分子蒸馏法提取丹参中丹参酮IIA工艺的研究

◎刘明娣 王华芳

（三门峡职业技术学院 食品园林学院，河南 三门峡 472000）

丹参是一种主治心血管系统疾病的常用中药，其主要成分丹参酮ⅡA含量达1.0%—1.6%，是制备复方丹参片的主要成分，该物质具有很好的抗凝血、促纤溶作用，在临床应用上取得较好的成绩，市场前景良好。但是丹参酮ⅡA对光、热及氧不稳定，因此对丹参酮IIA的提取方法提出了严格要求。

目前关于丹参酮ⅡA的提取方法研究上，主要有加热回流提取法、超声波提取法、组织破碎法、超临界CO2萃取法、微波萃取法、切割硅胶柱色谱法等。每一种方法都各有优劣，但宗旨是在保证丹参酮IIA稳定的基础上提高提取率。分子蒸馏法是近年来新兴的一种提取方法，主要是在高真空下利用料液中各组分蒸发速率的差异，对液体混合物进行分离的方法，由于操作温度低，受热时间短，对于不稳定化合物的提取，具有良好的分离效果，适于丹参酮IIA的提取，可以开展相应的研究工作。

本研究以丹参酮ⅡA的含量和回收率为指标，对分子蒸馏提取丹参中丹参酮IIA的实验条件进行研究，并以提取时间、提取温度、刮膜转速等工艺条件为影响因素，通过正交优化试验选取最佳提取方案，为工业化分子蒸馏法提取丹参酮IIA提供借鉴经验。

1 材料和方法

1.1 主要材料

1.1.1 使用仪器 分子蒸馏设备poper，美国，1.5英寸；美国Thermo Fisher scientific液相色谱仪

1.1.2 使用试剂

丹参（含丹参酮ⅡA1.6%，河南省三门峡广宇制药有限公司提供）；丹参酮ⅡA对照品（陕西省宝鸡市金台区辰光生物销售部，型号568-72-9），95%乙醇（河南省洛阳化学试剂厂）。

1.2 实验方法

本研究设计的丹参酮ⅡA生产工艺为：丹参加乙醇→加热回流1.5小时→收集粗提取液体→分子蒸馏工艺（脱溶剂乙醇）→丹参酮ⅡA［1］。

1.2.1 无水乙醇法萃取丹参酮ⅡA

取30.17g丹参粉碎后转入四口瓶中，加入无水乙醇300mL，在70～80℃下加热回流1.5h后，冷却至40℃，抽滤，滤液保存。药渣加无水乙醇300mL再次加热回流，将两份滤液合并,留用。

1.2.2 分子蒸馏工艺脱溶剂法

将上述滤液由进料器加入分子蒸馏器中，冷阱中充满液氮以保护真空系统，开冷凝水（20～25℃），当达到所需的真空度后，开启导热油系统，精确控制蒸发表面的温度，当温度接近设定值时，开启马达，将刮膜转速调至设定数值，将物料均匀刮涂在筒壁的周围。在高真空条件下，物料中的分子量小的组分（溶剂乙醇）进入低沸点收集器，而丹参酮ⅡA等留在分子量大的组分收集器中，取得分子量大的组分收集器中的膏状样品20g，进行液相色谱的分析［2］，以确定工艺条件。

1.2.3 传统减压蒸馏脱溶剂法

某制药公司采用的生产丹参酮IIA工艺为：丹参加乙醇→加热回流1.5小时→收集粗提取液体→减压蒸馏（脱溶剂乙醇）→丹参酮ⅡA。

减压蒸馏操作的实验条件为：温度70℃、压力为4Pa～6Pa。

取30.17g丹参粉碎后，加入95%乙醇300mL，回流萃取丹参酮ⅡA。然后减压蒸馏脱溶剂乙醇，将丹参酮IIA浓缩至膏状。

1.2.4 丹参酮IIA含量测定方法

对分离得到的低沸点组分样品取样进行分析，以丹参ⅡA标准溶液的液相色谱保留时间定性，面积归一法定量。色谱条件：以十八烷基硅烷键合硅胶为填充剂，以甲醇-水（73:27）为流动相，流速：1mL/min，用紫外检测器，检测波长为270nm，理论塔板数按丹参酮ⅡA峰计算不低于2000［3］。

1.3 分子蒸馏工艺正交实验设计

在给定的试验条件下，影响丹参酮IIA的含量和回收率的因素很多，采用正交设计优化法安排试验，选取蒸馏温度（T）、蒸馏压力（P）、进料速度（V）、刮膜转速（R）4 个关键指标，设置 4 个水平值［4-5］，同时以丹参酮IIA的含量和回收率作为响应函数，可采用正交表L9(34)，具体因素和水平设置见表1。

表1 正交实验因素及水平

2 结果与分析

2.1 正交优化分子蒸馏法分离丹参酮IIA试验结果

根据表1所列出的试验各因素和水平的安排，共进行了9次分子蒸馏试验，试验方案及试验结果见表2，含量表示产品中丹参酮ⅡA的质量分数（%），回收率表示分子蒸馏前后丹参酮ⅡA的质量比值（质量分数，%）。结果见下表2。表3、表4是以重组分中丹参酮ⅡA含量及回收率为考核指标的正交实验方差分析。

