吴茱萸中吴茱萸碱和吴茱萸次碱的提取方法研究

王宇轩，石玉琼，朱金花

(河南大学 化学化工学院，河南 开封 475004)

《中华人民共和国药典》2015版[1]记载，吴茱萸为芸香科植物吴茱萸 Euodia rutaecarpa (Juss.) Benth.、石虎 Euodia rutaecarpa (Juss.) Benth.var.officinalis (Dode) Huang 或疏毛吴茱萸Euodia rutaecarpa (Juss.) Benth. var. Bodinieri (Dode) Huang的干燥近成熟果实，别名“吴萸”、“茶辣”、“辣子”、“臭辣子”、“吴椒”、“臭泡子”.其呈球形或略呈五角状扁球形，气芳香浓郁，味辛辣而苦，有散寒止痛，降逆止呕，助阳止泻的功能.近代医学研究也表明，吴茱萸具有很高的药理价值，可强心、调节血压、舒张血管、抑制肿瘤等[2].吴茱萸中有效成分类型较多，其中以生物碱与柠檬苦素类化合物为主要有效成分；而生物碱中又以吴茱萸碱、吴茱萸次碱为主[3](两种生物碱的结构如图1、图2所示).研究表明，吴茱萸碱具有诱导多种癌细胞凋亡[4-6]、舒张子宫平滑肌治疗痛经[7]、降低血脂[8]的功效；吴茱萸次碱具有保护心血管[9-10]、缓解胃黏膜损伤[11]、治疗肠炎的功效[12].因此，这两种生物碱具有很高的研究价值.为提高吴茱萸药材的利用率，降低制药成本，进一步推动对于吴茱萸药材的现代化利用，研究者们从提高吴茱萸碱和吴茱萸次碱的提取率入手，不断地对吴茱萸碱和吴茱萸次碱的提取工艺进行优化，本文对吴茱萸碱和吴茱萸次碱的提取工艺方面的研究进行综述，为以后吴茱萸碱和吴茱萸次碱的深入研究提供参考.

图1 吴茱萸碱结构式Fig.1 Structural of evodiamine

图2 吴茱萸次碱结构式Fig.2 Structural f of rutaecarpine

1 提取方法

目前吴茱萸碱和吴茱萸次碱的提取方式主要有五种，加热回流、微波提取、超声提取、超临界流体萃取和闪式提取[13-17].

1.1 加热回流法

目前，根据回流装置的不同可以分为普通的加热回流提取和索氏提取.

1.1.1 普通加热回流提取法

普通加热回流法根据溶剂的不同还可以细分为水提法、酸提法和醇提法.严淑[13]对使用这三种不同的溶剂提取吴茱萸中生物总碱的量进行了对比探究，同取吴茱萸样品粉150 g，分别加10倍量蒸馏水、盐酸、乙醇为提取溶剂加热回流2次，而后过滤、减压浓缩得浸膏，调节其pH，经静置、过滤、萃取最终得到生物总碱量分别为1.5、2.2、2.6 g(具体情况如表1所示)，因此，可以看出在提取吴茱萸中的生物总碱时醇提法有明显的优势.

表1 分别利用三种溶剂提取吴茱萸生物碱的结果

正交试验法是探索影响实验结果的因素时常用的方法之一，为提高提取率，有研究者利用此方法对水提法、酸提法和醇提法的工艺进行了一定的优化.王晖等[18]利用正交试验法并通过回流提取、趁热滤过、水浴浓缩、减压干燥的过程优化吴茱萸的提取工艺，得出水提法的最佳条件为：料液比1∶10，加热回流2 h，重复提取3次；醇提法的最佳条件为：加6倍量浓度分数为60%的乙醇，加热回流2 h，重复提取3次.在上述最优条件下按照相同的操作流程对吴茱萸进行提取，所得吴茱萸碱和吴茱萸次碱的平均质量分别为11.98 mg(0.059 9%)、156.63 mg(0.783 15%).魏宁等[19]利用此方法得到水提法最优条件为：煎煮3次、每次加16倍量水、每次煎煮0.5 h，在此条件下通过加水煎煮、合并煎液、过滤、水浴加热蒸至浸膏状、干燥等过程进行验证实验，最终测得吴茱萸次碱提取率为0.010 2%.逯振宇等[20]利用此方法探索出利用水煎法进行提取的最优条件：醋酸浓度1%，吴茱萸浸泡时间1.5 h，煎煮时间30 min.崔敏等[21]利用此方法，通过甲醇浸泡、回流提取、转移滤液至烧杯、水浴加热等过程进行探究，得出醇提法的最优条件为：取1.0 g样品，用100 mL甲醇浸泡30 min，而后加热回流75 min，并按上述过程进行验证，最终吴茱萸次碱的提取率为0.279%.许锋等[22]按此方法通过加热回流的方式进行试验，而后进行回收溶剂、定容、干燥等过程，得到醇提法的最优条件为：加12倍量70%乙醇回流提取3 h，回流2次.王群等[23]采用此方法得醇提法的最佳提取工艺为加入16倍量70%乙醇回流提取3次，每次3 h.此外，缪昌文[3]对醇提法提取吴茱萸和吴茱萸次碱的最优条件进行探索时，通过调整两次加热回流时加入溶剂和回流温度、时间等参数的方式进行试验，得出在水浴温度80 ℃的条件下，加入10倍量100%的甲醇，分两次回流提取3 h，提取效果最佳，吴茱萸碱和吴茱萸次碱的提取率分别为0.194%和0.224%.

