柴胡茶中解热有效成分提取工艺的研究
2020-10-17章烨雯卢成淑吕其壮臧青民
章烨雯，卢成淑，吕其壮，臧青民
（玉林师范学院生物与制药学院，广西玉林537000）
现代研究表明，柴胡茶作为民间常用的解热茶，其主要物质基础为柴胡挥发油和柴胡皂苷[1、2]。目前，大多数研究以水蒸气蒸馏法提取挥发油，以水煎煮法提取柴胡皂苷[3、4]。事实上，二者是有一定矛盾的，由于提取挥发油需消耗较长的时间，而SSa、SSd遇高温易开环生成活性较弱的次生苷SSb1、SSb2[5、6]。此外 ，SSa、SSd的水煎提取效果并不佳，这些都严重影响了柴胡茶临床解热疗效的发挥。因此，本研究设计一提水蒸气蒸馏提取柴胡挥发油，二提乙醇回流提取柴胡皂苷的工艺路线，建立紫外分光光度法、高效液相色谱法测定一提中挥发油的吸光度和柴胡皂苷的含量，以及二提中SSa、SSd的转移率，保证提取挥发油的同时也兼顾柴胡皂苷的得率，以期优选出柴胡茶中解热有效成分提取的最佳条件。
1 仪器与试药
LC-16AT型高效液相色谱仪、SPD-1020A检测器(日本岛津国际贸易有限公司)，ESJ80-5A电子分析天平（上海精密仪器仪表有限公司），JA11002电子天平（上海皓庄仪器有限公司），高速粉碎机FW135（天津市泰斯特仪器有限公司），SB-800DTS双频超声波清洗机（宁波新芝生物科技股份有限公司），HH-2数显恒温水浴锅（常州国华电器有限公司），SHZ-(Ⅲ)D循环水式多用真空泵（郑州生化仪器有限公司），UV-6100 PC紫外可见分光光度计（上海精密仪器仪表有限公司）。
柴胡茶（自制，批号：1904074）；氨水（四川西陇科学有限公司，分析纯）；甲醇（成都市科隆化学品有限公司，分析纯）；无水乙醇（成都市科隆化学品有限公司，分析纯）；1，2-丙二醇（上海麦克林生化科技有限公司，分析纯）；乙腈（默克化工技术（上海）有限公司，色谱纯）。
2 方法与结果
2.1 单因素实验
在水蒸气蒸馏提取柴胡芳香水工艺考察中，分别以药材粉碎粒度、料液体积比、浸渍温度、浸渍时间、蒸馏液收集倍量为因素[7]，在不同水平下进行单因素实验，筛选出影响柴胡芳香水提取的主要因素并确定较优水平。在乙醇回流提取北柴胡皂苷工艺考察中，分别以乙醇倍量、乙醇浓度、回流时间为因素[7]，在不同水平下进行单因素实验，筛选出影响柴胡皂苷提取的主要因素并确定较优水平。
为使各评价指标能集中反映总体提取效果，本研究采用加权评分法处理数据，引入综合评价指标，具体按以下方程进行处理：di=Yi/Ai，Yi为各评价指标的实测值，Ai为各评价指标中相应最大值，di为各评价指标的评分值[8]。在芳香水提取工艺中，因挥发油和柴胡皂苷均为解热有效成分，故规定挥发油、SSa、SSd的权重系数分别为0.5、0.25、0.25。在柴胡皂苷提取工艺中，规定SSa、SSd的权重系数分别为0.5、0.5[9]。
2.1.1 水蒸气蒸馏提取芳香水
随机称取柴胡茶50 g，水蒸气蒸馏法在不同条件下提取柴胡芳香水，收集蒸馏液。
2.1.1.1 药材粉碎粒度的影响
分别将饮片、最粗粉60℃温浸6 h，料液体积比1:8，收集100 mL蒸馏液，考察药材粉碎粒度对提取效果的影响。综合评分依次为：0.942、1.000。由结果可知，最粗粉时综合评分较高，确定药材粉碎粒度为最粗粉。
2.1.1.2 料液体积比的影响
将最粗粉60 ℃温浸6 h，料液体积比分别为1：6、1:8、1:10、1:12，收集100 mL蒸馏液，考察料液体积比对提取效果的影响。综合评分依次为：1.000、0.979、0.943、0.893。由结果可知，料液体积比对综合评分影响较大，因此确定为影响提取效果的主要因素之一。
2.1.1.3 浸渍温度的影响
将最粗粉分别在40、60、80℃温浸6 h，料液体积比1:8，收集100 mL蒸馏液，考察浸渍温度对提取效果的影响。综合评分依次为：0.992、0.995、0.997。由结果可知，浸渍温度对综合评分影响不大，结合生产成本，确定浸渍温度40℃。
2.1.1.4 浸渍时间的影响
