吳素玲，孫曉明，陳文華，張鋒倫，金敬紅，林群英，吳亮亮

(南京野生植物綜合利用研究院，江蘇 南京210042)

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花椒生物堿與精油的同步提取方法比較

吳素玲，孫曉明，陳文華，張鋒倫，金敬紅，林群英，吳亮亮

(南京野生植物綜合利用研究院，江蘇 南京210042)

摘要以干花椒和新鮮漂燙處理的花椒為原料，采用三種方案進(jìn)行花椒精油與生物堿同步提取，比較其精油及生物堿的得率。結(jié)果，三種方法提取的精油得率基本相同；花椒生物堿得率為微波干法提取干花椒精油后再用乙醇滲漉提取生物堿的方法最高，干花椒和漂燙鮮花椒生物堿得率分別為1.24%和1.34%，而傳統(tǒng)水蒸氣提取精油后取濾液及微波濕法提取法精油后取濾液的方法分別為0.54%和0.62%、0.56%和0.54%。得率差異明顯，微波干法提取精油后用75%乙醇滲漉法提取生物堿的得率是另外兩種方法的2.5倍左右。

關(guān)鍵詞花椒；漂燙；微波法；精油；生物堿；同步提取

花椒的主要有效成分有花椒精油、生物堿、酰胺類物質(zhì)和香豆素等，均具有藥理作用和生理活性[1-2]。劉鎖蘭等首次在青花椒中發(fā)現(xiàn)青花椒堿(4-喹啉酮類生物堿 )。青花椒堿經(jīng)藥理試驗(yàn)表明有選擇性抑菌作用，對(duì)革蘭氏陽性菌抑制作用較強(qiáng)[3]。文獻(xiàn)[4]研究發(fā)現(xiàn)，不同產(chǎn)地、不同品質(zhì)的花椒生物堿含量有明顯差異，放置過程也會(huì)降低?；ń肪吞崛〖庸ひ驯容^成熟，一般用傳統(tǒng)的水蒸氣和微波輔助提取，其得率基本相同[5]，水蒸氣提取法提取得到的花椒精油形狀良好、清澈透明、所含雜質(zhì)較少，但所用時(shí)間長(zhǎng)，消耗能量較多；相比而言，微波提取法利用微波使植物組織內(nèi)部水分快速氣化，帶出組織中所含的花椒精油，具有更加綠色、環(huán)保、節(jié)能的特點(diǎn)。花椒生物堿提取及花椒精油與生物堿同時(shí)提取的方法[6-7]的報(bào)道都是用水提取，我們之前做了乙醇滲漉法提取花椒生物堿的實(shí)驗(yàn)[8]，得率比較高，認(rèn)為可以與SFME法提取花椒精油緊密連接。本實(shí)驗(yàn)以江津干青花椒和經(jīng)漂燙殺青后的新鮮青花椒為原料，分別采用水蒸氣蒸餾法、微波濕法、微波干法進(jìn)行花椒精油生物堿同步提取， 采用我們改進(jìn)的酸性染料比色法[8-9]來測(cè)定提取液的總生物堿的含量，比較其生物堿的得率。選擇合適的花椒精油和生物堿的同步提取方法，為花椒資源的充分利用提供參考。

1材料及儀器設(shè)備

1.1主要材料

青花椒(干)，來自重慶江津，2013年產(chǎn)，籽含量6.2%，實(shí)驗(yàn)前粗粉碎；

殺青后的新鮮青花椒，來自云南昭通，2014年產(chǎn)，經(jīng)測(cè)定含水分61.75%。皮∶籽=1∶1.05(干)；

白屈菜紅堿標(biāo)準(zhǔn)品，中國(guó)藥品生物制品檢定所；

乙醇為食品級(jí)；無水乙醇、溴甲酚綠、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、氯仿均為分析純。

1.2主要儀器與設(shè)備

WLD07S-05型微波設(shè)備，南京三樂微波技術(shù)發(fā)展有限公司；高速萬能粉碎機(jī)，天津市泰斯特儀器有限公司；TU-1800型紫外可見分光光度計(jì)，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；電子天平，揮發(fā)油測(cè)定器，烘箱，酸度計(jì)，1 000 W電熱套，滲漉筒等。

2方 法

2.1試劑的配制

白屈菜紅堿標(biāo)準(zhǔn)溶液的配置：稱取5 mg白屈菜紅堿標(biāo)準(zhǔn)品，于25 mL容量瓶之中，用無水乙醇超聲溶解并定容，得到0.2 mg/mL白屈菜紅堿標(biāo)準(zhǔn)溶液；

