王友志，王曉青，姚 亮，紀(jì)明慧，郭飛燕，謝樂(lè)瓊

（海南師范大學(xué)“省部共建-熱帶藥用植物化學(xué)”教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，海南 ?？?571158）

微波提取胡椒堿的工藝研究

王友志，王曉青，姚 亮，紀(jì)明慧，郭飛燕*，謝樂(lè)瓊

（海南師范大學(xué)“省部共建-熱帶藥用植物化學(xué)”教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，海南 海口 571158）

運(yùn)用微波法對(duì)胡椒中胡椒堿進(jìn)行提取，并采用HPLC對(duì)胡椒堿的含量進(jìn)行測(cè)定，考察提取時(shí)間、提取溫度、料液比、乙醇濃度及微波功率對(duì)胡椒堿收率的影響.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在提取時(shí)間為60 min、提取溫度為55℃、料液比為80∶50、乙醇體積分?jǐn)?shù)為80%及微波功率為500 W的條件下，微波輔助提取胡椒堿的效果最佳，胡椒堿收率可達(dá)4.12%.

胡椒；HPLC；胡椒堿；微波提取

胡椒（Piper nigrum）為胡椒科胡椒屬植物[1]，因其質(zhì)優(yōu)、味辣在國(guó)際市場(chǎng)享有較高的聲譽(yù).胡椒堿是胡椒中具有許多藥理活性的主要化學(xué)物質(zhì)，發(fā)現(xiàn)其具有抗氧化、抗腫瘤、促進(jìn)藥物代謝等作用[1-3]，也是目前治療癲癇病的一種較好藥物，對(duì)各類(lèi)型癲癇病均有療效[3].

胡椒堿對(duì)光、熱不穩(wěn)定，限制了它的提取和應(yīng)用.目前，已報(bào)道的胡椒堿的提取和含量測(cè)定方法有很多[3-7]，但未見(jiàn)用微波輔助提取法從胡椒中提取胡椒堿的文獻(xiàn)報(bào)道，本工作擬以微波輔助提取法提取海南產(chǎn)的白胡椒果實(shí)中的胡椒堿，并采用HPLC對(duì)胡椒堿的含量進(jìn)行測(cè)定.

1 材料與方法

1.1 儀器、試劑與材料

高效液相色譜儀（ΜV230+、P230大連依利特分析儀器有限公司）；EC2000工作站（大連依利特分析儀器有限公司）.超聲波清洗器（KQ2200E，昆山市超聲儀器有限公司）；微波萃取儀（MAS-I型，上海新儀微波化學(xué)科技有限公司）.

胡椒堿對(duì)照品（瑞士，F(xiàn)luka Chemie AG，CH-9470 Buchs，GR），甲醇（色譜純，天津市四友精細(xì)化學(xué)品有限公司），無(wú)水乙醇（分析純，廣州化學(xué)試劑廠）.

試驗(yàn)用的成熟白胡椒果實(shí)產(chǎn)于海南萬(wàn)寧市，樣品烘干粉碎，密封保存，備用.

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 色譜檢測(cè)條件

選擇大連依利特分析儀器有限公司生產(chǎn)的色譜柱（250 mm×4.6 mm，5 μL；KromasiL），檢測(cè)波長(zhǎng)343.0 nm，以甲醇-水（77∶23）為流動(dòng)相，流動(dòng)速度1.0 mL/min；柱溫為室溫[5-7].

1.2.2 供試液的制備

對(duì)照品溶液：精密稱(chēng)取胡椒堿標(biāo)準(zhǔn)品0.0300 g，置100 mL容量瓶中，加無(wú)水乙醇溶解并稀釋至刻度，搖勻，再精密量取5 mL，置50 mL容量瓶中，加無(wú)水乙醇稀釋至刻度，搖勻，待用.

供試品溶液：精密稱(chēng)取胡椒干粉0.1 g，置250 mL的平底燒瓶中，加入100 mL 80%乙醇，微波提取60 min.提取液移入100 mL容量瓶，并加80%乙醇稀釋至刻度；進(jìn)樣前先用0.45 μm的濾膜過(guò)濾.待用.

1.2.3 色譜峰的建立

參照文獻(xiàn)[5]方法，分別取對(duì)照品溶液和供試品溶液各20 μL，進(jìn)樣分析，記錄色譜圖.

1.2.4 微波法提取胡椒堿的工藝研究

采用單因素試驗(yàn)方案，分別考察微波法提取時(shí)間、提取溫度、溶劑濃度、料液比以及微波輻射功率5個(gè)因素對(duì)提取胡椒堿收率的影響[8].

