土茯苓中总生物碱的提取工艺研究

任玉兰等

摘要：为考察土茯苓中总生物碱提取的最佳工艺，采用了L9（34）正交试验法，用电位滴定法改进指示剂法指示酸碱滴定终点来测定总生物碱含量，分别探索了乙醇索氏提取法和酸水浸泡法的最佳工艺。结果表明，酸水浸泡法优于索氏提取法，其最佳提取工艺条件为用pH 1、料液比为1∶14（g∶mL）、浸泡提取5 h、提取2次。在该工艺条件下进行了总生物碱的提取，总生物碱含量测定为0.054 8%，RSD为2.02%，该工艺合理、重现性好，为土茯苓总生物碱的提取提供了参考依据。

关键词：土茯苓；总生物碱；提取工艺；电位滴定法

中图分类号：R284.2；S567.1+9 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2015）12-2994-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.12.049

Study on Extraction Technology of Alkaloid in Smilax glabra Roxb

REN Yu-lan， LI Xiao-ling， YOU Jia， CHEN Jia-lin，JIANG Rui

（College of Chemistry and Chemical Engineering， Mudanjiang Normal University， Mudanjiang 157012 ，Heilongjiang，China）

Abstract： The optimum extraction conditions of total alkaloids in Smilax glabra Roxb were studied by using L9（34） orthogonal experiment. The content of total alkaloids were determined by potentiometric titration method. The extraction efficiencies of ethanol soxhlet extraction method and acid water soaking method were compared. The results showed that acid water soaking method is superior to soxhlet extraction method. The optimal extraction technology of total alkaloids in Smilax glabra Roxb were pH 1， ratio of material liquid 1：14， extracting twice and each time for 5h. By this method， the content of total alkaloids in Smilax glabra Roxb was 0.054 8%， the relative standard deviation was 2.02%. This technology is reasonable and its repeatability was good，which could provide reference for extraction technology of Smilax glabra Roxb.

Key words： Smilax glabra Roxb； alkaloid； extraction technology； potentiometric titration method

生物碱是一类含氮的有机化合物，有类似碱的性质，是植物药有效成分中非常重要的一类。大多数生物碱均有复杂的环状结构，氮原子绝大多数结合在环上（即氮杂环），具有光学活性，呈现显著的生理活性，具有抗炎、抗菌、抗病毒、保肝、抗癌等药理作用[1-5]。中国早在两三千年前就已使用含生物碱的中草药进行治疗，如从乌头属（Aconitum L.）16种植物中分离得到的40多种二萜生物碱具有止痛作用；从麻黄（Ephedra sinica Stapf）中提取的麻黄碱有松弛支气管平滑肌、收缩血管、升高血压及中枢兴奋作用；从钩藤（Uncaria rhynchophylla（Miq.）Miq. ex Havil.）中提出的钩藤碱有降血压、安神和镇静作用；从喜树（Camptotheca acuminata Decne.）中提出的喜树碱具有抗癌作用，用于治疗胃癌、肠癌和白血病等。

土茯苓为百合科植物光叶菝葜（Smilax corbularia Kunth）的干燥根茎，多年生常绿攀缘状灌木，多生于山坡或林下，分布于中国安徽、浙江、江西、福建、湖南、湖北、广东、广西、四川、云南等地。土茯苓含有皂苷、黄酮、生物碱、氨基酸、鞣质、多酚等多类成分[6-9]，主要药用功能为清热、除湿、解毒等。生物碱的提取方法主要有索氏提取法、浸渍法、渗漉提取法、煎煮法、回流提取法等。刘世旺等[10]测定了土茯苓和菝葜根茎中生物碱的含量，研究中采用的是酸碱指示剂滴定法测定生物碱的含量，但有色溶液会影响终点颜色的判断。本研究采用电位滴定法来代替酸碱指示剂法指示滴定终点，进行定量分析，提高了测定结果的准确性；通过乙醇索氏提取法与酸水冷浸提法的对比研究，探索了提取总生物碱的最佳方案。

1 材料与方法

1.1 材料

土茯苓购于牡丹江市康太大药房，原产安徽。

1.2 仪器

RE-52A型旋转蒸发仪，SHB-3型循环水多用真空泵，DP-AG型精密数字气压压力计，TB-214型分析天平，电热套，索氏提取器，pHS-2C型酸度计，磁力搅拌器，酸碱滴定装置，层析柱等。

1.3 试剂

浓硫酸，浓盐酸，阳离子交换树脂，三氯甲烷，无水乙醇，正丁醇，氨水，磷钼酸，碘，碘化钾，单宁酸，甲基红，氢氧化钠，酚酞，氯化钠，无水硫酸钠，邻苯二甲酸氢钾，Tris试剂（三羟甲基氨基甲烷），无水乙酸钠，冰乙酸等，以上均为分析纯。

1.4 试验方法

1.4.1 总生物碱的提取

1）酸水浸泡提取法。取土茯苓样品10 g，用100 mL稀H2SO4浸泡10 h，过滤取滤液，滤液过阳离子交换树脂柱，依次用去离子水、乙醇洗涤树脂柱，再用氨乙醇溶液洗脱，收集洗脱液，旋转蒸发除去氨乙醇，用10 mL乙醇溶解备用。

2）乙醇索氏提取法。取土茯苓样品10 g，用80 mL无水乙醇索氏提取5 h，提取液旋转蒸发至浸膏，加稀H2SO4溶解，再继续蒸发除去乙醇。抽滤弃去脂溶性杂质，滤液用10 mL氯仿平行萃取3次，以进一步脱脂，弃去氯仿层。水层用氨水调pH 8～9，加8 mL氯仿平行萃取5次，合并氯仿层（得脂溶性生物碱）；水层用15 mL正丁醇萃取，再继续用10 mL正丁醇平行萃取4次，合并正丁醇层（得水溶性生物碱）。用无水硫酸钠干燥正丁醇萃出液和氯仿萃出液，减压蒸馏以除去正丁醇和氯仿，分别用10 mL乙醇溶解备用。

