正交试验优选枳实挥发油提取工艺

冯学花



正交试验优选枳实挥发油提取工艺

冯学花

（安徽新华学院药学院，安徽，合肥 230088）

采用水蒸气蒸馏法，以挥发油得率为指标，以药材粉碎度、料液比、提取时间3个因素进行正交试验，研究枳实挥发油最优提取工艺。结果表明，以药材粉碎度20目、加水6倍量、提取时间5 h，为枳实挥发油的最佳提取工艺；本方法可为开发枳实挥发油新制剂提供依据。

枳实；挥发油；提取工艺；正交试验

枳实为芸香科乔木酸橙 Citrus aurantium L. 及其栽培变种或甜橙 Citrus sinensis Osbeck 的干燥幼果，主产于四川、江西、福建、江苏等地。分布于华东、华中、华南、西南各省区[1]。枳实主要含黄酮、挥发油、生物碱等多种成分，具有破气消积；化痰除痞的功效，用于积滞内停、痞满胀痛、泻痢后重、大便不通、痰滞气阻胸痹、结胸、胃下垂、脱肛等症，疗效确切[2]。目前主要是对枳实及其挥发油主要成分进行分析报道，对其挥发油的提取工艺研究目前未见报道。枳实挥发油的主要成分是以单萜类为主的化合物，主要有a-蒎烯（a-pinene），β-蒎烯（β-pinene），月桂烯（myrcene），樟烯（camphene），γ-松油烯（γ-terpinene），对聚伞花素（p-cymene）及丁香烯（caryophyllene）、柠檬烯（limonene），芳樟醇等，占油总量的90%以上，其中柠檬烯（limonene），芳樟醇含量较高，有较高的开发利用价值。本试验采用水蒸气蒸馏法提取枳实挥发油, 通过对枳实挥发油的提取工艺进行优化，为枳实挥发油的研究及开发利用提供依据[3-4]。

1 实验材料

枳实(合肥市和义堂中药饮片有限公司，产地四川，批号 20111206；经安徽新华学院药物研究所鉴定本品为芸香科乔木酸橙 Citrus aurantium L.的干燥幼果，阴干，粉碎后，分别过20、40、 60 目筛，备用；水为纯化水。

PL-403电子天平（梅普勒托利多仪器厂）；JP-350A-8高速多功能粉碎机（上海冰都电器有限公司）；ZNHW型智能数显电热套(杭州明远仪器有限公司)；水蒸气蒸馏装置 (自行安装)。

2 方法与结果

2.1 提取方法

准确称取枳实药粉500 g，置于1000 mL圆底烧瓶中，参照《中华人民共和国药典》 2010 年版一部挥发油测定法（附录 XD）提取挥发油[2]。加一定比例的水与玻璃珠数粒，振摇混合后，连接挥发油测定器与回流冷凝管。自冷凝管上端加水使其充满挥发油测定器的刻度部分并溢流入烧瓶时为止。置于电热套中缓缓加热至沸，并保持微沸数小时，至测定器中油量不再增加，停止加热，放置片刻，开启测定器下端的活塞，将水缓缓放出，至油层上端到达刻度0线上面5 mm处为止。放置1小时以上，再开启活塞使油层下降至其上端恰与刻度0线平齐，读取挥发油量，并计算供试品中挥发油的量，计算提取率。以挥发油得率为提取工艺条件的筛选指标[5]。

计算公式为：挥发油得率(%)= 挥发油体积(mL)/样品质量(g)

2.2 单因素试验

2. 2. 1 粉碎度对挥发油得率的影响

准确称取5份500g粉碎度为过0目、20目、40目、60目、80目的枳实粉末，按照2. 1项下所述方法，分别进行蒸馏提取，计算挥发油的得率。结果挥发油得率分别为1.25%，4.50%，2.52%，2.14%，1. 61%随着粉碎度的增加而增加，但粉碎度达到过40目时，得率反而下降，分析其原因可能是因为药材粉碎度过高，粉末越细，挥发油在提取过程中越容易出现焦化现象，损失就越大且容易使挥发油氧化变质。因此，选择20目作为最佳粉碎度。

2. 2. 2 加水倍量对挥发油得率的影响

准确称取5份500 g过20目筛的枳实粉末，按照2. 1项下所述方法，分别加水4倍，6倍，8倍，10倍，12倍量，进行蒸馏提取，计算挥发油的得率。结果分别为称1.43%，5.3%，3.9%，2.9%，1.29% ，挥发油得率在加水6倍量时最高。观察发现加水量越大，挥发油乳化程度越低，物料不容易焦化。因此，综合考虑选择加水6倍量。

2. 2. 3 提取时间对挥发油得率的影响

准确取5份500 g过20目筛的枳实粉末，按照2.1项下所述方法，加6倍量水，分别蒸馏1、3、5、7、 9 h，计算挥发油的得率。结果挥发油得率分别为0. 90%，1. 47%，2.13% ，2.19%，2.21%，在1~3 h增加较慢，3~5 h增加快，5~7 h趋于平稳，7~9又有增加，但挥发油量增加很少。因此为节约成本，选择蒸馏时间为5 h。

