少棘蜈蚣活性物质提取工艺研究

刘海鹏，裴素俭，卢艳敏,3，马惠钦

少棘蜈蚣活性物质提取工艺研究

刘海鹏1,2，裴素俭1,2，卢艳敏1,2,3，马惠钦2,3

（1. 衡水学院 生命科学学院，河北 衡水 053000；2. 河北省湿地生态与保护重点实验室，河北 衡水 053000；3. 道地药材国家重点实验室，北京 100700）

以预处理的少棘蜈蚣为原料，通过单因素试验考察了提取溶剂、提取时间、提取功率以及料液比等工艺参数对提取效果的影响，并通过正交试验设计优化了提取工艺。研究结果表明，少棘蜈蚣活性物质最佳提取方案为：提取溶剂为丙酮，提取时间为30 min，提取功率为600 W，料液比为1∶20，蜈蚣活性物质的提取得率最高，为13.87%。

少棘蜈蚣；活性物质；提取工艺

目前，世界已记录蜈蚣目种类3科32属620种，我国记录的有3科5属30种[1]。蜈蚣在很久之前就被发现具有药用价值，最早可以追溯于《神农本草经》[2]。但目前作为药用的蜈蚣主要是蜈蚣属，以少棘蜈蚣为主[3]。目前蜈蚣在临床应用上主要用于治疗皮肤病、周围性面瘫、气虚血瘀型半身不遂、神经麻痹性斜视、中耳炎、百日痉咳、老年血管性痴呆症、臂丛神经牵拉伤、顽固性头痛、肿瘤、宫外孕、风湿顽痹、小儿慢惊风和缠腰火丹等[4-7]。本文以少棘蜈蚣（Leach，1815）为原料，使用3种有机溶剂对少棘蜈蚣进行活性物质提取，在单因素实验中分别比较提取溶剂、提取时间、提取功率和料液比对提取效果的影响[8]，然后通过正交实验优化工艺参数，确定少棘蜈蚣活性物质提取的最佳工艺。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

少棘蜈蚣采购于安徽省亳州市谯城区鲜货中药材批发市场，蜈蚣清洗干净后，烘干机烘干备用。乙醇、乙酸乙酯、丙酮、氢氧化钠等均为分析纯，购于国药集团化学世界有限公司。

1.2 主要仪器与设备

101-I型电热鼓风干燥箱，北京科伟永兴仪器有限公司；KH-500B型昆山禾创超声仪，江苏省苏州市昆山禾创超声仪器有限公司；R205型旋转蒸发仪，上海申生科技有限公司；LGJ-10C型冷冻干燥机，北京四环科学仪器厂有限公司。

1.3 试验步骤

1.3.1 蜈蚣的预处理

将晾干的少棘蜈蚣放进101-I型电热鼓风干燥箱进行干燥，设置温度为45 ℃，时间为1 h进行烘干。将烘干好的蜈蚣剪成1 cm片段后，放入研钵中进行研磨，研磨成粉末状后，使用千分之一电子天平将蜈蚣粉末分成若干份，每份3 g。放置于干燥的环境中备用。

1.3.2 蜈蚣活性物质的提取得率

蜈蚣活性物质的提取得率=（活性物质质量/蜈蚣粉质量）×100%

1.3.3 单因素实验条件设计

分别设置提取溶剂（90%乙醇、乙酸乙酯、丙酮）、提取时间（30、40、50、60 min)、提取功率（400、500、600、700 W）、料液比（1∶10、1∶20、1∶30、1∶40）4个单因素。保持该4个因素中的3个因素不变，依次考察提取溶剂、提取时间、提取功率、料液比等因素变化对提取蜈蚣活性物质提取得率的影响，通过优化各单因素条件，使4个单因素提取条件分别达到最优水平。

1.3.4 正交实验设计

通过对单因素实验结果的分析，在其基础上选择提取溶剂、提取时间、提取功率、料液比4个因素中的较优水平，采用L9（34）正交实验水平表，设计正交实验，进一步优化提取蜈蚣活性物质的工艺条件，因素水平见表1。

表1 正交试验因素水平设计

2 结果与分析

2.1 单因素条件对提取效果的影响

2.1.1 不同提取溶剂对提取效果的影响

取3份3.0 g的蜈蚣粉末，分别量取90%乙醇、乙酸乙酯、丙酮3种溶液，保持料液比1∶10、提取时间30 min、提取功率300 W不变，其提取得率见图1。结果表明：在以上条件，90%乙醇提取效果最好，提取得率为9.33%，丙酮提取效果最差，提取得率为4.63%。

2.1.2 不同提取时间对提取效果的影响

取4份3.0 g的蜈蚣粉末，按照提取溶剂为90%乙醇，料液比1∶10、提取功率400 W的条件分别采取提取不同时间，其提取得率见图2。结果表明：在以上条件下，提取时间越长，提取效果越差。提取时间为30 min时，提取效果最好，提取得率为9.33%。

图1 不同溶剂对提取效果的影响

图2 不同提取时间对提取效果的影响

2.1.3 不同提取功率对提取效果的影响

取4份3.0 g的蜈蚣粉末，按照提取溶剂为90%乙醇，料液比1∶10、提取时间30 min的条件分别在不同提取功率下进行提取，其提取得率见图3。结果表明，在以上条件下，提取功率为400 W时，提取效果最好，其提取得率为7.77%；提取功率为500 W时，提取效果最差，其提取得率为5.97%。

2.1.4 不同料液比对提取效果的影响

取4份3.0 g的蜈蚣粉末，按照提取溶剂为90%乙醇，提取功率400 W、提取时间30 min的条件分别在不同料液比下进行提取，其提取得率见图4。结果表明，在以上条件下，料液比为1∶20时，提取效果最好，提取得率为14.90%；料液比为1∶10时，提取效果最差，提取得率为9.67%。

