植物源农药苦参碱提取工艺的研究

李杜 李红云 王玉军

摘?要：本项目通过对浸泡超声提取法、高温浸泡提取法和碱性醇提取法三种提取苦参碱的工艺进行了研究，提出以碱性醇提取法为主导工艺，在提取率、出膏率、浸膏总碱量和大幅度降低成本方面取得了重要突破，为促进植物源苦参碱农药的工业化生产和推广应用提供了一条可行的路子。

关键词：苦参碱超声波碱性醇提取率出膏率

中图分类号：TQ45 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）10（a）-0155-02

苦参碱 Matrine（Sophocarpidine）系从豆科属植物苦参（Sophora flavescens Ait.）或平科植物广豆根（Sophora subprostrata Chun et T.Chen）中分离出来的生物碱。我们通常所指的苦参碱农药产品实际上是指从苦参中提取的全部物质，把它叫做苦参提取物或简称为苦参总碱。主要为苦参碱、氧化苦参碱等成分。苦参总碱分子式C15H21N2O，分子量：248.36（按1993年国际相对原子质量计）。苦参提取物外观为稳定的褐色均相液，无可见的悬浮物和沉淀物，蒸汽压：1.5×10-9Pa，熔点为：7boc，易燃，无腐蚀性，在弱酸中性介质中稳定，pH值5.0～7.0，Lpso急性经口毒性：大鼠急性径皮半数致死量 （LD50）均大于5000mg/kg，LD50急性经皮毒性：大鼠急性径皮半数致死量（LD50）均大于2000mg/kg。毒性等级为低毒。原药对家兔眼刺激积分指数（IAOI）为0.1，眼刺激的平均指数（MIOI）48h后为0，按眼刺激性分级标准评定为无刺激性，对豚鼠的致敏实验结果为0，属弱致敏性物质，对人、畜和鸟类无三致（致残、致畸、致突变）对生殖无毒性，对鱼及水生物的作用效果没有明显的影响。对蜂及野生物的作用效果无明显有害的影响。生态环境评价为环保型，属无残留低毒农药产品。

苦参碱的生物活性和特点：一是杀虫活性。氧化苦参碱对菜青虫、黄掌蛾和榆蓝叶甲有强触杀作用，对桃蚜、萝卜蚜、梨二叉蚜、小麦蚜虫的防治效果均达90%以上；二是杀菌活性。苦参碱丙酮提取物对小麦赤霉病、苹果炭疽病、番茄灰霉病菌丝生长和病菌孢子萌发有明显的抑制作用；三是调节植物生长功能。苦参碱提取物对植物有明显的生长功能，如苦参碱处理分离体黄瓜子叶鲜重和干鲜重随苦参碱浓度的增加而明显增加，均与对照差异显著，其中黄瓜叶片子叶鲜重这一生理效应与激动素相似，但激动素处理的叶片干重显著下降。

苦参碱的提取分离和含量测定是其开发利用的关键问题。目前，苦参碱的提取工艺主要有：溶剂提取法、离子交换法、树脂吸附法、超临界液体萃取技术等。苦参碱的溶剂提取法，常采用水、酸水及乙醇等作为提取溶媒，提取方法多为浸渍、渗漉、煎煮、回流等。经过广泛分析和对大量文献及专利资料的比较，本项目以建立一种生产工艺简单、成本低、适合大规模工业化生产的苦参总碱提取工艺为出发点，选用浸泡超声提取法、高温浸泡提取法和碱性醇提取法三种方法对苦参根中的苦参总碱进行对比提取，并采用酸碱滴定法测定苦参总碱的含量。通过对三种方法的比较研究，优选出一种较好的苦参总碱提取方法。