2.3 正交实验设计

采用水蒸汽蒸馏法提取枳实挥发油，根据单因素实验结果，以挥发油的提取率为指标，考察药材粉碎度、加水倍量、提取时间等因素对挥发油提取的影响。以药材粉碎度 (A)、加水倍量 (B)、提取时间 (C) 三因素、三水平，按L9(34) 正交试验法优选出挥发油的最佳提取工艺。具体因素及水平见表1[6]。

表1 因素-水平表

Table 1 The factors and levels in the orthogonal experiment

注：A药材粉碎度；B为加水倍量；C为提取时间。

2.4 正交实验结果及方差分析

分别取一定粉碎度药材，按表2进行正交试验，结果见表2、表3。

表2 正交试验表

Table 2 Results of the orthogonal experiment

表3 方差分析表

Table 3 Results of analysis of variance

F0.05（2..2）=19.00 F0.1（2.2）=9.0

根据方差分析结果，A因素为显著性因素，对于A因素，K1＞K2＞K3，故选择水平1，即粉碎度为过20目筛。对于B因素为较显著性因素，K1＞K2＞K3，且相差较大，故选择水平1，即加6倍量水。对于C因素为不显著性因素，K1＞K2＞K3，K1、K2、K3相差均不大，结合实际生产可行性及降低成本考虑，故选择水平1，即提取5 h。故确定枳实挥发油最佳提取条件是A1B1C1，即药材过 20目筛，加6倍量水，提取5 h[7]。

2.5 验证试验

准确称取过20目筛的药粉500 g 3份，加纯化水6倍,提取回流5 h，测定体积，计算得率，得率分别为4.12%，3.95% ，4.05%，平均得率4.04 % , RSD为0.91%，结果说明此提取条件稳定可行。

3 讨论

经正交试验确定水蒸汽蒸馏法提取枳实挥发油的最佳工艺，并对最佳提取工艺进行了验证，结果表明该工艺具有操作性强、成本低廉、重复性好等优点。以上正交试验表明，在实验室用电热套提取枳实挥发油的试验中，药材的粉碎度是影响挥发油得率的关键因素，主要是由于药材粉碎到一定的细度，可以有利于液体进入药材组织细胞间隙，使其膨胀从而加速细胞内外液的交换，而有利于挥发油的提取[8]。

试验采用电热套进行加热，提取回流刚开始时，温度较高，提取速度较快，产生的蒸汽较多，挥发油容易冷凝并粘附在冷凝管口，致使挥发油与水不易完全分离从而出现浑浊现象，浑浊态的芳香水会随回流水粘附在挥发油提取器的内壁上，导致测定结果不准确。因此，整个加热过程要保持温度缓慢上升[9]。

[1] 张红, 孙明江, 王凌. 枳实的化学成分及药理作用研究进展[J].中药材, 2009, 32 (11): 1788-1789.

[2] 国家药典委员会.中华人民共和国药典[M].北京:中国医药科技出版社, 2010:附录XD.

[3] 袁伟彬,吴启端,吴雪茹,等. 枳实挥发油化学成分的GC-MS分析[J].中药材, 2011, 7: 1067-1069.

[4] 刘元艳,王淳,宋志前,等. 重庆产酸橙与甜橙枳实中挥发油成分的对比分析[J].中药材, 2011, 17(11): 45-48.

[5] 陈占立,孙爱平,石润波,等.正交试验探讨广藿香挥发油的最佳提取条件[J].中国医院药学杂志,2009,29 (6): 467-467.

[6] 罗晓琴,朱亮, 刘文琴.正交优选利咽解毒颗粒中挥发油的包合工艺及稳定性考察[J].中药材,2010,33(8): 1335- 1337.

[7] 郭占京,黄宏妙,刘雄民,等. 藿香蓟挥发油提取工艺的优化[J]. 湖北农业科学, 2012, 51(12): 2012-2567.

[8] 程轩轩,林晓仕.白豆蔻挥发油的提取工艺优化及过程动力学研究[J].中药材, 2011, 34 (7): 1147-1149.

[9] 袁曦,洪清,林功舟,等.正交试验优选鬼针草挥发油提取工艺[J].中国医院药学杂志,2011,31(9):733-735.

VOLATILE OIL EXTRACTION PROCESS OPTIMIZATION OF CITRUS AURANTIUM BY ORTHOGONAL EXPERIMENTS

FENG Xue-hua

(College of Pharmacy, Anhui Xinhua University, Hefei, Anhui 230088, China)

Extraction rate of’s volatile oil as the index, grinding degree, solid-liquid ratio and extraction time as the factors, orthogonal experiments were carried out by steam distillation method to study the optimal extraction process of the volatile oil. The results showed that the optimized condition of extraction was as follows: 20 mesh powder for the grinding degree, 1:6 for solid-liquid ratio, 5 h for distillation time. The method could provide a scientific basis for new preparations’ development of the volatile oil in.

citrus aurantium; volatile oil; extraction process; orthogonal experiment

1674-8085(2013)02-0044-03

TQ460.6

A

10.3969/j.issn.1674-8085.2013.02.010

2012-09-18；

2013-01-11

安徽新华学院科研项目(2011zr009)

冯学花(1979-)，女，安徽滁州人，讲师，硕士，主要从事药物分析技术研究(E-mail:fxh77@126.com).