乙醇渗漉法提取青花椒生物碱的工艺参数

吴素玲，孙晓明，金敬红，陈文华，张锋伦

(南京野生植物综合利用研究院，江苏 南京 210042)

乙醇渗漉法提取青花椒生物碱的工艺参数

吴素玲，孙晓明*，金敬红，陈文华，张锋伦

(南京野生植物综合利用研究院，江苏 南京 210042)

对酸性染料比色法来测定提取液的总生物碱的方法加以改进；并对以SFME法提取精油后的青花椒作原料、用不同浓度的乙醇渗漉法提取生物碱进行含量测定，确定乙醇渗漉法提取生物碱的相关工艺参数。结果表明：青花椒生物碱提取的最佳操作条件是控制渗漉液的流速在每秒2滴左右，每15 min收集约60 mL左右渗漉液，渗漉时间为2.5 h，乙醇浓度为70%～75%。

SFME；乙醇；渗漉法；生物碱；酸性染料比色法；青花椒

青花椒(ZanthoxylumschinifoliumSieb. et Zucc.)又名香椒子、崖椒、野椒、青椒、狗椒，因其果实成熟后为青色而得名。它属于芸香科、花椒属落叶植物。青花椒是我国花椒栽培中的一个优良品种，因其独特的颜色和优秀的品质,深受广大消费者的喜爱。《中华人民共和国药典》记载，青花椒具有温中止痛，杀虫止痒的功能，可用于脘腹冷痛、呕吐泄泻、虫积腹痛、湿疹瘙痒等症状的治疗[1]。青花椒的主要有效成分为：花椒精油、酰胺类物质、生物碱和香豆素等，大都具有药理作用和生理活性。

生物碱是指天然的含氮有机化合物，但不包括氨基酸、蛋白质、核苷、卟啉等开链的简单脂肪胺,它的氮原子常在环上,并具有复杂的环状结构和生理活性[2]。生物碱类化合物具有多种显著的生理作用,如抑制血小板凝集[3]、选择性抑菌作用[4]等。另青花椒含有的生物碱类物质能形成比较明显的令人喜欢鱼香味。生物碱的提取方法很多，但文献报道的花椒生物碱提取只见有水提取法[5]。本文以SFME法提取精油后的青花椒作原料，用不同浓度的乙醇渗漉法来提取生物碱，并采用酸性染料比色法[6-7]来测定提取液的总生物碱的含量，确定乙醇渗漉法提取生物碱的相关工艺参数。

1 材料及仪器设备

1.1 主要材料

青花椒(干)，来自重庆江津，2013年产；

乙醇为食品级；溴甲酚绿、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、氯仿均为分析纯。

1.2 主要仪器与设备

WLD07S-05型微波设备，南京三乐微波技术发展有限公司； 高速万能粉碎机，天津市泰斯特仪器有限公司； TU-1800型紫外可见分光光度计，北京普析通用仪器有限责任公司；电子天平，挥发油测定器，烘箱，酸度计，1 000 W电热套，渗漉筒等。

2 方法与结果

2.1 试剂的配制

0.2 mol/L NaH2PO4：称取NaH2PO4·2H2O 7.8 g，用蒸馏水定容至250 mL；

0.2 mol/L Na2HPO4：称取Na2HPO4·12H2O 17.9 g，用蒸馏水定容至250 mL；

pH 7.6的缓冲溶液配制：取13.0 mL的0.2 mol/L NaH2PO4和87.0 mL的0.2 mol/L Na2HPO4,配制成缓冲溶液，用PH计校正pH为7.6；

溴甲酚绿指示剂的配制：称取0.05 g溴甲酚绿加入pH 7.6的缓冲液，定容到100 mL。

2.2 生物碱提取前原料处理

采用微波非溶剂提取(SFME)法[8]对干青花椒进行精油提取。具体操作为：称取青花椒，放入1 000 mL圆底烧瓶中，以1 ∶1的比例用喷雾器加水，静止湿润30 min，置微波设备中，装上挥发油测定器，调节微波功率150 W，接收精油直至油量不再增加，一般不超过2 h，关微波。提取精油后的花椒烘箱(100±5) ℃干燥。重复上述操作数次以备足够的量提供生物碱提取实验用。

