响应面法优化紫苏子中迷迭香酸超声提取工艺的研究

张玥莉+孙仁弟

摘 要 目的：优选紫苏子中迷迭香酸的超声提取工艺。方法：在单因素试验基础上，以超声功率、乙醇浓度、提取时间为考察因素，以迷迭香酸提取率为考察指标，利用Design-Expert 7.0进行三因素三水平响应面分析优选工艺条件。结果：最佳提取工艺为：超声功率380 W、乙醇浓度60%、提取时间85 min，模型相关系数R2=0.960 2，该条件下迷迭香酸平均提取率为0.59%。结论：该提取工艺可为进一步开发紫苏子药用价值提供依据。

关键词 紫苏子 迷迭香酸 响应面 超声提取

中图分类号：R284.2 文献标识码：A 文章编号：1006-1533（2017）07-0075-04

Optimization of the ultrasonic extraction of rosmarinic acid from Perillae fructus by response surface method*

ZHANG Yueli1，2**， SUN Rendi1，2（1. Shanghai Green Valley Pharmaceutical Co. Ltd.； 2. Shanghai Engineering Research Center of Compound Chinese Medicine （Green Valley）， Shanghai 201707， China）

ABSTRACT Objective： To optimize the process for the ultrasonic extraction of rosmarinic acid from Perillae fructus by response surface method. Methods： The process was optimized by response surface method with three factors and three levels including ultrasonic power， ethanol concentration and extracting time and taking the extraction yield of rosmarinic acid as a final index based on single factor test. Results： The optimum extraction process of rosmarinic acid from Perillae fructus was obtained and 0.59% extraction yield could be achieved under the conditions of ultrasonic power 380 W， 60% ethanol and 85 minutes extraction and the coefficient of association was R2=0.960 2. Conclusion： This process for the extraction of rosmarinic acid from Perillae fructus can provide the basis for the further development of medicinal value of Perillae fructus.

KEY WORDS Perillae fructus； rosmarinic acid； response surface method； ultrasonic extraction

紫苏子为唇形科植物紫苏（Perilla frutescens L. Britt.）的干燥成熟果实，味辛，性温。归肺经[1]。具有降气消痰、止咳平喘、润肠等功效[2]。紫苏药食同源，作为一种多用途的经济植物，紫苏的研究与应用十分广泛，研究表明，紫苏子除含有大量脂肪油外，还含有种类齐全的氨基酸和矿质元素[3]，药理研究表明其具有降血脂、促进学习记忆、抗衰老、止咳平喘等作用[4]，目前国内对紫苏子非脂溶性成分研究较少，而迷迭香酸（rosmarinic acid）作为紫苏子的指标成分[5-6]，具有强而广泛的生物活性，主要体现在抗氧化、抗菌、消炎、抑制酶活性、抗过敏等方面[7]。本研究采用响应面设计优化紫苏子迷迭香酸超声提取工艺，为紫苏子非脂溶性成分的利用提供研究基础，为进一步开发紫苏子药用价值提供依据。

1 材料和方法

1.1 仪器与试药

1200高效液相色谱仪（美国Agilent）；KQ-500DE数控超声波清洗器（昆山超声仪器有限公司）；HHS电热恒温水浴锅（上海博讯实业有限公司医疗设备厂）、XP105电子天平（瑞士Mettler Toledo）、TDP-600强力破碎机（天津市渤海鑫茂制药设备有限公司）；紫苏子（山东鲁安中药饮片有限公司，批号：151201）；迷迭香酸对照品（中国食品药品检验研究所，批号：111871-201502）；甲醇为色谱纯（上海安谱实验科技股份有限公司，批号：V574G864）；其它化学试剂均为国产分析纯。

1.2 方法

紫苏子干燥粉碎过筛，精密称取1.0 g粉末，加入20 ml乙醇，常温下，按单因素及响应面所设计，在不同提取条件下进行超声提取。加入乙酸乙酯萃取，棄去下层脂溶性成分，合并滤液，减压抽滤，于40 ℃水浴蒸干，加入流动相充分溶解后定容至25 ml，作为供试品溶液[8]。按照2015版《中国药典》一部紫苏子含量测定项下色谱条件并制备对照品溶液，采用外标法测定提取物中迷迭香酸的含量，进而计算得率[9]。

2 结果

2.1 单因素试验

2.1.1 超声功率的影响

分别选用超声功率100、200、300、400、500 W，乙醇浓度50%，提取时间1 h的条件进行提取。结果表明，随着超声功率的增加，提取率逐渐升高，300 W后变化趋于平缓（图1），选取最优超声功率为300 W，进行下一步试验。

2.1.2 乙醇浓度的影响

固定超声功率300 W，乙醇浓度分别为40%、50%、60%、70%、80%，提取时间1 h进行提取，结果表明随着乙醇浓度的升高，提取率逐渐升高，但70%后提取率降低，这可能与高乙醇浓度下提取液中其他成分的改变有关（图1），选取最优乙醇浓度60%，进行下一步试验。

2.1.3 提取时间的影响

超声功率300 W，乙醇浓度60%，提取时间分别为30、50、70、90、110 min进行提取，结果表明时间的延长，提取率逐渐升高，90 min后变化趋于平缓（图1）。

2.2 响应面法优化提取工艺

根据单因素结果，采用三因素三水平的响应面分析方法，试验因素与水平设计见表1，响应面具体方案见表2。

采用数据分析软件Design-Expert 7. 0进行数据分析，得分析结果如表3。各因素经回归拟合后，解得回归方程为（模型相关系数R2= 0. 960 2）：

R1=0.54+0.085×A-2.5×10-3×B+0.022×C+2.5×10-3×A×B+2.5×10-3×A×C+0.022×B×C-0.099×A2-0.094×B2+0.031×C2

试验结果表明，对提取率影响大小顺序为：超声功率>提取时间>乙醇浓度。因素间的交互作用见图2。

图2直观地反映了各因素交互作用对响应值的影响。比较三组图可知，超声功率对提取率的影响最为显著，表现为曲线较陡；而提取时间与乙醇浓度次之，相应表现为曲线较为平滑，且随其数值的增加或减少，响应值没有显著性变化。

2.3 验证试验

响应面分析结果表明，迷迭香酸超声提取最佳条件为：超声功率380.84 W，乙醇浓度59.16%，提取时间85.18 min。根据仪器修正工艺：超声功率380 W、乙醇浓度60%、提取时间85 min的条件下进行验证试验3次，得出平均提取率为0.59%，优于单因素试验设计。

3 讨论

紫苏子主要成分为不饱和脂肪酸、亚麻酸、亚油酸、油酸等，现代医药多应用其脂溶性成分[10-11]，不利于中药资源的有效利用。目前国内对紫苏迷迭香酸的提取方法，多采用紫苏叶，且集中为酶提取工艺[12-13]，成本较高，难于在生产规模推广。本研究采用更为精确的响应面设计，尽量避免复杂提取技术路线，其结果更适合于指导工业生产[14-15]，为紫苏子的进一步开发提供理论指导。实验前期对提取次数进行单因素考察，结果表明影响亦颇为显著，但是多次提取时间较长，能耗也较大，故不作为因素间交互作用的考察内容。在实际生产过程中，建议提取1至2次为宜。考虑到安全性，本文采用乙酸乙酯分离脂溶性成分，成本较高，后期可做进一步的优化。

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