1 实验部分

1.1 浸泡超声提取法生产工艺步骤

1.1.1将苦参根干燥粉碎，粒度60目，1：6～1：10的重量比例与60%乙醇溶液混合，25°C搅拌过夜。

1.1.2 以19～200kHz频率超声振荡30min；过滤除去不溶物，提取液于80°C蒸干。

1.1.3取上述干粉约0.5g，精密称定，置具塞锥形瓶中，精密加入氯仿25mL，浓氨试液0.3mL，称定重量，摇匀，室温放置过夜（16h以上），再称定重量，补足损失的溶剂量，振摇后放置，用滤纸滤过。精密量取滤液10mL，置水浴蒸干，残渣加乙醚5mL放置。精密加硫酸滴定液（0.01mol·l-1）10 mL，摇匀，置水浴上加热使残渣完全溶解并除尽乙醚，放冷。加新沸后放冷的蒸馏水15mL与甲基红指示液2滴，用氢氧化钠滴定液（0.02mol·l-1） 滴定至黄色，即得。每1mL的硫酸滴定液（0.01mol·l-1） 相当于4.967mg的苦参碱。

1.2高温浸泡提取法生产工艺步骤

1.2.1将苦参根干燥粉碎，粒度60目，1：6～1：10的重量比例与60%乙醇溶液混合，80°C搅拌过夜。

1.2.2 过滤除去不溶物，提取液于80°C蒸干。

1.2.3取上述干粉约0.5g，精密称定，置具塞锥形瓶中，精密加入氯仿25mL，浓氨试液0.3mL，称定重量，摇匀，室温放置过夜（16h以上），再称定重量，补足损失的溶剂量，振摇后放置，用滤纸滤过。精密量取滤液10mL，置水浴蒸干，残渣加乙醚5 mL放置。精密加硫酸滴定液（0.01mol·l-1） 10mL，摇匀，置水浴上加热使残渣完全溶解并除尽乙醚，放冷。加新沸后放冷的蒸馏水15mL与甲基红指示液2滴，用氢氧化钠滴定液（0.02mol·l-1）滴定至黄色，即得。每1mL的硫酸滴定液（0.01mol·l-1）相当于4.967mg的苦参碱。

1.3 碱性醇提取法工艺步骤

1.3.1 将苦参根干燥粉碎，粒度60目，1：6～1：10的重量比例与60%乙醇溶液（含有0.02%氨水）混合，80°C搅拌过夜。

1.3.2 过滤除去不溶物，提取液于80°C蒸干。

1.3.3 取上述干粉约0.5g，精密称定，置具塞锥形瓶中，精密加入氯仿25mL，浓氨试液0.3mL，称定重量，摇匀，室温放置过夜（16h以上），再称定重量，补足损失的溶剂量，振摇后放置，用滤纸滤过。精密量取滤液10mL，置水浴蒸干，残渣加乙醚5mL放置。精密加硫酸滴定液（0.01mol·l-1）10mL，摇匀，置水浴上加热使残渣完全溶解并除尽乙醚，放冷。加新沸后放冷的蒸馏水15mL与甲基红指示液2滴，用氢氧化钠滴定液（0.02mol·l-1） 滴定至黄色，即得。每1mL的硫酸滴定液（0.01mol·l-1） 相当于4.967mg的苦参碱。

2 结果与分析

按上述实验方法对苦参根中的苦参总碱进行提取，浓缩干燥后其出膏率和苦参总碱的含量如表1所示。由表1可见，碱性醇提取法的出膏率最高（19.5%），高温浸泡提取法的出膏率居中（18%），浸泡超声提取法的出膏率最低（13.2%）。此外，以苦参总碱的提取率和其在浸膏中所占的比例为指标，碱性醇提取法均最高。其原因可能因为提取时加入的氨水能够将以盐的形式存在的苦参碱类转换为游离的苦参碱类，从而增加了苦参总碱的提取率。

通过对上述三种提取工艺的比较，可见相对于浸泡超声提取法和高温浸泡提取法而言，碱性醇提取法能够更好的提高出膏率和苦参总碱的提取率。碱性醇提取法的出膏率较平均的苦参总碱出膏率（15%）高4～5个百分点；而且其浸膏干粉中苦参总碱的含量可达13.3%。因此该工艺能够应用于提取农药用苦参总碱。此外，因为该法的操作简单，仅需要粉碎、提取、过滤、复配及灌装几个步骤；所需的设备也很少，仅需搅拌器、反应釜及加热设备即可，所以对于扩大到工业化生产也非常方便。

参考文献

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