将最粗粉60℃分别温浸3、6、9、12h，料液体积比1:8，收集100 mL蒸馏液，考察浸渍时间对提取效果的影响。综合评分依次为：0.998、0.991、0.984、0.970。由结果可知，浸渍时间对综合评分影响不大，结合生产成本，确定浸渍时间3 h。
2.1.1.5 蒸馏液收集倍量的影响
将最粗粉60℃温浸6 h，料液体积比1:8，分别收集50 mL、100 mL、150 mL、200 mL蒸馏液，考察蒸馏液收集倍量对提取效果的影响。综合评分依次为：0.904、0.922、0.861、0.806。由结果可知，蒸馏液收集倍量对综合评分影响较大，因此确定为影响提取效果的主要因素之一，且收集倍量为1、2倍量综合评分较高。
2.1.2 乙醇回流提取柴胡皂苷
随机称取柴胡茶最粗粉50 g，40℃温浸3 h，料液体积比1:6，水蒸气蒸馏法收集100 mL蒸馏液后，取药渣，在不同条件下回流提取，得滤液，用相应溶剂定容至1000 mL，摇匀，滤过。
2.1.2.1 乙醇倍量的影响
分别加6、8、10、12倍量80%乙醇，回流提取1 h，考察乙醇倍量对提取效果的影响。综合评分依次为：0.907、0.938、0.987、0.999。由结果可知，10倍量与12倍量的综合评分较高且相近，结合生产成本，确定10倍量乙醇。
2.1.2.2 乙醇浓度的影响
分别加8倍量60%、70%、80%、90%乙醇，回流提取1 h，考察乙醇浓度对提取效果的影响。综合评价指标依次为：0.867、0.912、0.978、1.000。由结果可知，80%浓度与90%浓度的综合评分较高且相近，结合生产成本，确定80%乙醇浓度。
2.1.2.3 回流时间的影响
加8倍量80%乙醇，分别回流提取1、2、3 h，考察回流时间对提取效果的影响。综合评分依次为：1.000、0.965、0.903。由结果可知，回流时间对综合评分影响较大，因此确定为影响提取效果的主要因素之一。
2.2 正交试验
2.2.1 L9（34）正交试验设计及分析
根据单因素试验结果确定了影响柴胡茶提取效果的主要因素有料液体积比，蒸馏液收集倍量，回流时间。因此，选用L9（34）正交表安排试验，因素水平见表1。以挥发油的吸光度和SSa、SSd的转移率为评价指标，并引入综合评价指标进行分析，正交试验结果见表2，方差分析见表3。
表1 正交试验因素水平
表2 正交试验设计及结果
表3 正交试验方差分析
由极差分析可知，蒸馏液收集倍量、料液体积比对提取效果影响较大，各因素主次顺序为：B蒸馏液收集倍量>A料液体积比>C回流时间，较优提取工艺为A1B3C2。方差分析与直观分析结果相同，因此确定料液体积比为1：6，蒸馏液收集倍量2倍，回流时间1 h。
2.2.2 正交试验验证
为了验证上述试验结果的准确性，按最佳工艺平行操作3份，测定挥发油的吸光度和SSa、SSd的含量。最优工艺下，挥发油吸光度的平均值为0.737，SSa和SSd的含量达0.326%，说明该提取工艺稳定可行。
3 讨论
柴胡皂苷为五环三萜齐墩果烷型皂苷，其中SSa和SSd是主要生物活性物质，也是柴胡茶含量测定的指标性成分，因此本研究中以SSa和SSd表征柴胡皂苷的含量。鉴于SSa、SSd的化学结构不稳定，长时间受热易降解，所以在提取挥发油时笔者曾尝试采取减压蒸馏的方式，结果显示虽然SSd的含量增加，但是挥发油的含量也降低，综合各评价指标，最终确定采取常压水蒸气蒸馏的方式。
据报道，柴胡挥发油中主要含有正己醛、2-正戊基呋喃、庚醛、糠醛等成分[10]，由于含量较低，若以实际得油率来考察工艺耗材耗时且不准确，故本研究用柴胡芳香水的紫外吸光度值间接反映柴胡挥发油提取率的高低。
笔者曾对一提后的液体进行含量测定，结果显示提取液中不含有SSd，SSa含量也极少。结合文献资料[12]，笔者确定了二提工艺并选用乙醇作为溶剂提取柴胡皂苷。由于柴胡皂苷的热不稳定性，笔者还进行预实验比较不同温度下浸渍提取和回流提取的效果，结果显示回流提取得到的柴胡皂苷较多。因此，本工艺综合考虑各方面的因素，在保证提取柴胡挥发油的同时也兼顾柴胡皂苷的得率，为柴胡茶中解热有效成分的提取及临床应用提供可靠的实验依据。
