張風(fēng)波， 羅光明， 肖日傳， 袁源見， 李 波， 謝 晶 (江西中醫(yī)藥大學(xué) 藥學(xué)院， 南昌 330004)

梔子為市面上常見大宗藥材之一，來源于茜草科植物梔子(GardeniajasminoidesEllis)的干燥成熟果實(shí)[1]，是江西省道地藥材。梔子具有瀉火除煩、涼血解毒、清熱利尿的功效[2]。梔子成熟果實(shí)中含有大量的油類成分，含油量在15%～20%，且梔子油中脂肪酸含量達(dá)到80%左右，主要是亞油酸及油酸[3-4]。現(xiàn)代藥理學(xué)研究表明，梔子油中所含的不飽和脂肪酸、甾醇、谷維素、維生素E等成分，具有保肝、降血脂、抗腫瘤、鎮(zhèn)靜催眠、抗衰老及促進(jìn)學(xué)習(xí)記憶的作用[5-8]。

目前，梔子油的提取主要有壓榨法、溶劑法、超臨界CO2萃取法。傳統(tǒng)壓榨法存在出油率低，容易造成原料的浪費(fèi)及所得油顏色深等問題；超臨界CO2萃取法雖然出油率會提升，但造價昂貴，難以進(jìn)行規(guī)?；瘧?yīng)用[9]；溶劑提取法具有提取率高、操作簡單方便、提取純度高的特點(diǎn)，不足之處是溶劑的分離去除較困難[10]。目前梔子油的藥理學(xué)及成分分析研究大多在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行，因?yàn)槿軇┓ǖ寐氏鄬^高，便于后續(xù)研究，故多采用索氏提取法進(jìn)行梔子油的提取。響應(yīng)面分析法是一種集數(shù)學(xué)分析及統(tǒng)計(jì)學(xué)分析于一體的優(yōu)化方法，與正交設(shè)計(jì)相比較，響應(yīng)面優(yōu)化結(jié)果表現(xiàn)大多為彎曲面，比較適合非線性模型的擬合，并且得到的預(yù)測值及實(shí)測值偏差較小，近年多變量問題大多用此方法來解決[11-14]。本文結(jié)合目前對梔子油的研究，以梔子為原料，用石油醚提取梔子油，采用響應(yīng)面法優(yōu)化提取工藝，以期為梔子油的進(jìn)一步開發(fā)利用提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 原料與試劑

梔子由江西省九江市湖口縣順昌梔子藥材基地提供，經(jīng)江西中醫(yī)藥大學(xué)中藥資源學(xué)科羅光明教授鑒定為茜草科植物梔子(GardeniajasminoidesEllis)的干燥成熟果實(shí)，藥材存放于江西中醫(yī)藥大學(xué)實(shí)驗(yàn)大樓C座種質(zhì)資源室；石油醚(沸程60～90℃)，分析純，西隴化工股份有限公司。

1.1.2 儀器與設(shè)備

HH-4數(shù)顯恒溫水浴鍋，高速中藥粉碎機(jī)，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器，循環(huán)水真空泵，GZX-9070MBE數(shù)顯鼓風(fēng)干燥器。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 原料預(yù)處理

通過篩選、分揀、清理等，除去梔子中的碎殼及霉變的梔子，清理后的梔子不得含有樹葉、枝條等雜質(zhì)。然后將桅子置于50℃的烘箱中干燥10 h，用高速中藥粉碎機(jī)粉碎過20目篩，得梔子粉，裝于真封袋中冷藏備用。

1.2.2 溶劑法提取梔子油

在圓底燒瓶中加入一定量的梔子粉，加入石油醚，一定溫度下索氏提取一定時間[15]，旋蒸，除盡提取溶劑，得到梔子油，稱重，計(jì)算梔子油得率。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 提取時間對梔子油得率的影響

