王 卉，史亞軍，鄧 輝，宋 蕊，王 媚

(陜西中醫(yī)藥大學藥學院，陜西咸陽 712046)

紅花，又稱刺紅花或草紅花，藥用紅花為菊科植物紅花(Carthamus tinctorius L.)的干燥花，味辛性溫，歸心、肝經，是臨床常用的活血化瘀藥物［1－6］，常用于痛經閉經、跌打損傷、血脈閉塞及心腦血管疾病的治療［7－12］。紅花最早記載于漢代張仲景的《金匱要略》中，在我國大部分地區(qū)均有分布和栽培，主要分布于四川、河南、浙江、新疆等地。大量的研究得出，紅花中含有黃酮類物質、酚酸、色素、揮發(fā)油等多種活性成分，其中羥基紅花黃色素A，是其發(fā)揮藥理作用的物質基礎［13－17］。羥基紅花黃色素A等有效成分熱穩(wěn)定性較差［18］，遇熱易分解，不易長時間浸提，提取溫度及提取時間對提取率都具有一定的影響，實際研究和生產中多采用水為溶劑進行提?。?］，考慮到有效成分的熱敏性，本研究以羥基紅花黃色素A的含量為指標［19］，通過溫浸的提取方法，考察不同溫度條件下有效成分的動態(tài)提取率，優(yōu)選較佳的提取工藝，并通過數(shù)學手段，運用EXAL擬合曲線的方式，得到羥基紅花黃色素A在浸提過程中的數(shù)學模型，為紅花的提取工藝提供可靠的參考依據(jù)。

1 試驗材料

1.1 藥材、試劑 紅花(西安盛興飲片有限公司提供，批號:140301)由陜西中醫(yī)學院胡本祥教授的鑒定為菊科植物紅花的干燥花，羥基紅花黃色素A(批號:11637－201308)由中國食品藥品檢定研究院提供，甲醇、乙腈均為色譜純，其余試劑均為分析純，水為高純水。

1.2 儀器 電熱恒溫水浴鍋(上?？坪銓崢I(yè)發(fā)展有限公司)，KDM型調溫電熱套(上海樹立儀器儀表有限公司)，U－3000高效液相色譜儀(德國戴安公司)。

2 方法與結果

2.1 提取方法 取紅花藥材10 g共6份，精密稱定，置于圓底燒瓶中并加設冷凝裝置，加14倍量水，置于水浴鍋或電熱套中，分別于50、60、70、80、90℃以及微沸的條件下回流提取，各樣品分別于提取 5、10、15、20、30、45、60、90 min 時取樣1 mL，同時補充1 mL溶劑。

2.2 含量測定

2.2.1 色譜條件［20］以十八烷基硅烷鍵合硅膠為填充劑;以甲醇—乙腈—0.7%磷酸溶液(26∶2∶72)為流動相;檢測波長為403 nm，理論塔板數(shù)按羥基紅花黃色素A峰計算應不低于3 000。

2.2.2 對照品溶液的制備 精密稱取羥基紅花黃色素A對照品適量，加25%甲醇制成每1 mL含對照品0.128 mg的溶液，即得。

2.2.3 供試品溶液的制備 于不同時間段(5、10、15、20、30、45、60、90 min)精密量取不同溫度(50、60、70、80、90℃及微沸)浸提液 1 mL，置于 5 mL 量瓶中，用25%的甲醇稀釋至刻度，搖勻，用微孔濾膜濾過，取續(xù)濾液，即得。

2.2.4 標準曲線的繪制 取對照品溶液1、2、4、8，10、12、14μL分別進樣，測定峰面積，以峰面積Y對進樣量X進行線性回歸，見圖1，得回歸方程Y=24.378X －1.101 7，相關系數(shù)為0.999 7，結果表明，羥基紅花黃色素 A 在0.128～1.792 mg·L－1范圍內線性關系良好。

2.2.5 樣品測定 精密吸取各供試品溶液5μL，注入HPLC儀，測定。色譜圖見圖2，3。

2.2.6 含量測定結果 按照上述色譜條件，分別測定不同溫度下不同時間提取液中羥基紅花黃色素A含量，結果見表1。

表1 不同溫度不同時間浸提液中提取物的含量

由圖4可知，隨著提取時間的延長，浸提液中羥基紅花黃色素A的含量逐漸升高，60 min時曲線趨于平衡。相同提取時間，溫度越高，提取率越高，提取溫度對羥基紅花黃色素A含量有較大影響。由于羥基紅花黃色素A存在熱不穩(wěn)定性，長時間高溫環(huán)境會引起浸提液中羥基紅花黃色素A的水解。溫度較高條件下，60 min達到平衡后，提取含量會有不同程度下降。根據(jù)含量測定結果，最終選擇提取條件為在90℃條件下溫浸提取60 min。

