黄连总生物碱提取工艺的优化研究

南阳理工学院本科生毕业论文学院（系）：生物与化学工程学院专业：生物工程学生：贾建军指导老师：李杰（讲师）完成日期 2014 年 5 月南阳理工学院本科生毕业论文黄连总生物碱提取工艺的优化研究Study on the Extraction Technology of Total Alkaloidfrom Coptis Chinensis总计:毕业论文24页表格: 9个插图： 11幅南阳理工学院本科毕业论文黄连总生物碱提取工艺的优化研究Study on the Extraction Technology of Total Alkaloidfrom Coptis Chinensis学院：生物与化学工程学院专业：生物工程学生姓名：贾建军学号：105010540075指导教师（职称）：李杰（讲师）评阅教师：完成日期：2014年5月南阳理工学院Nanyang Institute of Technology黄连总生物碱提取工艺的优化研究生物工程专业贾建军[摘要]本论文主要对黄连总生物碱的提取工艺条件进行优化研究。

首先，通过单因素试验研究提取时间、乙醇浓度、提取温度、料液比等因素对黄连总生物碱得率的影响，然后进行析因试验筛选出对黄连总生物碱得率影响显著的因子，再通过Box-Behnken 试验对提取条件进行优化。

结果显示黄连总生物碱的最佳提取条件为：提取时间120 min，乙醇浓度60%，提取温度81℃，料液比1：41。

在最佳提取条件下黄连总生物碱得率可达73.21mg/g，与预测值73.44mg/g一致，证明试验结果准确可靠，可为黄连总生物碱的提取工艺研究提供参考。

[关键词]黄连总生物碱；提取工艺；响应面分析Study on the Extraction Technology of Total Alkaloidfrom Coptis ChinensisBiological engineering Major Jia JianjunAbstract:This paper is to optimize the extraction conditions of total alkaloids from Coptis chinensis. First, single factor experiments were done to examine the impact of ethanol concentration, extrating time, extracting temperature, ratio of solid to liquid and other effect on the extraction of Coptis chinensis alkaloids. Then factorial experiments were done to filter out the significant factors. Finally, Box-Behnken experiments were done to optimize the extraction conditions. The optimal extraction conditions of total alkaloids from Coptis chinensis are obtained as follows: ethanol concentration 60%,extraction time 120 min,extraction temperature 81℃and the material liquid ratio of 1:41. The total coptis alkaloids yield could reach 73.21mg/g under the optimum technological conditions, which is similar with the predicted 73.44 mg/g. It proved that the test results are accurate, reliable and could provide the reference for the extraction of total alkaloids from Coptis chinensis.Key words:total alkaloid of Coptis Chinensis ;extraction condition; response surface methodology目录1绪论 (1)1.1黄连生物碱的研究现状 (1)1.1.1黄连的自然分布和特性 (1)1.1.2黄连的主要化学成分 (1)1.2黄连生物碱的药理活性 (1)1.3黄连生物碱的应用现状 (2)1.4黄连生物碱的提取技术的研究现状及进展 (3)1.5总生物碱含量的分析测定方法 (4)1.6响应面分析法简述 (5)1.7本论文的选题依据及研究内容 (5)1.7.1本论文的选题依据 (5)1.7.2本论文研究的主要内容 (6)2黄连总生物碱的提取工艺优化研究 (7)2.1 材料 (7)2.1.1原料 (7)2.1.2试剂 (7)2.1.3仪器设备 (7)2.2 方法 (8)2.2.1黄连总生物碱的提取 (8)2.2.2黄连总生物碱的检测 (8)2.2.3盐酸小檗碱标准曲线的绘制 (8)2.2.4黄连总生物碱得率的计算 (8)2.2.5单因素试验 (9)2.2.6析因试验设计 (9)2.2.7响应面分析试验设计 (10)2.2.8最佳工艺条件的验证实验 (10)2.3 结果及分析 (10)2.3.1盐酸小檗碱标准曲线的绘制及结果 (10)2.3.2单因素试验结果分析 (11)2.3.3析因试验及结果 (13)2.3.4响应面结果及分析 (14)2.3.5响应曲面图分析 (16)2.3.6黄连总生物碱提取工艺最优值的预测 (18)2.3.7最佳工艺条件的验证实验 (19)3 结论与展望 (20)3.1主要结论 (20)3.2展望 (20)参考文献 (22)致谢 (24)1 绪论生物碱是一类碱性含氮有机化合物并广泛存在于自然界中，普遍含有复杂的环状结构，通常以盐或游离态两种形式存在，有显著的抗肿瘤、抗菌、抗过敏、抗炎症等药理活性，是一种重要的中草药有效成分，具有极为重要的药用价值和保健功能[1]。

近年来，生物碱类化合物一直成为国内外研究的热点。

1.1 黄连生物碱的研究现状1.1.1 黄连的自然分布和特性黄连通常是指毛莨科植物味连、雅连或云连的干燥根茎，主要含异喹啉类生物碱，具有泻火解毒、清热燥湿的功效，对胃肠溃疡也有显著疗效。