2 結(jié)果與討論

2.1 色譜峰的建立

在項(xiàng)1.2.1選定的色譜條件下，胡椒堿和胡椒樣品液的色譜圖見(jiàn)圖1和圖2.

圖1 胡椒堿標(biāo)準(zhǔn)品的HPLC圖Fig.1HPLC of Piperine standard samples

2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的繪制

精密稱(chēng)取胡椒堿標(biāo)準(zhǔn)品0.0500 g，置50 mL容量瓶中，加無(wú)水乙醇溶解并稀釋至刻度，搖勻，再精密量取5 mL，置50 mL容量瓶中，用無(wú)水乙醇稀釋至刻度，搖勻.分別取2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0 mL于10 mL容量瓶中，用無(wú)水乙醇稀釋至刻度，搖勻.取上述溶液各20 μL，注入高效液相色譜儀，記錄色譜圖.以總峰面積為縱坐標(biāo)，濃度為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，并計(jì)算相關(guān)系數(shù)及回歸方程.胡椒堿在0.020～0.080 mg/mL的濃度范圍內(nèi)線(xiàn)性關(guān)系良好，Y=306319.89286+1.45455×108x，r=0.9997.

圖2 胡椒供試品HPLC圖Fig.2HPLC of Piper nigrum samples

2.3 海南胡椒中胡椒堿的提取

2.3.1 胡椒堿的含量測(cè)定

取各條件提取的樣品溶液20 μL，按2.2項(xiàng)下色譜條件進(jìn)樣并測(cè)定峰面積值，通過(guò)回歸方程，計(jì)算胡椒堿的含量[7].

2.3.2 提取時(shí)間對(duì)胡椒堿收率的影響

在溫度為 55 ℃、料液比為80∶50（mg/mL）、乙醇體積分?jǐn)?shù)為80%、微波功率500 W的條件下，選擇微波時(shí)間為40 min、60 min、80 min、100 min、120 min提取胡椒堿，研究提取時(shí)間對(duì)提取效果的影響（結(jié)果見(jiàn)圖3）.從圖3中可以看出，隨著提取時(shí)間的延長(zhǎng)，胡椒堿收率逐漸增加，在提取時(shí)間為60 min時(shí)，提取效果最好，在60 min以后，再延長(zhǎng)提取時(shí)間，胡椒堿收率反而下降，表明胡椒堿不穩(wěn)定，長(zhǎng)時(shí)間的微波提取會(huì)導(dǎo)致胡椒堿氧化分解，因此，本實(shí)驗(yàn)選擇提取最佳時(shí)間為60 min.

2.3.3 提取溫度對(duì)胡椒堿收率的影響

在提取時(shí)間為60 min、料液比為80∶50（mg/mL）、乙醇體積分?jǐn)?shù)為80%的條件下，選擇微波溫度為35℃、45℃、55℃、65℃、75℃提取胡椒堿，研究提取溫度對(duì)提取效果的影響（結(jié)果見(jiàn)圖4）.從圖4中可以看出，隨著提取溫度的提高，胡椒堿收率逐漸增加，在提取溫度為55℃時(shí)，提取效果最好，在55℃以后，再提高提取溫度，胡椒堿收率反而下降，表明胡椒堿對(duì)熱不穩(wěn)定，高溫會(huì)導(dǎo)致胡椒堿氧化分解，因此，本實(shí)驗(yàn)選擇提取最佳時(shí)間為55℃.

圖3 提取時(shí)間對(duì)胡椒堿收率的影響Fig.3 The effect of extraction duration on the yield of piperine

圖4 提取溫度對(duì)胡椒堿收率的影響Fig.4 The effect of extraction temperature on the yield of piperine

2.3.4 不同料液比對(duì)胡椒堿收率的影響

在提取時(shí)間為60 min、提取溫度為55℃、微波功率500 W、乙醇體積分?jǐn)?shù)為80%的條件下，選擇料液比分別為 40∶50、60∶50、80∶50、100∶50、120∶50（mg/mL）時(shí)提取胡椒堿，研究料液比對(duì)提取效果的影響（結(jié)果見(jiàn)圖5）.當(dāng)胡椒和80%乙醇比為80∶50（mg/mL）時(shí)，胡椒堿收率最高，之后隨著胡椒和乙醇比例的增加，胡椒堿收率顯現(xiàn)下降的趨勢(shì)，但變化不大，表明胡椒堿提取達(dá)到飽和，再提高料液比只會(huì)造成浪費(fèi)，故最佳的料液比為80∶50（mg/mL）.