1.4.2 总生物碱的定性检测 通过鞣酸、磷钼酸、碘-碘化钾试验，对所提取的生物碱进行了定性分析。

1.4.3 总生物碱的定量测定 取10 mL乙醇于250 mL烧杯中，加50 mL去离子水，精确加入15 mL 0.01 mol/L H2SO4标准溶液，3滴甲基红，将烧杯置于磁力搅拌器上，插入酸度计，用0.02 mol/L NaOH标准溶液滴定，记录终点pH和消耗NaOH溶液的体积V1（mL）。将乙醇溶解的样品溶液转入250 mL烧杯中，加50 mL去离子水，精确加入15 mL 0.01 mol/L H2SO4标准溶液，3滴甲基红，将烧杯置于磁力搅拌器上，插入酸度计，用0.02 mol/L NaOH标准溶液滴定，pH计指示终点，记录终点消耗NaOH溶液的体积V2（mL）。样品中总生物碱含量折算成东莨菪碱的含量来表示[4]。东莨菪碱的分子式为C17H21NO4，相对分子质量为303.348。计算公式如下：

总生物碱含量=■×100%

1.4.4 索氏提取法正交试验设计 采用乙醇索氏回流提取法提取总生物碱，考察溶剂浓度、提取时间、料液比（g∶mL，下同）对总生物碱提取的影响，按照单因素优化条件设计正交试验，因素与水平见表1。

1.4.5 酸水浸泡提取法正交试验设计 采用酸水浸泡提取法提取总生物碱，考察pH、提取时间、料液比、提取次数对总生物碱提取的影响，因素与水平见表2。

2 结果与分析

2.1 总生物碱的定性检测

通过鞣酸、磷钼酸、碘-碘化钾试验，对所提取的生物碱进行了定性分析，结果见表3。

2.2 索氏提取法正交试验结果

索氏提取法正交试验结果见表4。由表4可知，各因素对索氏提取法提取土茯苓总生物碱的影响大小顺序为提取时间>料液比>乙醇体积分数，提取优化条件为A3B3C1，即乙醇体积分数70%，提取时间为6 h，料液比为1∶6。

2.3 酸水浸泡提取法正交试验结果

酸水浸泡提取法正交试验结果见表5。由表5可知，各因素对酸水浸泡提取法提取土茯苓总生物碱的影响大小顺序为pH>提取时间>料液比>提取次数，提取优化条件为A1B2C3D2，即pH 1.0、提取时间为5 h、料液比为1∶14、提取2次。

2.4 两种方法的比较

分别在最优条件下采用酸水浸泡提取法和乙醇索氏提取法提取总生物碱，测定结果见表6。由表6可知，样品的重现性良好，且酸水浸泡法提取生物碱的效率略高于索氏提取法。

3 小结与讨论

采用正交试验分别探索了索氏提取法和酸水浸泡法两种不同的提取方法的最优提取条件，并在优化后的条件下分别进行了含量测定，结果表明，酸水浸泡提取法优于索氏提取法。土茯苓中总生物碱的最佳提取工艺为pH 1，料液比1∶14，H2SO4浸泡提取5 h，提取2次，在该工艺条件下进行了总生物碱的提取，测得总生物碱含量为0.054 8%，RSD为2.02%。定量测定总生物碱含量时采用酸度计与磁力搅拌器结合的电位滴定法取代指示剂法指示酸碱滴定终点，提高了有色溶液终点指示的灵敏度与准确性。具有一定碱性的生物碱在植物体内多以盐的形式存在，而弱碱性生物碱则以不稳定的盐或游离碱的形式存在，以水为溶剂提取时前者可被提出，后两者则提取不完全或不被提取。若用酸水浸泡提取，上述生物碱均可转化为稳定的生物碱盐被提取。故提取生物碱时采用酸水为溶剂。而一般来说生物碱的含氧酸盐的水溶解度比较大，故本试验采用硫酸为溶剂来提取生物碱。

游离生物碱及其盐一般均可溶于甲醇和乙醇，因此普遍采用甲醇或乙醇作为提取溶剂。甲醇有毒且易挥发，故采用乙醇为溶剂提取生物碱。水溶性生物碱可溶于水和醇，不溶于亲脂性有机溶剂，采用水或酸水浸泡提取法得到的提取液碱化后用有机溶剂萃取出脂溶性生物碱，在碱水液中还存在水溶性生物碱，利用水溶性生物碱可溶于极性较大而又与水不相混溶的有机溶剂（如正丁醇、异戊醇或三氯甲烷一甲醇混合溶剂等）的性质，用这类溶剂多次萃取含水溶性生物的碱水溶液，回收溶剂即可得到水溶性生物碱。本试验采用的是氨液碱化水层后用正丁醇萃取出水溶性生物碱的方法。

参考文献：

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[3] 李 杨，左国营.生物碱类化合物抗菌活性研究进展[J].中草药，2010（6）：174-182.

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[9] 吴 博，马跃平，袁久志，等.土茯苓化学成分的分离与鉴定[J].沈阳药科大学学报，2010，27（12）：116-119.

[10] 刘世旺，徐艳霞，田 慧.菝葜和土茯苓生物碱含量的比较研究[J].黄冈师范学院学报，2005，25（6）：49-51，57.