2.3 花椒生物碱测定方法的改进

[8]，采用酸性染料比色法，以白屈菜红碱为标准品，其测定波长是425 nm，但考虑到乙醇提取物有可能除生物碱外的其它化合物在紫外区也会有强吸收，会干扰生物碱的测定结果，故需测定本底的吸收值，以校正测定结果。为此做下列试验：

用一定浓度的酒精对提取精油后的青花椒进行生物碱的提取，几小时后过滤得乙醇提取液。然后：

(1)吸取乙醇提取液5 mL，加入2 mL溴甲酚绿缓冲溶液和10 mL的氯仿溶液，置分液漏斗中充分振摇1 min，充分振摇后静置1 h，取下层氯仿层。以氯仿为空白调基线，在200～500 nm范围进行吸收波长扫描。结果见图1。

(2)吸取乙醇提取液5 mL，加入10 mL氯仿溶液，置分液漏斗中充分振摇1 min，充分振摇后静置1 h，取下层氯仿层，以氯仿为空白调基线，在200～500 nm范围进行吸收波长扫描。结果见图2。

(3)以方法(2)中的氯仿层为空白调基线，在200～500 nm范围对(2)中的氯仿层进行吸收波长扫描。结果见图3。

图1 原方法的样品吸收光谱图

图2 本底的吸收光谱图

图3 改进后的样品吸收光谱图

从图1看，以氯仿为空白调基线时，样品在最大吸收峰根本不在425 nm处；而从图3看，以本底浓度为空白调基线时则样品的最大吸收峰在425 nm处且为明细的单峰。比较3个图，可知图1中几个吸收峰基本是由生物碱外的化合物引起的。所以，用此方法测定生物碱时必须考虑除生物碱外的其它化合物的干扰，故需测定本底的吸收值以校正测定结果。

2.4 提取时间的确定

据参考文献[8]，采用酸性染料比色法，吸光度与生物碱含量之间存在线性关系。我们用浓度分别为30%、85%的酒精，先对提取精油后的青花椒进行湿润，然后装渗漉筒，用相同浓度的酒精进行渗漉。控制渗漉液的流速在每秒2滴左右，每15 min收集一次渗漉液(约60 mL左右)，以2.3的方法测定425 nm处的吸光度。测定结果见图4。

图4 渗漉液中生物碱吸光度与时间的关系

由图4可以看出85%的乙醇提取效果明显优于30%乙醇；1 h内吸光度随渗漉时间而升高，1 h后吸光度随渗漉时间而降低，提取2.0 h后生物碱已基本提完，2.5 h后之后提取含量非常少，没有收集的意义，故提取时间选择2.5 h。

2.5 提取溶剂乙醇浓度的选择

用浓度分别为50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%的酒精，先对提取精油后的青花椒进行湿润，然后装渗漉筒，用相同浓度的酒精进行渗漉。控制渗漉液的流速在每秒2滴左右或每15 min约50 mL左右，接收渗漉液，观察接收液量随时调节渗漉速度，2.5 h结束接收并记录总液体量。每个浓度做一次重复实验，16个样品加水调节至总量一致。分别取提取液取5 mL，以2.3的方法测定425 nm处的吸光度。相同乙醇浓度吸光度计平均值。测定结果见图5。

图5 不同乙醇浓度提取生物碱样品吸光度

由文献[8]中可知吸光度与浓度之间存在线性关系，吸光度(A)的大小可以直接表示被测试液中生物碱含量的高低，吸光度越大表示浓度越高。由图5可知渗漉液的吸光度随乙醇浓度升高而升高，即表示在2.5 h内随乙醇浓度增加提取液中生物碱增加。但当酒精浓度高于70%时，生物碱浓度增加很少，当酒精浓度高于75%时吸光度几乎不再增加，考虑成本及操作上的安全等要求我们选取70%～75%乙醇作为生物碱渗漉液浓度。

