刺五加粉末，分別加入10 mL 所選的提取溶劑，混勻，超聲功率200 W，超聲30 min，冷卻，過(guò)濾，濾液HPLC 檢測(cè)，代入公式，計(jì)算刺五加苷B 和E 的得率。

（2）液料比：分別選擇不同的液料比10 mL·g-1、15 mL·g-1、20 mL·g-1、25 mL·g-1和30 mL·g-1，精確稱取0.5 g 刺五加粉末，加入10 mL 0.3%表面活性劑溶液，超聲功率200 W，超聲30 min，冷卻，過(guò)濾上清液，HPLC 檢測(cè)，代入公式，計(jì)算刺五加苷B 和E 的得率。

（3）超聲功率：分別選擇不同的超聲功率100 W、150 W、200 W 和250 W，精確稱取0.5 g 刺五加粉末，加入10 mL 0.3%表面活性劑溶液，超聲30 min，濾出上清液，HPLC 檢測(cè)，代入公式，計(jì)算刺五加苷B 和E 的得率。

（4）超聲時(shí)間：分別選擇不同的超聲時(shí)間10 min、20 min、30 min、40 min、50 min 和60 min，精確稱取0.5 g 刺五加粉末，加入10 mL 0.3%表面活性劑溶液，超聲功率200 W，超聲，冷卻，過(guò)濾上清液，HPLC 檢測(cè)，代入公式，計(jì)算刺五加苷B 和E 的得率。

3 結(jié)果和討論

3.1 表面活性劑濃度的影響

準(zhǔn)確稱取刺五加粉末0.5 g，加入10 mL 的試管中，分別加入濃度為0、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%和0.5%的表面活性劑溶液，在相同的超聲條件下（超聲功率200 W），超聲時(shí)間30 min，測(cè)定峰面積，并計(jì)算刺五加苷B 和E 的得率。

由圖1 可以看出，刺五加苷B 和E 的得率隨著表面活性劑濃度的增加而迅速增加，當(dāng)表面活性劑濃度達(dá)到0.3%后，進(jìn)一步增加表面活性劑濃度，刺五加苷B 和E 得率的增加逐漸緩慢。當(dāng)濃度過(guò)高時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量泡沫，增加了操作難度。綜合考慮，當(dāng)表面活性劑濃度為0.3%時(shí)為最優(yōu)提取濃度。

3.2 液料比的影響

選擇0.3%表面活性劑溶液濃度，在超聲功率為200 W 條件下超聲30 min，通過(guò)改變液料比，研究液料比對(duì)刺五加苷B 和E 得率的影響。由圖2 可以看出隨著液料比的變大，刺五加苷B 和E 的得率也提高，當(dāng)液料比超過(guò)20 時(shí)，增加緩慢，故液料比為20 mL·g-1時(shí)是最優(yōu)條件。

圖1 表面活性劑濃度的影響Fig. 1 Effect of surfactant concentration on yield

圖2 液料比的影響Fig. 2 Effect of liquid-solid ratio on yield

3.3 超聲功率的影響

提取溶劑為0.3%表面活性劑溶液，液料比為20 mL·g-1，在不同的超聲功率條件下提取30 min（見(jiàn)圖3），超聲功率在100～250 W 時(shí)，刺五加苷B 和E 的得率在超聲功率為200 W 時(shí)較高，繼續(xù)加大功率，得率增加緩慢；低功率超聲時(shí)，刺五加苷B 和E 的得率都不高，表明提取不完全，因此選擇200 W 作為最佳超聲功率。

3.4 超聲時(shí)間的影響

提取溶劑為0.3%表面活性劑溶液，液料比為20 mL·g-1，在超聲功率為200 W 條件下，通過(guò)改變超聲時(shí)間（見(jiàn)圖4），隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，刺五加苷B 和E 的得率提高，刺五加苷B 和E 在30 min 后，增長(zhǎng)的趨勢(shì)變緩，綜合考慮，超聲時(shí)間30 min 為最佳時(shí)間。

3.5 不同提取溶劑的比較

在超聲功率200 W，超聲時(shí)間30 min，液料比20 mL·g-1條件下，分別采用純水、60%乙醇、90%乙醇和0.3%吐溫80 表面活性劑作為提取溶劑，結(jié)果如圖5 所示。由圖可知，本文所用0.3%吐溫80 表面活性劑刺五加苷B 和E 的得率與60%乙醇的提取得率相仿，無(wú)顯著性差異，而明顯高于90%乙醇或純水的提取得率，表明表面活性劑用于刺五加苷的提取是可行的。

圖3 超聲功率的影響Fig. 3 Effect of ultrasonic irradiation power on yield

圖4 超聲時(shí)間的影響Fig. 4 Effect of ultrasonic irradiation time on yield

圖5 不同提取溶劑的比較Fig. 5 Comparison of different extraction solvents on yield

4 結(jié)論

實(shí)驗(yàn)選擇表面活性劑作為提取溶劑，研究了表面活性劑濃度、液料比、超聲功率、超聲時(shí)間對(duì)刺五加苷B 和E 得率的影響。通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)得到最佳工藝參數(shù)為：表面活性劑濃度0.3%、液料比20 mL·g-1、超聲功率200 W、超聲時(shí)間30 min。在最佳工藝條件下，刺五加苷B 和E 的得率分別為1.60 mg·g-1和2.43 mg·g-1。表面活性劑-超聲協(xié)同提取具有提取時(shí)間短、提取效率高、經(jīng)濟(jì)節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)，具有較好的應(yīng)用前景。