蛇床子的超临界提取工艺与成分研究

蛇床子的超临界提取工艺与成分研究
目的考察超临界CO2流体提取蛇床子中有效成分的最佳工艺，并对提取物的成分进行分析。

方法单因素考察提取压力、提取温度、提取时间及物料粒度对提取率的影响；用气相色谱-质谱联用（GCMS）方法进行化学成分分析。

结果最佳提取工艺条件为：物料粒度40目，提取压力25MPa，提取温度50℃，提取时间6h；提取物采用GCMS法分离出26个组分，鉴定了15个成分，占气化产物总量的64.02%。

结论超临界CO2流体提取技术可用于蛇床子有效成分的提取。

标签：蛇床子；超临界CO2；气相色谱-质谱联用技术
蛇床子为伞形科植物蛇床[Cnidiummonnieri（L.）Cuss.]的干燥成熟果实，始载于《神农本草经》，味辛、苦，性温，具温肾壮阳、燥湿、祛风、杀虫的功效。

蛇床子中主要含有蛇床子素、欧前胡素、佛手内酯、花椒青内酯、异虎耳草素等香豆素类化合物。

据近代药理研究，此类成分具有明显的解痉、祛痰、抗过敏、止喘、抗炎等作用。

本实验以出油率、提取物中蛇床子素的含量及提取率为指标，着重考察提取压力、提取温度、提取时间及物料粒度等因素对提取率的影响，优选最佳工艺条件，并对提取物采用气相色谱-质谱联用（GCMS）方法进行化学成分分析，为该提取技术应用于蛇床子的工业化生产提供依据。

1仪器与材料
HA2315006型超临界萃取装置（江苏南通华安超临界实业公司）；WatersHPLC（Waters515/2487）；DiamonsilC18柱（200mm×4.6mm，5μm）；TL9900色谱工作站；HP5890ⅡGC/HP5972MS气/质联用仪；BP1（nonpolar）石英毛细管柱（60m×0.22mm，0.25μm，澳大利亚SGE公司）；十万分之一电子天平（Sartorius）。

蛇床子购于广州清平药材市场，经广州中医药大学李卫民教授鉴定为蛇床[Cnidiummonnieri（L.）Cuss.]的干燥成熟果实（HPLC法测定，本品按干燥品计算含蛇床子素为1.90%）；蛇床子素对照品（中国药品生物制品检定所，批号：20822-9401）。

2方法与结果
2.1SFECO2法提取工艺的基本流程
蛇床子粉碎—过筛—置提取釜中—加热加压循环提取（CO2流量为20L/h）—提取完成从解析釜Ⅰ出料口出料，得淡黄绿色膏状提取物（蛇床子SFE），计算出油率（每100g药材得到的提取物的量）。

2.2按《中国药典》2005年版一部“蛇床子”项下的含量测定方法（HPLC法）测定提取物中蛇床子素的含量，并计算提取率（每100g药材得到的提取物中蛇
床子素的量与药材中蛇床子素的量的比值）。

2.3单因素考察提取工艺
2.3.1提取压力对提取率的影响
固定提取温度35℃、物料粒度40目、提取时间4h，改变提取压力考察其对提取物的影响，结果见表1。

提取压力可直接影响超临界流体的相对体积质量、黏度和扩散系数，从而影响出油率及提取率。

试验结果表明：当压力<20MPa时，CO2的单位体积质量较小，相应其溶解能力也较小，所以提取率也较低；压力达到25MPa时，其溶解能力明显增大，提取率也随着上升；压力继续升高，提取率的变化不明显，考虑到生产效率和安全，最佳的提取压力应控制在25MPa。

2.3.2提取温度对提取率的影响
固定提取压力25MPa、物料粒度40目、提取时间4h，改变提取温度考察其对提取率的影响，结果见表2。

结果表明：温度升高有利于蛇床子中的有效成分溶解到CO2流体中，提高提取率；当温度达到55℃以上时，温度升高又降低了CO2的密度而导致溶解能力下降，虽然出油率提高，但蛇床子素的含量及提取率却明显降低，表明此时蛇床子中的其他组分被更多地提取出来。

因此，实际生产中可选定温度为50～55℃之间。

2.3.3提取时间对提取率的影响
固定提取压力25MPa、提取温度50℃、物料粒度40目，考察不同提取时间对提取率的影响，结果见表3。

结果表明：蛇床子素的提取率随提取时间的增加而增加，随着时间进一步延长，增加幅度逐渐变缓，在提取6h之后，蛇床子素提取率的增加已不明显。

因此，提取时间确定为6h。

2.3.3物料粒度对提取率的影响
固定提取压力25MPa、提取温度50℃、提取时间6h，考察不同物料粒度对提取率的影响，结果见表4。

结果表明：蛇床子素的提取率随着粉碎粒度的减少而增加，粒度在40目以上时，提取率均可达90%以上，这是因为适度的破碎后，增加了蛇床子颗粒与CO2流体的接触面积和提取通道，使CO2流体尽快扩散到原料组织内部，从而提高提取率；但粒度过细，原料的堆密度显著增大，通透性变差，提取率降低。

因此，生产中以40目的物料粒度比较适宜。

2.3.4提取工艺的验证
取粉碎过40目筛的蛇床子细粉3份（每份25kg）分别进行超临界提取，提取压力25MPa、提取温度50℃、提取時间6h，CO2流量20L/h，各批次出油率分别为3.43%、3.29%及3.33%；蛇床子提取物中蛇床子素含量分别为52.95%、54.08%及54.37%。

2.4蛇床子超临界提取物的成分分析
2.4.1色谱条件
色谱条件：色谱柱为BP1（nonpolar）石英毛细管柱（60m×0.22mm，0.25μm，澳大利亚SGE公司）；初始温度80℃，停留5min，以10℃/min速率一阶升温至140℃，停留30min，再以5℃/min速率二阶升温至260℃，停留40min。

进样口温度280℃，柱流量1mL/min。

质谱条件：电离方式EI，电离电压1965mV，离子源温度172℃，扫描质量范围50～550m/z。

2.4.2分析结果
称取适量的蛇床子超临界提取物，用无水乙醇正己烷（体积比1∶1）混合溶剂溶解，配成约10mg/mL的样品溶液，吸取1μL以无分流方式进样，得总离子流色谱图，结果见图1。

各色谱峰经峰纯度检测，并将所得质谱数据经由Wiley138质谱数据库检索，结果见表5。

蛇床子超临界CO2提取物中分离出26个色谱峰，检定出15种化合物，占气化产物总量的64.02%，其中蛇床子素占41.58%。

3讨论
3.1本实验得到的最佳工艺条件为：物料粒度40目、提取压力25MPa、提取温度50℃、提取时间6h、CO2流量20L/h。

3.2本提取工艺没有溶剂残留，工艺简单。

3批放大实验产品结果基本一致，有效成分蛇床子素的含量均达到50%以上，提取率为90%以上；质谱分析结果表明使用该工艺提取的蛇床子超临界提取物中，蛇床子素等香豆素类有效成分被富集、提取出来，有利于蛇床子的充分利用及其制剂的成型。

参考文献
[1]孙星衍，孙冯翼.神农本草经[M].上海：商务印书馆，1955：32.
[2]国家药典委员会.中华人民共和国药典：一部[S].北京：化学工业出版社，2005：219-220.。