表面活性剂-超声协同提取刺五加苷的工艺优选

漆书文, 徐明, 杨磊*, 莫开林*

1. 东北林业大学化学化工与资源利用学院，黑龙江 哈尔滨 150040；

2. 四川省林业科学研究院，四川 成都 610081

刺五加（Eleutherococcus senticosus (Rupr.et Maxim.) Maxim），五加科五加属落叶灌木植物，主要分布在我国东北、华北等地区，以及俄罗斯远东、朝鲜、韩国和日本等[1,2]。近年来，国内外对刺五加的化学成分及其药理作用进行了广泛的研究，证明它们具有较高的药用价值。刺五加苷B 具有抗菌消炎、镇痛、解热、镇静、催眠、抗肿瘤、抗过敏和抗疲劳等药理作用[3-5]，刺五加苷E 具有降血糖、抗菌抗炎、镇痛、缓解疲劳、增强记忆力等药理作用[6,7]。研究表明，刺五加苷B 和E 是刺五加根茎的主要活性成分[8,9]。传统上采用乙醇水溶液体系提取刺五加苷，提取方法多为回流提取法[10,11]，回流提取由于热效应常常使糖苷类化合物受热水解、降解或异构化，造成得率降低，乙醇溶液做提取溶剂由于使用易燃的乙醇，提取车间安全隐患大，且乙醇在产物中往往因分离不彻底而残留量大。因此，寻求更加有效的提取刺五加苷的方法成为近年的研究热点。

超声辅助提取是近年来越来越受重视的新型提取技术，超声波所独具的空化性能促使植物细胞组织破壁，使有效成分溶出更充分，提取速度快，能耗较低[12,13]。吐温等食品级表面活性剂以其具有经济、方便、低毒等优点越来越多地被用于林源健康产品的提取分离过程[14]。本文尝试采用表面活性剂-超声协同提取法从刺五加根茎中提取刺五加苷B 和E，为刺五加的开发利用提供一定的技术支持。

1 材料及仪器

刺五加根茎购于河北安国市依山中药材有限公司，经东北林业大学谷会岩教授鉴定。刺五加苷B 和E（纯度＞98%，上海源叶生物科技有限公司），甲醇（色谱级，赛默飞世尔科技（中国）有限公司），乙醇（分析纯，天津天士力化学试剂有限公司）；高效液相色谱仪（安捷伦1260Infinity II Prime），三频数控超声波清洗机（型号KQ-250DB）。

2 方法

2.1 原材料的预处理

将刺五加根茎劈成小块，用高速粉碎机粉碎，过筛，筛取180 μm～250 μm 颗粒作为提取用材料，置于干燥器中避光保存。

2.2 高效液相色谱定量测定条件

采用高效液相色谱法分别定量测定刺五加苷B 和E。色谱条件：色谱柱DiamonsilR C18（250 mm ×4.6 mm ×5 μm），流动相为0.05%三氟乙酸水溶液12%和88%的乙腈，等度洗脱，检测时长26 min，刺五加苷B 和E 的检测波长分别为265 nm 和210 nm，进样量10 μL，柱温25 ℃，流速1 mL·min-1。

2.3 标准曲线的绘制

分别配制0.2 mg·mL-1、0.4 mg·mL-1、0.6 mg·mL-1、0.8 mg·mL-1、1.0 mg·mL-1的刺五加苷B 和E 的对照品溶液，依次取10 μL 上述对照品溶液进样，每个浓度重复3 次。按上述色谱条件测定，绘制标准曲线，计算回归方程，刺五加苷B 和E 在0.2～1.0 mg·mL-1之间呈良好的线性关系。其线性回归方程及相关系数程为：

式中：x为对照品的浓度（mg/mL），YB和YE分别为刺五加苷B 和E 标准液对应的峰面积。

2.4 样品中刺五加苷B 和E 的含量测定

提取液稀释至适宜的检测浓度后过0.45 μm 微孔滤膜，取上清液进行HPLC 检测，每样重复进样3 次，将峰面积取平均值，代入回归方程，依式3 计算各目的成分的得率。

刺五加苷B 和E 的得率的计算公式：

式中：Y 为得率（mg/g），V 为提取液的体积（mL），C 为提取液的浓度（mg·mL-1），M 为刺五加粉末的质量（mg）。

2.5 表 面 活 性 剂-超 声 协 同 提 取 刺 五 加 苷B 和E 试验

精确称取一定量的刺五加粉末溶于表面活性剂溶液中，超声提取，冷却至室温，0.45 μm 滤膜过滤，HPLC 检测。其他条件相同的情况下分别改变表面活性剂浓度、液料比、超声时间、超声功率，以得到最佳提取方案。

