鱼腥草挥发油提取工艺优化

鱼腥草挥发油提取工艺优化
目的研究水蒸气蒸馏法提取干品鱼腥草挥发油的最佳工艺条件。

方法以挥发油提取率为评价指标，采用单因素考察和正交试验设计，考察粉碎度、浸泡时间、料液比和回流时间对挥发油提取率的影响。

结果水蒸汽蒸馏提取干品鱼腥草挥发油的最佳工艺条件为药材粉碎至粗粉，料液比1∶10（g/g），浸泡10h，加热回流10h。

结论最佳提取工艺提取率较高、重现性良好，具有实际应用价值。

[Abstract] Objective To investigate optimum conditions of the steam distillation of volatile oil from houttuynia cordata. Methods The extraction rate of volatile oil was evaluated，the degree of crushing，soaking time，materials effects of liquid ratio and reflux time of volatile oil extraction rate were observed using the single factor and orthogonal experimental design. Results To crush to a coarse powder was the optimum conditions of steam distillation extraction of volatile oil from houttuynia cordata，the solid-liquid ratio was 1∶10 （g/g），soaked 10h ，heated to reflux for 10h. Conclusion The extraction rate of the optimum extraction is high，with good reproducibility，is worth of practical value.
[Key words] Houttuynia cordata；V olatile oil；Steam distillation
鱼腥草为三白草科蕺菜属植物蕺菜（houttuynia cordata thunb）之全草，具有清热解毒、消肿排脓、利尿通淋的功效。

现代药理及临床应用研究表明，鱼腥草具有抗菌、抗病毒、抗炎、调节免疫、抗氧化、抗肿瘤等作用[1-12]。

鱼腥草富含挥发油、黄酮类、有机酸、生物碱、蛋白质、维生素等营养成分，营养价值很高，被国家卫生部正式确定为药食两用品种之一，是极具开发潜力的资源。

鱼腥草挥发油是该药材的主要活性部位[13]，具有抗病毒、抗菌、抗炎、镇咳、祛痰、抗过敏、利尿、增强机体免疫功能，抗肿瘤等药理作用[14-19]，目前临床多应用于消炎抗菌。

提取挥发油的方法有水蒸气蒸馏法、油脂吸收法、有机溶剂萃取法、超临界流体萃取法和冷压法等[20]。

由于水蒸气蒸馏法具有设备简单、操作安全、不污染环境、成本低、避免了提取过程中有机溶剂残留对油质造成影响等特点，较其他方法更适用于工业大生产，是有效提取中药挥发油的重要方法，也是药典中规定的挥发油提取方法[21]。

本文采用单因素考察和正交试验设计，考察了粉碎度、浸泡
时间、料液比和回流时间对挥发油提取率的影响，以挥发油提取率为指标，筛选出水蒸气蒸馏法提取干品鱼腥草挥发油的最佳提取工艺，为鱼腥草挥发油的工业大生产提供可参考的实验依据。

1 材料与方法
1.1 材料与设备
鱼腥草（购自河南省张仲景大药房，亳州市永刚饮片厂有限公司，产地四川，批号：130918，由河南省中医学院药学院生药学科董成明教授鉴定为三白草科蕺菜属植物蕺菜之全草；重蒸馏水；挥发油提取器；智能恒温电热套（巩义予华仪器有限责任公司，型号ZNHW-II）；托盘天平（江苏常熟衡器厂，型号JPT-10）；电子天平（METTLER TOLEDO，型号AB135-S）；万能粉碎机（永康市绿可食品机械有限公司，型号HC-280T2）。

1.2 提取方法
将干燥鱼腥草粉碎后，称取100g，装入2000mL圆底烧瓶中，加蒸馏水，混匀并浸泡一定时间后，参照2010年版中国药典一部附录XD[21]挥发油测定法（甲法），水蒸气蒸馏提取挥发油，收集所得浅黄色挥发油，精密称重后封装备用，并按照如下公式计算挥发油提取率：
1.3 单因素试验设计
以粉碎度、浸泡时间、料液比[药材重量（g）/蒸馏水重量（g）]和回流时间四个因素作为单因素考察对象，按照1.2方法提取挥发油，考察上述因素对鱼腥草挥发油提取率的影响。

1.4 正交试验设计
依据1.3实验结果，确定适宜粉碎度，选择浸泡时间、料液比和回流时间三个因素各三个水平做L934正交试验设计，按照1.2方法提取挥发油，筛选最佳提取工艺。

2 结果
2.1 单因素试验结果
2.1.1 粉碎度对挥发油提取率的影响设置粉碎度为饮片、粗粉（全部过24目筛，且含有过65目筛的粉末不超过40%）、中粉（全部过65目筛，且含有过80目筛的粉末不超过60%）三个水平，浸泡时间为6h，料液比为1∶10，回流时间为6h，按照1.2方法提取挥发油，计算提取率，结果见表3。