图3 不同提取功率对提取效果的影响

图4 不同料液比对提取效果的影响

2.2 正交实验确定最佳提取条件

通过对单因素实验结果的分析，在其基础上选择提取溶剂、提取时间、提取功率、料液比4个因素中的较优水平，采用L9（34）正交实验水平表，设计正交实验，进一步优化提取蜈蚣活性物质的工艺条件，正交结果见表2，正交试验方差分析见表3。

表2 正交试验结果

表3 少棘蜈蚣活性物质提取条件正交试验方差分析

由表2、表3可知，根据极差（）值的大小，影响少棘蜈蚣活性物质提取的四个主要因素排序依次为：提取功率、提取溶剂、料液比、提取时间，即提取功率对少棘蜈蚣活性物质提取效果影响最大，其次为提取溶剂和料液比，提取时间对少棘蜈蚣活性物质提取效果最小。最后，根据提取得率的结果，蜈蚣活性物质的最佳提取工艺为7号组合，条件为A3B1C3D2，蜈蚣活性物质的提取得率最高，为13.87%，理论最优组合A1B2C3D2，在该工艺条件下进行验证试验，提取得率为13.50%。因此最佳工艺条件为7号组合，即提取溶剂为丙酮，提取时间为30 min，提取功率为600 W，料液比为1∶20。

3 结论

本试验在单因素实验中分别比较了提取溶剂、提取时间、提取功率和料液比对于提取效果的影响，结果表明：在90%乙醇溶液、乙酸乙酯和丙酮三种提取溶剂中，提取效果最好的为90%乙醇溶液；在提取时间为30 min、40 min、50 min和60 min中，提取效果最好的为30 min；在提取功率为400 W、500 W、600 W和700 W中，提取效果最好的为400 W；在料液比为1∶10、1∶20、1∶30和1∶40的条件下，提取效果最好的为1∶20。而通过正交实验，各因素对提取效果的影响力由大到小依次为：提取功率、提取溶剂、料液比、提取时间，确定了蜈蚣活性物质的最佳提取工艺为：提取溶剂为丙酮，提取时间为30 min，提取功率为600 W，料液比为1∶20。

蜈蚣作为我国历史较为悠久的中药材，大多以成虫入药，其用药机理尚不明确。近些年，随着分离技术的提高，部分研究已证实，蜈蚣活体及药材中的活性物质绝大部分为蛋白多肽类，少数为小分子环肽或多糖类[9-10]。通过本研究，为高效提取蜈蚣体内活性物质提供了思路，也为更深入地研究蜈蚣体内小分子活性物质的工业化生产提供了一定的理论支持。

[1] 康四和.中国蜈蚣属动物分类鉴定及药用蜈蚣药材质量评价研究[D].武汉:湖北中医药大学,2018:4.

[2] 于金高,刘培,段金廒.药用蜈蚣生物活性物质与毒性物质研究进展[J].中国现代中药,2016,18(11):1521-1527.

[3] 陈霞.动物药蜈蚣中蛋白质的分析方法研究[D].南京:南京中医药大学,2015:1.

[4] 董宜旋.中药蜈蚣研究进展[J].辽宁中医药大学学报,2014,16(8):252-253.

[5] 陈霞,文红梅,刘睿,等.纳升级反相液相色谱-串联质谱法分析蜈蚣提取蛋白质[J].分析化学,2014,42(2):239-243.

[6] 陈正平.蜈蚣临床应用举隅[J].实用中医药杂志,2011,27(8):551-552.

[7] 刘自力.蜈蚣的临床应用研究进展[J].中外医疗,2009,28(4):165-166.

[8] 王钊,李长滨,李玉江,等.正交法优化超声波辅助枣皮红色素提取工艺研究[J].中国调味品,2021,46(11):161-165.

[9] 李钟杰,袁亚萍,王勇.少棘蜈蚣多肽药用价值的研究进展[J].中草药,2021,52(3):857-863.

[10] Zhao F, Lan X, Li T, et al. Proteotranscriptomic analysis and discovery of the profile and diversity of toxin-likeproteins in centipede [J]. Mol Cell Proteomics,2018,17(4):709-720.

Study on Extraction Technology of Active Substances From

LIU Haipeng1,2, PEI Sujian1,2, LU Yanmin1,2,3, MA Huiqin2,3

(1. College of Life Science, Hengshui University, Hengshui, Hebei 053000, China; 2. Hebei Key Laboratory of Wetland Ecology and Conservation, Hengshui, Hebei 053000, China;3.State Key Laboratory of Dao-di Herbs, Beijng 100700, China)

Taking the pretreatedas raw material, the single factor test was carried out to investigate the effect of extraction solvent, extraction time, extraction power and solid-liquid ratio on the extraction of active substances fromand the extraction process conditions were optimized by orthogonal array experimental design. The results showed that the optimum extraction scheme of active substances fromwas taking acetone as extraction solvent, 30min as extraction time, 600W as extraction power and 1:20 as solid-liquid ratio. Then we can get the highest extraction rate, which is 13.87%, of active substances from

; active substances; extraction process

10.3969/j.issn.1673-2065.2023.01.003

刘海鹏，男，河北衡水人，讲师；

裴素俭，女，河北武邑人，副教授。

马惠钦，男，河北武强人，教授，博士。

河北省高等学校科学研究青年基金项目（QN2021311）；国家自然科学基金面上项目（31572239）；中央本级重大增减支项目（2060302）；河北省自然科学基金（C2018111019）；河北省湿地生态与保护重点实验室项目（hklz201910）；校级动物学重点学科项目

TS211

A

1673-2065(2023)01-0011-04

2022-07-04

（责任编校：李建明 英文校对：李玉玲）