2.3.5 不同乙醇濃度對(duì)胡椒堿收率的影響

在提取時(shí)間為60 min、提取溫度為55℃、微波功率500 W、料液比為80∶50的條件下，選擇乙醇體積分?jǐn)?shù)分別為60%、70%、80%、90%、100%時(shí)提取胡椒堿，研究乙醇濃度對(duì)提取效果的影響.結(jié)果見(jiàn)圖6所示：乙醇濃度對(duì)提取效果有很大的影響，當(dāng)乙醇的濃度為80%時(shí)，胡椒堿提取效果最好，收率可達(dá)4.12%.之后隨著乙醇濃度的增加，胡椒堿收率也逐漸下降.說(shuō)明高濃度的乙醇溶液有助于胡椒堿的提取，但不是越高越好，合適的乙醇體積分?jǐn)?shù)是80%.

圖5料液比對(duì)胡椒堿收率的影響Fig.5 The effect of ratio of sample to solution on the yield of piperine

圖6 乙醇濃度對(duì)胡椒堿收率的影響Fig.6 The effect of ethanol concentration on the yield of piperine

2.3.6 微波功率對(duì)胡椒堿收率的影響

在提取時(shí)間為60 min、提取溫度為55℃、料液比為80∶50、乙醇體積分?jǐn)?shù)為80%的條件下，選擇微波提取功率為300 W、400 W、500 W、600 W、700 W時(shí)提取胡椒堿，考察微波功率對(duì)提取效果的影響.結(jié)果見(jiàn)圖7，在微波提取功率為500 W之前，提高功率有利胡椒堿的提取，在微波提取功率為600 W和700 W時(shí)胡椒堿提取效果變差，表明微波功率過(guò)大，升溫速度過(guò)快，容易造成胡椒堿的分解，收率下降，微波功率500 W是本實(shí)驗(yàn)最合適的提取功率.

圖7 微波功率對(duì)胡椒堿收率的影響Fig.7The effect of microwave power to the yield of piperine

3 結(jié)論

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在提取時(shí)間為60 min、提取溫度為55℃、料液比為80∶50、乙醇體積分?jǐn)?shù)為80%及微波功率為500 W的條件下，微波提取胡椒堿的效果最佳，胡椒堿收率可達(dá)4.12%.微波提取具有熱效率高，處理時(shí)間短，可有效地保護(hù)原料中有效成分.

[1]韋琨,竇德強(qiáng),裝玉萍,等.胡椒的化學(xué)成分、藥理作用及與卡瓦胡椒的對(duì)比[J].中國(guó)中藥雜志,2002,27(5):328-332.

[2]劉紅,趙建平,譚樂(lè)和.胡椒堿的研究進(jìn)展[J].中國(guó)調(diào)味品,2008,(10):33-37.

[3]陶元器,鄧躍.從黑胡椒中提取胡椒堿[J].云南化工,1991(1):92-93.

[4]陳寒杰.HPLC測(cè)定二十五味鬼臼丸中胡椒堿的含量[J].中成藥,2007,29(2):296-297.

[5]劉文,孫宇章.胡椒中胡椒堿的提取工藝研究[J].中國(guó)中藥雜志,2003,28(5):456-457.

[6]張華蕓,宿松光,林玉梅.高效液相色譜法測(cè)定胡礬口腔膜中胡椒堿的含量[J].中國(guó)醫(yī)院藥學(xué)雜志,2006,26(5):630-631.

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[8]李焱,黃筑艷.微波萃取花椒葉揮發(fā)油的工藝研究[J].貴州化工,2005,30(3):17-18.

Study on the Microwave Extraction Process of Piperine

WANG Youzhi，WANG Xiaoqing，YAO Liang，JI Minghui，GUO Feiyan＊，XIE Leqiong
（Key Laboratory of Tropical Medicinal Plant Chemistry of Ministry of Education，Hainan Normal University，Haikou 571158，China）

The piperine was extracted by using microwave-assisted extraction method,and its content was determin?ion by HPLC.The effect of extraction time,extraction temperature,ratio of sample to solution,ethanol concentration was microwave power on piperine yield was studied.The experiment result showed that the optimum conditions was 60 min?utes of extracting in 80%ethanol water solvent at 55℃under the microwave power of 500 W,and the yield of piperine was 4.12%.

Piper nigrum；HPLC；Piperine；Microwave extraction

TS 255.36

A

1674-4942（2011）03-0293-04

2011-04-13

海南師范大學(xué)國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目（101165816）

*通訊作者

畢和平