1.1.2 索氏提取法

甄攀等[24]通过索氏加热回流、回收提取液中的乙醇、酸溶残余物而后溶于水中、过滤、调节pH、萃取、水浴加热等过程进行正交试验，对吴茱萸生物碱的提取进行探索，得出最优条件为将未粉碎的样品在70%的乙醇中浸泡3 h，而后提取4 h,测得最终提取出的总生物碱含量为0.508%.王世永等[25]在对比不同提取方式对吴茱萸生物碱的提取率的影响时，也遵循基本相同的过程，通过索氏加热回流、浓缩提取液、酸溶、过滤、调节pH、萃取、水浴加热等过程进行提取，而后所测得吴茱萸碱和吴茱萸次碱的提取率分别为0.103 7%和0.090 6%.

通过对比以上普通加热回流和索氏提取的方式可知，水提取法提取率最低，酸提法、醇提法、索氏提取法三者的提取率差别不大，索氏提取法稍好一些.

1.2 超声提取法

1.2.1 普通超声提取法

超声提取目前在探究吴茱萸中吴茱萸碱和吴茱萸次碱含量时应用广泛，黎丹等[26]在探究不同采收期对吴茱萸的品质的影响以及李秦晋等[27]在探究品种、产地和采收年份对吴茱萸主要活性成分含量的影响时，均采用超声提取法通过醇浸、超声、冷却后补重、过滤的方式来提取吴茱萸碱和吴茱萸次碱，而后测得其含量来评价吴茱萸在不同情况下的品质.在对超声提取法进行优化时，有采用正交试验法对其进行优化的，张红梅等[28]利用此方法得到最优条件为：将果实直径小于5 mm的吴茱萸原药材以10倍量80%乙醇提取3次,每次1 h.有采用单因素试验法的，史艳财等[29]利用此方法得出最佳提取组合为：加10倍量甲醇作溶剂,超声波频率61 kHz，超声波功300 W，提取温度60 ℃，提取时间60 min.但目前运用较多的还是在单因素试验法的基础上，再利用响应面分析法进行优化，曾金祥等[30]利用此种方法确定最佳提取工艺，得到最佳提取工艺为醇体积分数76.82%，超声功率100 Hz，提取时间90 min；谢妍龙等[14]利用此方法得出最佳条件为：用20目筛筛吴茱萸粉，加入51倍量的甲醇，在420 W的超声功率、51 ℃的提取温度下提取52 min，最终测定出吴茱萸碱和吴茱萸次碱的总提取率为2.456 mg/g(0.245 6%).杨文婷等[31]采用此方法得出最优条件为：加入35倍量60%乙醇，超声时间53 min，最终测出吴茱萸碱和吴茱萸次碱的实际提取率分别为0.398 9%、0.761 1%.虽然以上五组研究人员在优化时使用了两种方案，但其在进行提取实验的过程中基本遵循了相同的流程，醇浸、精密称重后进行超声、静置冷却后称重并用醇补足重量、而后进行过滤.除此之外，为进一步推进超声提取法的实践应用，周锦珂等[32]运用中试型超声提取设备探索超声提取法的影响因素时，先进行超声提取，过滤后用醇洗涤滤渣合并滤液与洗涤液，取适量至容量瓶定容，而后过滤，通过对比不同参数时的提取率，得到最佳的提取工艺为加入15倍量的浓度为70%的乙醇，在提取温度60 ℃的条件下，超声提取80 min.