0.2 mol/L NaH2PO4：稱取NaH2PO4.2H2O 7.8 g，用蒸餾水定容至250 mL；

0.2 mol/L Na2HPO4：稱取Na2HPO4.12H2O 17.9 g，用蒸餾水定容至250 mL；

pH 7.6的緩沖溶液配制：取13.0 mL的0.2 mol/L NaH2PO4和87.0 mL的0.2 mol/L Na2HPO4,配制成緩沖溶液，用PH計(jì)校正pH為7.6；

溴甲酚綠指示劑的配制：稱取0.05 g溴甲酚綠加入pH 7.6的緩沖液，定容到100 mL。

2.2花椒精油與生物堿的同步提取

根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)[5，8]，設(shè)計(jì)以下3種方法進(jìn)行花椒精油與生物堿同步提?。?/p>

(A) 傳統(tǒng)水蒸氣提取法：分別稱取100 g粗破碎的干花椒和500 g拍打破新鮮漂燙花椒于燒瓶中，干花椒加入料液比1∶6的水，新鮮花椒加入300 mL水，至電熱碗中加熱至沸后2.5 h和3 h二次記錄精油體積。提完精油后過濾得濾液A1、A2，記錄濾液體積并放置于冰箱中保存，待測(cè)花椒生物堿得率。

(B) 微波濕法提取法：分別稱取100 g粗破碎的干花椒和500 g拍打破新鮮漂燙花椒于燒瓶中，干花椒加入料液比1∶6的水，新鮮花椒加入300 mL水，置微波設(shè)備中，裝上揮發(fā)油測(cè)定器，調(diào)節(jié)微波功率150 W，提取后2.5 h和3 h二次記錄精油體積。提完精油后過濾得濾液B1、B2，記錄濾液體積并放置于冰箱中保存，待測(cè)花椒生物堿得率所用。

(C) 微波干法提取法：分別稱取100 g粗破碎的干花椒和500 g拍打破新鮮漂燙花椒于燒瓶中，干花椒以1∶1的比例用噴霧器加水，靜止?jié)駶?rùn)30 min，置微波設(shè)備中，裝上揮發(fā)油測(cè)定器，調(diào)節(jié)微波功率150 W，提取后2.5 h和3 h二次記錄精油體積。裝新鮮漂燙花椒的燒瓶不加水直接置微波設(shè)備中，裝上揮發(fā)油測(cè)定器，調(diào)節(jié)微波功率150 W，提取后2.5 h和3 h二次記錄精油體積。提取精油后的花椒烘箱100 ℃±5 ℃干燥，用70%～75%的酒精濕潤(rùn)后裝滲漉筒，用相同濃度的酒精進(jìn)行滲漉?？刂茲B漉液的流速在每秒兩滴左右或每15分鐘約50 mL左右， 2.5 h后結(jié)束接收滲漉液，標(biāo)記為C1、C2, 記錄滲漉液體積并放置于冰箱中保存，待測(cè)花椒生物堿得率所用。

2.3標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作

取6支試管依次標(biāo)記為0～6號(hào)，吸取0.0 mL、0.5 mL、1.0 mL、1.5 mL、2.0 mL、2.5 mL的0.2 mg/mL白屈菜紅堿標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別加入到1～6號(hào)試管中，等于各管含生物堿量為0 mg、0.1 mg、0，2 mg、0.3 mg、0.4 mg、0.5 mg、0.6 mg；各試管加無水乙醇至5.0 mL，再加入2 mL的溴甲酚綠指示劑以及10 mL氯仿溶液，充分振搖2～3 min，倒入分液漏斗中靜置1 h后取氯仿層作為測(cè)定樣品，以0號(hào)管為空白對(duì)照，在425 nm處測(cè)定吸光度。以白屈菜紅堿量(mg)為縱橫坐標(biāo)，吸光度為橫坐標(biāo)，制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。

2.4生物堿的含量測(cè)定

我們?cè)谝酝芯縖8]乙醇滲漉法提取花椒生物堿的工藝參數(shù)中經(jīng)光譜掃描，生物堿提取液中除生物堿外的其它化合物在紫外區(qū)也會(huì)有強(qiáng)吸收，會(huì)干擾生物堿的測(cè)定結(jié)果，故在測(cè)定生物堿時(shí)需測(cè)定本底的吸收值，以校正測(cè)定結(jié)果。