由正交试验结果可知：对于丹参酮IIA的含量和回收率，各因素的影响顺序均依次为T>V>R>P，即蒸馏温度影响最大，其次是进料速度转速、和蒸馏压力，其中温度的影响结果为显著，其他条件为不显著；无论对提取率还是回收率的影响，温度的影响结果均为显著，是优化试验条件的决定性因素，其他条件则为不显著。即蒸馏温度为30℃，蒸馏压力8Pa，进料速率为120mL/h，刮膜转速300r/min，丹参酮IIA的含量为21.84%，回收率为84.16%，继续升高温度，由于丹参酮IIA高温易降解，会降低产品中丹参酮IIA的回收率。

表2 分子蒸馏法分离丹参酮IIA的正交试验结果

表3 分子蒸馏法分离丹参酮IIA提取率的方差分析

表4 分子蒸馏法分子丹参酮IIA工艺回收率的方差分析

通过试验数据分析得出结论，对于提取率和回收率，最佳试验条件均为T2P2V3R3，即蒸馏温度30℃，蒸馏压力8Pa，进料速率为120mL/h，刮膜转速300r/min。

2.2 蒸馏温度对丹参酮IIA含量和回收率的影响

通过正交试验设计，得到了优化的分子蒸馏试验条件，即蒸馏温度为30℃，蒸馏压力8Pa，进料速率为120mL/h，刮膜转速300r/min，在此条件下，丹参酮IIA的回收率均最高。考虑到蒸馏温度这一主要因素在本试验中的显著作用，因此，对其进行单因素试验考察。图1是在进料速度为100mL/h，体系蒸馏压力为8Pa和刮膜转速为200r/min条件下，不同蒸馏温度对丹参酮ⅡA含量和回收率的影响。

图1 蒸馏温度对丹参酮ⅡA含量和回收率的影响

从图1可以看出，随着蒸馏温度的升高丹参酮ⅡA含量和回收率逐渐升高，但是继续升高温度，丹参酮ⅡA含量反而有所下降，意味着随着温度的升高，丹参酮ⅡA有少量分解，丹参酮ⅡA含量和回收率均所降低。试验结果表明，在蒸馏温度为30℃，丹参酮ⅡA含量和回收率最高。

2.3 蒸馏压力对丹参酮IIA含量和回收率的影响

通过正交试验结果可知，蒸馏压力也是影响丹参酮ⅡA含量和丹参酮ⅡA回收率主要因素。因此，我们在进料速度为100mL/h，蒸馏温度为30℃和刮膜转速为300r/min条件下，考察了不同蒸馏压力对丹参酮IIA含量和回收率的影响。见图2。

图2看出，在温度恒定，进料速度、刮膜转速保持不变时，随着蒸馏压力增大，乙醇沸点降低，溶剂乙醇易蒸馏出来，丹参酮ⅡA含量和回收率均有提高较大，但是当压力达到8Pa后，趋于稳定。而继续增加压力要提高设备的耐压能力，增加操作费用，从经济性方面考虑，应选择适当的压力，此处选择蒸馏压力为8Pa。

图2 蒸馏压力对丹参酮ⅡA含量和回收率的影响

2.4 验证试验

在最佳试验条件下，对3批30克含丹参酮IIA1.6%的丹参进行纯化试验，计算丹参酮IIA的含量和回收率，见表5。结果显示，丹参酮IIA的含量和回收率在最佳工艺条件下均达到了比较好的效果。

2.5 与减压蒸馏脱溶剂法的比较

在最佳实验体系下，分别利用分子蒸馏法和传统减压蒸馏法脱溶剂，提取丹参酮IIA，结果见表6。

表5 最佳工艺条件下的试验结果

表6 分子蒸馏技术和减压蒸馏分离提纯丹参酮IIA的对比结果

相比较传统的减压蒸馏技术，分子蒸馏技术的脱溶剂效果更明显，产品的形状无明显差异，丹参酮IIA含量和回收率明显优于减压蒸馏技术。

3 结论与讨论

在分子蒸馏法脱溶剂试验中，研究了提高丹参酮ⅡA含量和回收率的试验条件及影响因素，影响因素主要有：蒸馏温度、蒸馏压力、进料速率为、刮膜转速，采用液相色谱法，精确测定了丹参酮ⅡA在给定条件下的含量和回收率。通过正交试验结果，并对试验结果进行极差和方差分析。影响丹参酮ⅡA分离效果的主要因素从主到次的顺序为：蒸馏温度＞进料速度＞转速＞蒸馏压力。确定了最佳试验条件为为蒸馏温度30℃，蒸馏压力8Pa，进料速率为120mL/h，刮膜转速300r/min。在最佳分离条件下，进行验证试验，丹参酮ⅡA含量达21.06%%，回收率80.06%。此参数条件最适合产业化放大。而相比较与减压蒸馏操作提取的实验数据而言，具有较明显的优势。由此推断，两种方法的提取结果存在差异的可能原因是用分子蒸馏法脱溶剂工艺中，温度低（仅30℃），丹参酮IIA分子不易分解，因此丹参酮IIA回收率较高。分子蒸馏技术与已有回流萃取技术相结合，实现药物主要成分丹参酮IIA的提取和纯化，可得到比原来的减压蒸馏法更高的有效成分的量，是一种高效的中药活性成分纯化方法。