1.2.2 超声联合减压内部沸腾法

龚乃超等[33]在普通的超声提取的基础上，再联合减压内部沸腾法进一步提高提取率，即先在乙醇润湿的情况下超声一段时间进行解吸，而后将其置于恒温水浴槽中迅速减压，在低压下再提取一段时间.利用正交实验法对实验过程中的参数进一步优化，得出最优条件为：在6 mL解析剂中解吸20 min，而后迅速减压至0.03 MPa、维持6 min，最终测得吴茱萸碱的得率为2.54%，吴茱萸次碱的得率为0.87%.

将两种超声提取法进行对比，明显可知，在超声过后减压内部沸腾的操作显著提高了吴茱萸碱和吴茱萸次碱的提取率.

1.3 微波提取

在探索微波提取的影响因素时常采用正交试验法，娄方明等[15]利用此方法对影响因素进行探索，得到加入20倍量的浓度为65%的乙醇，在60 ℃的条件下提取8 min为最佳工艺.而后对最优条件进行验证，经乙醇浸润、称重后萃取、再次称重并用乙醇补足质量、过滤步骤，最终测定得出三次验证实验吴茱萸碱的提取含量和吴茱萸次碱的提取含量平均值分别为6.20 mg/g(0.62%)、4.52 mg/g(0.452%)，具体结果如表2所示.吴方评等[34]通过此方法得出最优条件为样品颗粒粒径0.150 mm、加入100倍量溶剂、微波功率为400 W，提取时间为6 min，此条件下对不同产地的吴茱萸进行提取含量的对比，经索氏提取脱脂、聚四氟乙烯罐中浸润、微波萃取、而后转至容量瓶定容并过滤，最终测定结果广西产吴茱萸提取含量较高，吴茱萸碱的提取含量平均为2.79 mg/g(0.279 2%)，吴茱萸次碱的提取含量平均为0.50 mg/g(0.050%).

表2 三次验证实验所得吴茱萸碱和吴茱萸次碱的含量

1.4 超临界流体提取

刘本等[16]采用Box-Behnken实验设计的响应面法，对超临界流体萃取方法中的部分参数进行优化，优化后在62 ℃、280 bar、二氧化碳气体流量2 L/min、共溶剂甲醇流量0.4 mL/min的条件下，先对萃取容器进行预热，后静态提取5 min、动态提取78 min，提取过后收集提取物至装有少量甲醇的玻璃瓶中，而后再将提取物定量转移至容量瓶，最终测定出吴茱萸碱的提取率为1.217 mg/g(0.121 7%)和吴茱萸次碱的提取率为0.969 mg/g(0.096 9%).刘文等[35]对超临界流体萃取法提取吴茱萸碱和吴茱萸次碱进行研究，选用五号筛筛过的材料，在28 mPa、40 ℃的条件下，先在二氧化碳条件下萃取2 h，后用95%乙醇夹带剂萃取2 h；萃取过后减压至6 mPa、并调节温度至45 ℃进行分离，最终得到吴茱萸碱2.513 mg/g(0.251 3%)、吴茱萸次碱1.493 mg/g(0.149 3%).

1.5 闪式提取

郭殷锐等[17]采用正交试验法探索闪式提取工艺中乙醇浓度、提取电压和提取时间三因素的最优条件，得到加20倍量75%的乙醇，在提取电压40 V的条件下，闪提3 min，提取效果最优，而后在最优条件下，通过闪式提取、过滤、转至容量瓶、乙醇定容过程进行验证实验，最终测试得吴茱萸碱的得率如表3所示，平均值为16.1 mg/g(1.61%)，吴茱萸次碱的得率为7.5 mg/g(0.75%).

表3 闪式提取法最优条件三次验证实验提取结果

2 结论

综合比较以上五种提取方法可知，加热回流提取、微波提取、超临界流体萃取三类方法对吴茱萸碱和吴茱萸次碱的提取率相对较低，这与其在较高温度下提取时间较长有一定的关系，吴茱萸生物碱遇热不稳定[36]，在加热情况下会导吴茱萸碱和吴茱萸次碱结构的破坏.超声提取法尤其是超声联合减压内部沸腾法和闪式提取法在吴茱萸碱和吴茱萸次碱的提取中展现了较高的提取能力，超声联合减压内部沸腾法和闪式提取法两种方法又各有优势，前者需要先超声再减压所需时间较长，而后者仅需要原材料溶解后短时间闪提即可，但前者的提取率要高于后者，且吴茱萸碱和吴茱萸次碱的总提取率高于后者.综上所述，超声提取法和闪式提取法在吴茱萸的提取方面均具有较好的应用前景.