2.3 動力學研究

2.3.1 速率常數(shù)k的求解 以時間t為橫坐標，以ln［Ceq/(Ceq － C)］為縱坐標，對 50、60、70、80、90℃條件下的數(shù)據(jù)進行擬合，得圖5，擬合方程見表2。不同溫度下的羥基紅花黃色素A濃度與提取時間均具有較好的線性關系(R2＞0.96)，符合一級動力學模型(Ceq為提取平衡時固相外溶質質量濃度，C為該時刻固相外溶質質量濃度)。本實驗選取50、60、70、80、90℃為反應溫度，故在 50 ～90℃范圍內，溫度固定的條件下，羥基紅花黃色素A的提取速率為速率常數(shù) k。經擬合所得 50、60、70、80、90 ℃時的 k 值分別為 0.028 9、0.035 2、0.052 2、0.023 4、0.035 2 s－1。于微沸狀態(tài)進行提取，由于溫度過高，羥基紅花黃色素A發(fā)生水解，ln［Ceq/(Ceq－C)］與t不存在線性關系，不符合一級動力學方程。

表2 不同溫度的擬合方程

2.3.2 提取活化能(Ea)的求解 提取活化能(Ea)是指在中藥的提取過程中，提取物從藥材中擴散到溶劑中所需的最小能量。一般情況下，速率常數(shù)k與溫度的關系服從Arrhe-nius公式，即ln k與1/T呈線性關系，方程為k=Ae－(Ea/RT)，公式兩邊取自然對數(shù)，整理可得 ln k—1/T的直線方程:lnk=(－Ea/R)(1/T)+lnA。式中，k為提取速率常數(shù)(min－1);A為指前因子;R為氣體常數(shù);T為提取溫度(K);Ea為提取活化能(kJ·mol－1)。根據(jù)所得數(shù)據(jù)對lnk—1/T做擬合曲線，得到線性方程為lnk= －3 263.3(1/T)+6.524 4，R2=0.957 7。經計算，羥基紅花黃色素A提取過程中的活化能為27.13 kJ·mol－1，證實為內擴散控制動力學模型，溫度變化對提取速率常數(shù)的影響可以由提取活化能來反映。

3 討論

紅花中的羥基紅花黃色素A為水溶性成分，相關文獻中考察了以水、乙醇、正丁醇、正己烷、乙酸乙酯等溶劑為提取溶媒的提取率情況，考慮到經濟問題及毒性問題，本文采用水作為提取溶媒，進行提取工藝的考察。水溶性成分的傳統(tǒng)提取方法有回流提取、滲漉提取、浸漬提取和煎煮提取等［21－23］，羥基紅花黃色素A具有熱不穩(wěn)定性，溫度過高會發(fā)生熱降解，保存率也隨著下降，不宜在高溫下長時間提取;滲漉法耗時較長，且使用溶劑的量過大;室溫浸漬則提取較慢，耗時過長;實驗室和大生產中通常采用溫浸的方法提取。本實驗通過在不同溫度條件下采用溫浸法進行紅花的提取工藝研究，考察溫度對提取效果的影響，確定提取條件，為工業(yè)化大生產提供可靠依據(jù)。

在提取時，回流裝置上加裝有冷凝裝置，可以防止在溫浸過程中溶劑的損失，減小了系統(tǒng)誤差。在分時間段取樣過程中，及時補充溶劑損失，以保證每次取樣量所占總提取液的比例不變。在計算不同時間的浸提液濃度時應將前次所取樣品中成分的含量計算在內，以確保提取藥物量為總提取量。

在傳統(tǒng)中藥制劑大生產中，提取工藝都是以經驗為主，往往存在提取效率底下的問題，需要一定的理論指導。近年來，數(shù)學模型被應用到中藥學的研究中［24－28］，通過對數(shù)學公式的推導擬合，建立數(shù)學模型與提取過程之間的關系，為提取工藝提供可靠的參考依據(jù)。

本實驗以Fick第一定律為基礎，通過對所得數(shù)據(jù)進行擬合，得到紅花中羥基紅花黃色素A提取過程中的動力學方程:ln k=－3 263.3(1/T)+6.524 4，并得到其相關數(shù)學參數(shù)。在實驗所選溫度范圍內，有 Ea=27.13 kJ·mol－1，溫度越高，k 越大，反應速率越快。由于羥基紅花黃色素A具有熱不穩(wěn)定性，80、90℃條件下發(fā)生水解，擬合所得的k有所下降，不能完全的代入方程，但實際提取率升高，符合Fick第一定律定律。

本實驗通過對羥基紅花黃色素A的提取工藝研究，確定了最佳提取工藝為適量水，在90℃條件下溫浸提取60 min。并通過數(shù)學手段，得出相關的提取動力學模型，為今后的工業(yè)化大生產提供了科學的方法及參考依據(jù)。

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