由表3可知，将药材粉碎能够明显改善挥发油的提取效果，粗粉与饮片相比挥发油提取率显著提高，而中粉与粗粉相比差别不大。

这是由于粉碎过程会伴随挥发油的流失，药材粉末过细又会导致蒸馏过程出现糊化和暴沸现象，并且会提高成本，生产周期长，因此本研究选择粗粉作为适宜的药材粉碎度。

2.1.2 浸泡时间对挥发油提取率的影响设置浸泡时间为4h、6h、8h、10h、12h、14h，粉碎度为粗粉，料液比为1∶10，回流时间6h，按照1.2方法提取挥发油，计算提取率，结果见图1。

由图1可知，随着浸泡时间的延长，挥发油提取率逐渐增大，浸泡时间超过10h之后提取率反而降低，这是由于药材浸泡过久会导致微生物增殖，药材所含成分发生变化，挥发油分解，引起提取率的降低[22]。

2.1.3 料液比对挥发油提取率的影响设置料液比为1∶6、1∶8、1∶10、1∶12、1∶14，粉碎度为粗粉，浸泡10h，回流6h，按照1.2方法提取挥发油，计算提取率，结果见图2。

由图2可知，料液比为1∶8、1∶10、1∶14时提取率较高，由于鱼腥草粉碎后细小粉末较多，加水量过少时，药材不能充分浸泡，蒸馏过程中会出现蒸气量少，药材受热不均而糊化结块甚至焦化的现象；加水过多则会浪费蒸馏水和热能，且蒸馏时容易溢出。

因此应选择适中的料液比，既能充分浸泡药材，又能充分利用能量和资源。

2.1.4 回流时间对挥发油提取率的影响设置回流时间为4h、6h、8h、10h、12h，粉碎度为粗粉，浸泡10h，料液比为1∶8，按照1.2方法提取挥发油，计算提取率，结果见图3。

由图3可知，挥发油提取率随着回流时间的增加而增大。

水蒸气蒸馏过程中，料液一直处于微沸状态以避免沸腾过于剧烈引起挥发油逸失，在此状态下回流较慢，挥发油收集速度也相应较慢，因此在蒸馏前期挥发油提取率随时间延长而增大。

但由于挥发油性质不稳定且易挥发，蒸馏时间过长会引起挥发油成分变化和部分成分损失，影响挥发油的收率和纯度。

因此应合理选择蒸馏时间，缩短生产周期，节约成本。

2.2 正交试验结果
按照表2的因素水平进行正交试验，实验数据采用软件“正交设计助手II V3.1专业版”进行处理，结果见表4。

由表4可知，极差RC>RB>RA，即各因素对挥发油提取率的影响强度顺序为：回流时间>料液比>浸泡时间。

另外，对三个水平进行比较，KA2>KA3>KA1，KB1=KB2>KB3，KC3>KC2>KC1。

参考挥发油提取率，结合工业大生产中对缩短生产周期、降低生产成本、提高生产效率等方面的要求，确定最佳提取工艺条件为：A2B1C3，即粉碎度为粗粉，浸泡时间为10h，料液比为1∶10，回流时间为10h。

2.3 验证试验
按照正交试验所得最佳工艺进行3批验证试验，提取率分别为0.112 57%，0.101 22%，0.101 56%，RSD 为6.14%。

结果表明，最佳提取工艺提取率高、重现性好，具有实际应用意义。

3 讨论
目前，以鱼腥草为原料的新制剂得到开发和广泛应用，取得了显著疗效和经济效益，鱼腥草挥发油作为其主要药效成分，具有广阔的研究应用前景[23]。

水蒸气蒸馏法是目前广泛应用的中药材挥发油大规模提取方法，具有设备简单、操作安全、避免有机溶剂残留、不污染环境、成本较低等特点。

本研究通过单因素考察和正交试验，以挥发油提取率为评价指标，确定水蒸气蒸馏法提取干品鱼腥草挥发油的最佳工艺条件：药材粉碎至粗粉，料液比1∶10，浸泡10h，加热回流10h。

验证试验结果证明，最佳提取工艺提取率较高，可达到0.105 12%，且重现性良好，具有实际应用价值，为工业大生产提供可信的参考数据，并可作为后续鱼腥草挥发油成分分析及药效学研究的稳定性基础。

在蒸馏过程中观察到，若加热温度偏高会导致挥发油颜色加深并且油量减少，故蒸馏提取过程中要尽量避免加热温度过高而导致的挥发油逸失。

在收集挥发油提取器中的油层之前，可先以少量蒸馏水冲洗冷凝管下端和挥发油收集装置上端，将器壁上附着的油滴冲下以便于收集和减少损失。

由于干品鱼腥草中挥发油含量很低，在蒸馏、收集及称量过程中的操作不当极易造成测定结果失真。

故本实验进行过程中除了尽量减少系统误差（如药材产地批次，实验室温度、湿度，实验操作人员及实验装置和器具稳定一致）外，还要对离群数据样本进行重复试验以确保实验结果准确。

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