作为一种常用中药材，最早的记载见于《神农本草经》，因其根茎呈黄色连珠状，所以称之为“黄连”，根据其形状的不同又可分为味连、云连和雅连，其中味连大多聚集成簇且形状弯曲似鸡爪，习惯上称之为“鸡爪连”，主产于中国四川、重庆、贵州、湖北、陕西等省，云连多弯曲呈钩状，形如“蝎尾”，多为细小的单枝，主产于中国云南省，雅连多呈微弯曲的圆柱形，形似“蚕状”的单枝，主产地为中国四川省[2]。

黄连是一种大宗名贵中药材，因此具备相当的开发潜力，其开发利用备受关注。

1.1.2 黄连的主要化学成分黄连的化学研究表明[3、4]，其主要药理成分除异喹啉类生物碱外，还含有木兰花碱、黄柏酮、黄柏内酯、阿魏酸和多种微量元素，其中异喹啉类生物碱主要包括小檗碱、黄连碱、甲基黄连碱、掌叶防己碱、非洲防己碱和药根碱。

季铵型生物碱小檗碱的含量最高，约为8%～10%，是其主要成分，具有抗菌、抗肿瘤和抗心律失常等生物活性。

其他异喹啉类生物碱，如黄连碱、药根碱和掌叶防己碱等，也具有降血糖、抗菌、抗肿瘤、保护胃黏膜等活性。

1.2 黄连生物碱的药理活性（1）抗肿瘤、抗癌作用黄连生物碱多具有显著的抗肿瘤和抗癌作用，但由于其结构复杂、作用机制繁杂且作用位点较多，因而对某些病症缺乏选择性和针对性，又由于尚不清楚一些生物碱的作用机制，因此进一步分离、纯化、筛选生物碱，加强深层次针对性的病理、药理和毒性研究，对于新药的研发与应用具有重要的现实意义。

试验证明[5、6]，黄连生物碱具有抑制人结肠癌细胞中环氧合酶、肿瘤坏死因子、人肝细胞中激活蛋白酶、DNA拓扑异构酶Ⅰ、Ⅱ活性及食道癌细胞生长繁殖的作用。

（2）抗焦虑作用Krom hout[7]等人的一系列实验证明浓度为40μg/ml的黄连丁醇提取物，可阻断生物合成儿茶酚胺。

经柱层析分离纯化后的提取物，FrⅡ和FrⅢ中均含有异喹啉类生物碱，如小檗碱和巴马汀碱。

浓度为40μg/ml的FrⅢ能使嗜铬细胞瘤（PC12）细胞中多巴胺的合成减少77％，其半数抑制量（IC50）为195μg/ml。

这说明这些异喹啉类生物碱能够抑制PC12细胞中的酪氨酸羟化酶活性而阻止儿茶酚胺合成，因此具有抗焦虑作用。

（3）抗氧化和自由基清除作用来自于阳光、紫外线、化学反应、物理辐射和新陈代谢的自由基会引起人机体的多种病理损害，如细胞的老化、癌症的发生以及动脉粥样硬化、血栓的形成等。

黄连生物碱对小鼠红细胞溶血和脂质过氧化过程具有显著的抑制作用，并且具有极强的自由基清除活性。

YANG DM[8]等考察了中国和地中海沿岸20种传统药材的抗氧化活性，发现浓度为100μg/ml时的黄连提取液对自由基的清除性能高于其它植物。

（4）保护胃粘膜的作用黄连中的黄连碱具有显著的保护胃粘膜作用，而所含有的其它异喹啉类生物碱，如黄连素、氧化黄连素、巴马汀碱则对胃粘膜损伤不具有保护作用。

韦记青[9]等人研究表明小檗碱有利于肠道的收缩幅度的增加，黄柏酮则能使张力和振幅都有所增加，而黄柏内酯则使肠管弛缓。

黄柏的甲醇提取物对大鼠胃肠溃疡具有明显抑制作用，并且强于小檗碱及黄连碱。

（5）抑制碱性磷酸化酶作用盐酸小檗碱对碱性磷酸酶的抑制作用与浓度呈正相关，其在浓度为0.1-6mol/L时抑制作用较强，此范围内的线性公式为Y=4310X＋56255（r=0.97）。

因此，测定血液中小檗碱的浓度可根据小檗碱对碱性磷酸酶的抑制作用这一原理，同样这一原理也可用于控制黄连的质量标准 [9]。

1.3黄连生物碱的应用现状由于黄连生物碱的这些生物活性使对其的研究进人了一个新的阶段，不仅促进了黄连生物碱类化合物研究、开发利用，也促使其在医药、化妆品、食品等工业中有广泛的应用。

（1）黄连生物碱在食品工业中的应用①天然甜味剂柚皮苷属二氢黄连生物碱，经过加氢处理可以转变为二氢查尔酮，具有甜味，因此可为糖尿病人食用且不引起血糖的升高，是具有保健作用的良好食品甜味添加剂替代产品。

②天然抗氧化剂由于黄连生物碱均具有较强的抗氧化能力。