在料液比1∶4、提取溫度85℃條件下，考察不同提取時間對梔子油得率的影響，結(jié)果如圖1所示。

由圖1可以看出，在2～3 h范圍內(nèi)，隨提取時間的延長，梔子油得率不斷提高，并且增長速度很快；當(dāng)提取時間在3～6 h之時，梔子油得率緩慢下降。其可能原因是隨著提取時間的延長，提取體系的滲透壓會慢慢趨于平衡。時間過長梔子油得油率反而下降，可能與提取溶劑的揮發(fā)有關(guān)。因此，選取提取時間3 h進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)。

圖1 提取時間對梔子油得率的影響

2.1.2 提取溫度對梔子油得率的影響

在料液比1∶4、提取時間3 h條件下，考察不同提取溫度對梔子油得率的影響，結(jié)果如圖2所示。

圖2 提取溫度對梔子油得率的影響

由圖2可以看出，當(dāng)提取溫度在70～80℃時，梔子油得率隨著提取溫度的升高迅速增加，這是因?yàn)闇囟燃眲∩咴黾恿巳軇┓肿雍陀椭肿拥膭幽?，對油性分子擴(kuò)散過程有利；但是當(dāng)提取溫度接近溶劑石油醚的沸程頂端時，梔子油得率反而呈下降趨勢，其可能原因是石油醚揮發(fā)劇烈，造成梔子油得率下降。同時提取溫度過高，能耗也會增加。綜合考慮，選取提取溫度80℃進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)。

2.1.3 料液比對梔子油得率的影響

在提取時間3 h、提取溫度80℃條件下，考察不同料液比對梔子油得率的影響， 結(jié)果如圖3所示。

圖3 料液比對梔子油得率的影響

由圖3可以看出，剛開始梔子油得率隨著料液比的增加而逐漸增大，但當(dāng)料液比超過1∶5時，得率逐漸趨于平衡。其可能原因是對于一定量的梔子粉來說，隨著提取溶劑石油醚的增多，濃度差也隨之增大，從而提高了梔子油到溶劑的擴(kuò)散速度，使得梔子油得率升高。繼續(xù)增加石油醚用量，梔子油得率趨于平衡，同時溶劑用量過大會造成資源浪費(fèi)。綜合考慮，選取料液比1∶5進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)。

2.2 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，確定提取時間、提取溫度和料液比3個因素，以梔子油得率(Y)為響應(yīng)值，采用Box-Behnken試驗(yàn)原理對梔子油提取工藝進(jìn)行優(yōu)化。因素水平見表1，響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見表2，回歸模型方差分析見表3。

表1 因素水平

表2 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

表3 回歸模型方差分析

在所選取的各因素水平范圍內(nèi)，A、B、C、A2、B2、C2的P值均小于0.05，說明這幾個因素對梔子油得率有顯著影響；本模型中3個因素對梔子油得率的影響大小順序?yàn)椋禾崛囟? 提取時間> 料液比。

2.3 驗(yàn)證試驗(yàn)

經(jīng)響應(yīng)面回歸分析得到的梔子油最佳提取工藝條件為提取時間 4 h、提取溫度 81.2℃、料液比1∶5.23,在此條件下梔子油得率的理論值達(dá)到19.37%?？紤]到實(shí)際操作及提取溶劑的經(jīng)濟(jì)價值，實(shí)際試驗(yàn)中將最佳工藝條件修正為提取時間4 h、提取溫度 81℃、料液比1∶5。在最佳工藝條件下，進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)測得梔子油得率為 19.21%，與理論值吻合，說明Box-Behnken設(shè)計(jì)響應(yīng)面法得到的提取條件相對可靠。

3 結(jié) 論

本研究在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，通過響應(yīng)面分析對梔子油提取工藝進(jìn)行優(yōu)化，然后用Design-Expert 8.0.6軟件對結(jié)果分析，得到回歸方程，綜合分析結(jié)果及試驗(yàn)實(shí)際操作，最終得到梔子油最佳提取工藝條件為提取時間4 h、提取溫度81℃、料液比1∶5。在最佳工藝條件下，梔子油得率達(dá)到了19.21%，與理論值吻合，因此響應(yīng)面法優(yōu)化梔子油提取工藝是可行的。

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