（1）表面活性剂浓度：分别选择不同浓度的表面活性剂溶液0、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%和0.5%，精确称取0.5 g 刺五加粉末，分别加入10 mL 所选的提取溶剂，混匀，超声功率200 W，超声30 min，冷却，过滤，滤液HPLC 检测，代入公式，计算刺五加苷B 和E 的得率。

（2）液料比：分别选择不同的液料比10 mL·g-1、15 mL·g-1、20 mL·g-1、25 mL·g-1和30 mL·g-1，精确称取0.5 g 刺五加粉末，加入10 mL 0.3%表面活性剂溶液，超声功率200 W，超声30 min，冷却，过滤上清液，HPLC 检测，代入公式，计算刺五加苷B 和E 的得率。

（3）超声功率：分别选择不同的超声功率100 W、150 W、200 W 和250 W，精确称取0.5 g 刺五加粉末，加入10 mL 0.3%表面活性剂溶液，超声30 min，滤出上清液，HPLC 检测，代入公式，计算刺五加苷B 和E 的得率。

（4）超声时间：分别选择不同的超声时间10 min、20 min、30 min、40 min、50 min 和60 min，精确称取0.5 g 刺五加粉末，加入10 mL 0.3%表面活性剂溶液，超声功率200 W，超声，冷却，过滤上清液，HPLC 检测，代入公式，计算刺五加苷B 和E 的得率。

3 结果和讨论

3.1 表面活性剂浓度的影响

准确称取刺五加粉末0.5 g，加入10 mL 的试管中，分别加入浓度为0、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%和0.5%的表面活性剂溶液，在相同的超声条件下（超声功率200 W），超声时间30 min，测定峰面积，并计算刺五加苷B 和E 的得率。

由图1 可以看出，刺五加苷B 和E 的得率随着表面活性剂浓度的增加而迅速增加，当表面活性剂浓度达到0.3%后，进一步增加表面活性剂浓度，刺五加苷B 和E 得率的增加逐渐缓慢。当浓度过高时，会产生大量泡沫，增加了操作难度。综合考虑，当表面活性剂浓度为0.3%时为最优提取浓度。

3.2 液料比的影响

选择0.3%表面活性剂溶液浓度，在超声功率为200 W 条件下超声30 min，通过改变液料比，研究液料比对刺五加苷B 和E 得率的影响。由图2 可以看出随着液料比的变大，刺五加苷B 和E 的得率也提高，当液料比超过20 时，增加缓慢，故液料比为20 mL·g-1时是最优条件。

图1 表面活性剂浓度的影响Fig. 1 Effect of surfactant concentration on yield

图2 液料比的影响Fig. 2 Effect of liquid-solid ratio on yield

3.3 超声功率的影响

提取溶剂为0.3%表面活性剂溶液，液料比为20 mL·g-1，在不同的超声功率条件下提取30 min（见图3），超声功率在100～250 W 时，刺五加苷B 和E 的得率在超声功率为200 W 时较高，继续加大功率，得率增加缓慢；低功率超声时，刺五加苷B 和E 的得率都不高，表明提取不完全，因此选择200 W 作为最佳超声功率。

3.4 超声时间的影响

提取溶剂为0.3%表面活性剂溶液，液料比为20 mL·g-1，在超声功率为200 W 条件下，通过改变超声时间（见图4），随着时间的延长，刺五加苷B 和E 的得率提高，刺五加苷B 和E 在30 min 后，增长的趋势变缓，综合考虑，超声时间30 min 为最佳时间。

3.5 不同提取溶剂的比较

在超声功率200 W，超声时间30 min，液料比20 mL·g-1条件下，分别采用纯水、60%乙醇、90%乙醇和0.3%吐温80 表面活性剂作为提取溶剂，结果如图5 所示。由图可知，本文所用0.3%吐温80 表面活性剂刺五加苷B 和E 的得率与60%乙醇的提取得率相仿，无显著性差异，而明显高于90%乙醇或纯水的提取得率，表明表面活性剂用于刺五加苷的提取是可行的。

图3 超声功率的影响Fig. 3 Effect of ultrasonic irradiation power on yield

图4 超声时间的影响Fig. 4 Effect of ultrasonic irradiation time on yield

图5 不同提取溶剂的比较Fig. 5 Comparison of different extraction solvents on yield

4 结论

实验选择表面活性剂作为提取溶剂，研究了表面活性剂浓度、液料比、超声功率、超声时间对刺五加苷B 和E 得率的影响。通过单因素实验得到最佳工艺参数为：表面活性剂浓度0.3%、液料比20 mL·g-1、超声功率200 W、超声时间30 min。在最佳工艺条件下，刺五加苷B 和E 的得率分别为1.60 mg·g-1和2.43 mg·g-1。表面活性剂-超声协同提取具有提取时间短、提取效率高、经济节能的优点，具有较好的应用前景。