莪术挥发油提取工艺研究

江苏食品药品职业技术学院药学院，江苏 淮安 223003

莪术是中医临床中常用的一味破血消癥药，其性温，味辛、苦，归肝、脾经。具有行气破血，消积止痛的功效，用于治疗癥瘕痞块，瘀血经闭，胸痹心痛，食积胀痛等病症[1]。现代研究表明，莪术具有抗肿瘤、抗血小板聚集、抗菌、抗病毒、抗白血病、抗宫颈癌等多种药理作用[2-3]，其主要成分包括莪术油、姜黄素类、多糖类、酚酸类、甾醇类等[4-6]。其中，莪术挥发油及其组成成分莪术醇、β-榄香烯、莪术二酮等是莪术抗炎、抗肿瘤作用的主要有效成分。莪术挥发油的提取工艺有水蒸气蒸馏法、溶剂浸提法、CO2超临界流体萃取法等。为充分利用莪术药材，本研究考察了药材粒度、浸提时间、料液比三个因素对水蒸气蒸馏法提取莪术挥发油工艺的影响，优化了工艺条件。

1 仪器与材料

1.1 材料 莪术饮片购于淮安市广济大药房，经淮安市食品药品检验所中药室郝立芳药师鉴定为广西莪术(CurcumakwangsiensisS.G.Lee et C.F.Liang)干燥根茎的切片。其他试剂均为分析纯。

1.2 仪器 BYJ120小型中药粉碎机(常熟市中药机械厂)，调温电热套(江苏省金坛市友联仪器研究所)，挥发油提取器(淮安市国药集团化学试剂有限公司)。

2 方法

2.1 莪术有效成分的提取工艺流程 莪术饮片经适当粉碎后，过筛，分级收集保存于广口瓶中备用。取一定粉碎度的莪术颗粒或饮片适量，精密称定，置于1000 mL圆底烧瓶中，按照实验设计的比例加入蒸馏水与玻璃珠数粒，振摇使药粉浸润，照中国药典2015年版四部《通则2204 挥发油测定法》甲法项下方法进行提取[7]，以提取所得莪术油的体积与莪术药材重量比计算得率。即：

2.2 单因素试验

2.2.1 药材粒度 分别用莪术饮片4～10目、10～20目、20～40目、40～60目、60～80目的莪术颗粒，按上述提取工艺流程，加10倍量的水，水蒸汽蒸馏法浸提5 h，收集莪术油。以莪术油得率为指标，考察药材粒度对莪术油提取的影响。

2.2.2 浸提时间 分别用饮片和10～20目粉碎的莪术药材，按上述提取工艺流程，加10倍量的水，水蒸汽蒸馏法分别浸提2 h、4 h、6 h、8 h、10 h，收集莪术油。以莪术油得率为指标，考察浸提时间对莪术油提取的影响。

2.2.3 料液比 分别用饮片和10～20目粉碎的莪术药材，按上述提取工艺流程，按料液比分别为1∶5、1∶10、1∶15、1∶20、1∶25加入相应量的水，水蒸汽蒸馏法浸提5 h，收集莪术油。以莪术油得率为指标，考察料液比对莪术油提取的影响。

2.3 正交试验优化 莪术挥发油的提取条件根据单因素试验结果，对药材粒度、浸提时间、料液比三个主要因素，选取合适的因素水平，按正交试验表设计三因素三水平正交试验，对水蒸汽蒸馏法提取莪术油的工艺条件进行优化。

2 结果与分析

2.1 药材粒度的影响 分别称取20 g不同粉碎程度的莪术颗粒，按上述实验设计提取莪术油，考察药材粒度对莪术油得率的影响。由图1可知，在饮片4～60目的范围内，随着目数的增加，莪术油提取率逐渐上升；而当粉碎度大于60目时，莪术油提取率呈现下降趋势。实验中发现，当使用粒径60～80目的莪术粉末时，在浸提过程中，粉末糊化较明显，可能影响了传质过程。

2.2 浸提时间的影响 分别称取20 g莪术饮片和10～20目粉碎的莪术颗粒，按照上述实验设计，采用水蒸气蒸馏法分别浸提不同时间，考察浸提时间对莪术油得率的影响。由图2可知，无论是莪术饮片还是10～20目粉碎的莪术颗粒，莪术油得率随着浸提时间的延长而增大，变化趋势相似。在2 h～6 h之间时，莪术油得率上升趋势较快。当浸提时间超过6 h后，莪术油得率增加缓慢。

2.3 料液比的影响 分别称取20 g莪术饮片和10～20目粉碎的莪术颗粒，按照上述实验设计，加入不同量的水浸泡，采用水蒸气蒸馏法浸提，考察料液比对莪术油得率的影响。由图3可知，在料液比1∶5～1∶20范围内，随着加水量的增加，莪术油的得率也逐渐升高。但是，当料液比达到1∶25时，莪术油的得率并没有提升，反而出现了下降的趋势。

2.4 正交试验 根据单因素试验结果，针对药材粒度、浸提时间、料液比三个主要因素，按L9(34)正交试验表设计三因素水平正交试验如表1，正交试验结果见表2，方差分析见表3。由表2可知，影响莪术油得率大小的因素主次顺序为：药材粒度>浸提时间>料液比。由K值分析，A因素中2水平的莪术油得率最高，B因素中3水平的莪术油得率最高，C因素中3水平莪术油得率最高。但是，从方差分析表来看，A因素和B因素对莪术油得率有显著影响，C因素对莪术油得率的影响不显著。根据单因素试验结果，在料液比(C因素)1∶5～1∶20范围内，莪术油得率随料液比增大而增加。K值分析显示，C因素第3水平与第2水平对莪术油得率结果的影响差异很小。考虑节约用水和莪术油得率，C因素取第2水平为最优。综合上述分析，确定水蒸气蒸馏法提取莪术油的最佳工艺条件为A2B3C2，即药材粒度为10～20目，提取时间为10 h，料液比为1∶10。

表1 水蒸气蒸馏法提取莪术油的正交试验因素水平表

表2 莪术油提取条件的正交试验方案及结果

表3 莪术油提取条件的正交试验结果方差分析

2.5 优化工艺条件验证 按上述确定的优化提取工艺条件，重复试验3次，每次称取50 g莪术颗粒，结果3次提取的莪术油得率分别为2.39%、2.46%、2.40%，平均得率为2.42%，RSD为1.57%。可见该工艺条件下莪术油得率基本稳定。

3 讨论

莪术挥发油的主要活性成分为单萜和倍半萜类物质[8]，加热时间过长可能引起其发生分解与转化。研究中观察到，当料液比太大(1∶25)时，加热蒸馏时间显著延长，莪术挥发油的得率呈现轻微下降趋势是否与挥发油成分转化有关，有待进一步探查。莪术药材中含有淀粉，实验中发现，粉碎度过大，莪术粉末粒径太细时，加热蒸馏过程中，粉末表面有较明显的糊化，可能影响传质。也有研究报道称，莪术颗粒在长时间的加热蒸馏过程中，其所含淀粉易与水蒸气、挥发油一起被蒸馏出，给后期莪术挥发油的精制造成一定的困难[9]。本研究结果表明，水蒸气蒸馏法提取莪术挥发油的最佳工艺条件为：药材粒度10～20目，提取时间10 h，料液比1∶10。在此条件下，莪术油得率可达到2.40%左右。因此，水蒸气蒸馏法提取莪术挥发油的工艺中，莪术药材的粉碎度、加热温度和时间也需要进行合理控制。