3 小 结

(1)乙醇渗漉法提取的花椒生物碱，采用酸性染料比色法，以白屈菜红碱为标准品的方法测定生物碱时必须考虑除生物碱外的其它化合物的干扰，即需测定本底的吸收值以校正测定结果。

(2)乙醇渗漉法提取花椒生物碱时，其适宜条件为：控制渗漉液的流速在每秒2滴左右，每15 min收集约60 mL左右渗漉液，渗漉时间为2.5 h，乙醇浓度为70%～75%。

(3)在挥发油提取后进行生物碱的提取试验，目的是能够再一次利用已被提过挥发油的青花椒粉末。观察能否采用乙醇渗漉法提取花椒生物碱，可以与SFME法提取花椒精油连接，紧密配合。

参考文献：

[1] 国家药典委员会. 中国药典[M].广州:广东科技出版社，1995.

[2] 徐任生. 天然产物化学[M].北京:科学出版社，1993:45-47.

[3] 陈素珍，薛智. 花椒果皮中化学成分的研究[J].中草药，1985，16(4):2-4.

[4] 刘锁兰，魏璐雪，王动，等. 青花椒化学成分的研究[J]. 药学学报,1991,26(11):836-840.

[5] 石雪萍，张宇思，张卫明. 水溶性花椒生物碱及精油同时提取工艺研究[J]. 食品科学，2009，30(10)：74-76.

[6] 关荣琴，石雪萍，张卫明. 不同品种花椒生物碱含量测定及光谱学特性分析[J]. 中国野生植物资源， 2010.29(3)：34-36.

[7] 石雪萍，张宇思. 酸性染料比色法测定花椒总生物碱的含量[J]. 中国野生植物资源,2008,27(6)：62-64.

[8] 吴素玲，孙晓明，张锋伦，等. 微波辅助提取青花椒精油的适宜参数[J]. 中国野生植物资源，2014，33(6):6-8，21.

2016年《生物质化学工程》征订启事

《生物质化学工程》(双月刊)是由国家林业局主管、中国林科院林产化学工业研究所主办的技术类刊物。适于从事生物质化学工业、林产化学工业、林业、农业、森工、能源、轻工、化工、环保、医药、食品、土产、商检、外贸等行业从事科研、教学、生产、经营、设计工作等相关人士阅读。邮局发行，邮发代号28-205，单月月底出版。每册定价10.00元，全年60.00元。地址：(210042)江苏省南京市锁金五村16号 林化所内。电话：025-85482492 传真：025-85482492 网址：www.bce.ac.cn E-mail:bce@vip.163.com

Technological Parameters of Ethanol Diacolation Extraction ofAlkaloids fromZanthoxylumschinifolium

Wu Suling, Sun Xiaoming*， Jin Jinghong， Chen Wenhua, Zhang Fenglun

(Naning Research Institute for Comprehensive Utilization of Wild Plants，Nanjing 210042, China)

This article determines the technological parameters of ethanol diacolation method for extraction of Chinese prickly ash alkaloids, improving the methods of acid dye colorimetry for alkaloids determination of extracting solution and determinating the contents of alkaloids extracted from the green prickley ash using ethanol of different concentrations which extracted essential oil by SFME. The results show that the optimum operating condition for extractiong of the green prickley ash alkaloids is two drops per second of diacolating liquid,collecting 60 mL diacolating liquid every fifteen minutes,2.5 h of diacolation time and 70%～75% ethanol concentration.

SFME; ethanol; permeating extraction; alkaloids; acid dye colorimetry;Zanthoxylumschinifolium

2015-03-18

国家“十二五”科技支撑计划项目—香草兰等南方特产资源生态高值利用技术研究与产品开发(2012BAD36B03)。

吴素玲(1963—)，女，研究员，主要从事食品开发。

*通讯作者：孙晓明(1964—)，男，研究员。研究方向：农副产品加工。E-mail：sunxm64@163.com

10.3969/j.issn.1006-9690.2015.05.001

S573

A

1006-9690(2015)05-0001-03