白花丹参脂溶性成分超临界二氧化碳流体萃取与气相色谱-质谱分析*

王海燕，李玉琴，王广旭

(1.山东省泰安市药品检验所，271000;2.泰山医学院药学院，山东泰安 271016)

白花丹参(Salvia Bunge f.alba C.Y.Wu)系唇形科鼠尾草属植物，是丹参的白花变型，为多年生草本植物，是主产于泰山及其周边地区的道地药材。白花丹参除具有丹参的功效外，治疗血栓闭塞性脉管炎有独特疗效。其脂溶性有效成分大多为共轭醌、酮类化合物，主要为丹参酮ⅡA、隐丹参酮、丹参酮Ⅰ［1］。它们均具有天然抗氧化、抗动脉粥样硬化、降低心肌耗氧量及抗菌抗炎等作用［2］，但目前其分离量小，市场难以得到，为进一步研究其生物活性及药理作用等带来困难。近30 a来，超临界流体萃取(supercritical fluid extraction，SFE)二氧化碳(CO2)萃取因操作温度低、分离效率高且无溶剂残留等优点，被应用于中草药有效成分的提取［3-4］。笔者拟采用正交实验研究SFE-CO2白花丹参脂溶性成分的萃取工艺，并用气相色谱-质谱(gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS)法分析其成分，以便为白花丹参的资源开发与合理利用提供科学依据。

1 仪器与试药

1.1 仪器 HA121-50-06型超临界萃取装置(江苏南通华安超临界萃取有限公司)，QCMS-QP2010气相色谱质谱联用仪(日本岛津公司)。

1.2 试药 白花丹参药材(山东泰安产，经泰山医学院李同德教授鉴定为唇形科鼠尾草属植物的干燥根及根茎)，CO2(纯度＞99.9%)，无水乙醇(天津市永大化学试剂开发中心，批号:20090629)，超纯水(实验室自制，批号:20090630)。

2 方法

2.1 超临界CO2萃取流程 将药材投入萃取釜中，对萃取釜、分离釜、贮罐分别进行加热或冷却，当系统各部分达到设定温度后，开启CO2钢瓶，CO2气体经净化器净化后液化，由高压调频柱塞泵送入预热器预热，经净化再进入萃取釜，升压到预定设置值，使CO2成超临界流体，对白花丹参中的脂溶性成分进行萃取，CO2经分离釜减压，与萃取物分离后循环使用。

2.2 超临界CO2萃取工艺优化 将粉碎后的白花丹参300 g放入萃取釜中，按“2.1”所述的方法萃取，将萃取物用对应浓度的乙醇定容至500 mL。将萃取物摇匀，取适量，用孔径0.45 μm微孔滤膜过滤，滤液备用。以白花丹参脂溶性成分的萃取率为考核指标，以影响其萃取率的四个因素变量(温度、压强、时间、乙醇浓度)，设计三水平四因素的正交实验表［L9(34)表］(表1)。

2.3 萃取率的计算 萃取率(%)=G1/G2×100%。G1为丹参酮ⅡA峰面积，G2为样品质量(g)。

2.4 萃取物的GC-MS分析 色谱条件:弹性毛细管柱 Rtx-1MS(30 m×0.25 mm，0.25 μm)，载气为高纯氦气，进样口温度280℃，柱流量0.63 mL·min-1，柱前压52 kPa，分流比10∶1。程序升温:柱温150℃，保持2 min，以3℃·min-1速率升温至280℃，保持10 min。质谱条件:接口温度250℃，电离方式为电子轰击(electron impact，EI)，电子能量 70 eV，离子源温度200℃，标准调谐方式，质量扫描方式为全扫描，溶剂延迟1.5 min，质量扫描范围45～500 amu·s-1，NIST05标准质谱检索库。

表1 超临界CO2萃取白花丹参脂溶性成分正交实验设计表Tab．1 The orthogonaltestdesign ofextraction technology of liposoluble constituent from Salvia Bunge f．alba by SFE-CO2

3 结果

3.1 超临界CO2萃取实验结果 见表2。

表2 超临界CO2萃取白花丹参脂溶性成分正交实验结果Tab．2 The results of orthogonal test of extraction technology of liposoluble constituent from Salvia Bunge f．alba by SFE-CO2

3.2 影响因素分析 对上述正交实验结果采取方差分析(表3)，以偏差平方和最小的因素浓度作误差分析其他因子的显著性。结果表明，在所选定的实验范围内，四因素主次关系为:萃取温度、萃取时间、萃取压强和乙醇浓度。选取最优水平组合的原则，白花丹参脂溶性成分超临界CO2萃取的最佳工艺条件为:萃取温度45℃，萃取时间1.5 h，萃取压强25 MPa，乙醇浓度90%。笔者采用该组合条件进行了萃取试验，在此条件下白花丹参脂溶性成分的萃取率可达9.07%。

表3 超临界CO2萃取白花丹参脂溶性成分正交实验方差分析Tab．3 Variance analysis of extraction technology of liposoluble constituent from Salvia Bunge f．alba by SFE-CO2

3.3 超临界CO2萃取的白花丹参脂溶性成分GC/MS分析 将萃取物摇匀，取适量，用孔径0.45 μm微孔滤膜过滤，取滤液1 μL进样。得到总离子流色谱图(图1)，采用峰面积归一化法定量，得白花丹参中的脂溶性成分的相对含量，结果见表4。

图1 超临界CO2萃取白花丹参脂溶性成分GC/MS分析总离子流图Fig．1 TIC of liposoluble constituent from Salvia Bunge f．alba by SFE-CO2

表4 超临界CO2萃取的白花丹参脂溶性成分Tab．4 Name and relative content of liposluble constituent from Salvia Bunge f．alba by SFE-CO2

续表4 超临界CO2萃取的白花丹参脂溶性成分

4 讨论

利用正交实验法优化白花丹参萃取脂溶性成分的工艺，最佳的工艺条件为:萃取温度45℃，萃取时间1.5 h，萃取压强25 MPa，乙醇浓度90%，在此条件下白花丹参脂溶性成分的萃取率可达9.07%。

将萃取所得的白花丹参脂溶性成分经GC-MS分析，共鉴定出20种化合物。由表4可以看出，白花丹参脂溶性成分含丹参酮ⅡA(12.54%)、隐丹参酮(8.39%)及异隐丹参酮(11.92%)。从质谱的总离子流图1可知，SFE-CO2图谱显示的峰更为丰富，提供的信息量也就更大，也说明以超临界流体作为前处理方法处理白花丹参药材更能保留药材中的化学成分，适合提取丹参药材中的脂溶性成分［5-6］。

［1］ 齐永秀，高允生，夏作理，等.白花丹参不同部位微量元素分析比较［J］.微量元素与健康研究，2004，21(1):20-22.

［2］ 肖淮，彭文珍，王正荣.丹参抑制牵张诱导的心肌细胞NF-κB激活的观察［J］.华西药学杂志，2000，14(4):257-261.

［3］ 邵荣，钱仁渊，秦金平，等.超临界CO2萃取技术在油脂和脂肪酸分离中的应用［J］.中国油脂，2001，26(5):9-12.

［4］ LIU B，LOCKWOOD G B，GIFFORD A.Supercritical fluid extra-ction of diosgenin from tubers of dioscorea nipponica［J］.J Chromatogr A，1995，690(2):250-253.

［5］ 奕军.试验设计的技术与方法［M］.上海:上海交通大学出版社，1986:30-35.

［6］ 张得权，胡晓丹.食品超临界CO2流体加工技术［M］.北京:化学工业出版社，2005:23-28.