取上述過濾液或滲漉液0.5 mL2份，加無水乙醇至5.0 mL；一份加入溴甲酚綠指示劑2 mL和10 mL氯仿，另一份加2 mL pH 7.6的緩沖溶液(無溴甲酚綠指示劑)和 10 mL氯仿；均置分液漏斗中充分振搖1 min，充分振搖后靜置1 h后取下層氯仿層。以未加溴甲酚綠指示劑的氯仿層為空白對(duì)照，測(cè)定樣品在425 nm處的吸光度。代入標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算各測(cè)定液生物堿量(mg)，再按以下公式(1)計(jì)算生物堿得率。

式(1)中，N—生物堿得率(%)；y—測(cè)定液中的生物堿量(mg)；V—提取所得的溶液總體積(mL)；M—樣品重(g)。

3結(jié)果

3.1標(biāo)準(zhǔn)曲線

按2.3標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作方法，測(cè)得對(duì)應(yīng)的吸光度，以白屈菜紅堿量(mg)為縱坐標(biāo)，吸光度為橫坐標(biāo)，制作標(biāo)準(zhǔn)曲線為：y(mg)=1.267 8A+0.007 7,R2=0.999 3。標(biāo)準(zhǔn)曲線見圖1。

圖1　標(biāo)準(zhǔn)曲線

3.2精油的得率

不同提取方法精油得率結(jié)果見表1。

表1　提取過程精油所得相關(guān)數(shù)據(jù)

注：殺青鮮花椒含水率61.75%，下表同。

表2　不同提取方法提取花椒中生物堿結(jié)果

從表1結(jié)果看，3種方法對(duì)精油的提取效果差不多，重慶江津的干花椒由于放置了1年多，其計(jì)算得花椒皮精油得率在8.20%～8.74%范圍；云南昭通的殺青鮮花椒，真空包裝，其精油得率在2.10%～2.33%，去除水分及花椒籽的因素，其計(jì)算得花椒皮精油得率在11.25%～12.51%范圍。這表明該3種方法提取花椒精油效率基本相同，效果都不錯(cuò)。

3.3生物堿得率

不同提取方法提取花椒中生物堿得率結(jié)果見表2。

從表2看出，相同提取方法，重慶干花椒和云南新鮮花椒的生物堿得率差不多；但3種提取方法相比，不管干花椒還是殺青鮮花椒用(C)即微波干法提取精油后用75%乙醇滲漉法提取生物堿的得率是另外2種方法的2.5倍左右。

4小結(jié)

精油、生物堿均是花椒的主要有效成分，為了提高花椒資源的利用率，本實(shí)驗(yàn)以經(jīng)蒸汽殺青的新鮮花椒和干花椒為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)傳統(tǒng)水蒸氣提取、微波濕法提取和微波干法提取3種方法進(jìn)行花椒精油與生物堿同步提取。由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明微波干法提取與傳統(tǒng)水蒸氣提取及微波濕法提取相比其花椒精油得率不相上下，之后的乙醇滲漉法提取花椒中的生物堿得率比其它2種方法高約150%。經(jīng)綜合花椒精油和生物堿的得率和工藝過程的能源成本及可操作性,我們認(rèn)為方法(C)微波干法提取法對(duì)花椒精油和生物堿的同步提取方法最好。

方法(C)微波干法提取法，其精油得率最高為8.30%(重慶江津放置1年多的干花椒)和11.61%(云南昭通的殺青鮮花椒，干計(jì))；簡(jiǎn)單處理則可很好地與乙醇滲漉法提取花椒中的生物堿類成分相銜接；生物堿得率最高為1.24%(重慶江津放置1年多的干花椒)和1.34%(云南昭通的殺青鮮花椒，干計(jì))。

根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)，以后在工業(yè)生產(chǎn)上，我們的設(shè)想是：可以將加入1∶1水的干花椒或破裂后的新鮮花椒直接裝于滲漉筒中封閉下口，干花椒濕潤(rùn)30 min，上部開口接揮發(fā)油提取器，對(duì)滲漉筒中的花椒進(jìn)行微波加熱，提取精油。精油提取完后再用乙醇進(jìn)行滲漉法提取花椒中的生物堿，收集滲漉液進(jìn)行下一步生物堿的分離純化。這樣在提取完花椒精油后能夠再次利用花椒原料直接提取生物堿，工藝簡(jiǎn)單，操作方便，精油和生物堿的得率都比較高。

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收稿日期：2015-08-28

基金項(xiàng)目：國(guó)家“十二五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目—香草蘭等南方特產(chǎn)資源生態(tài)高值利用技術(shù)研究與產(chǎn)品開發(fā)(2012BAD36B03)。

作者簡(jiǎn)介：吳素玲(1963—)，女，研究員，主要從事食品開發(fā)方面的研究。 *通訊作者：孫曉明(1964—)，男，研究員，研究方向?yàn)槭称烽_發(fā)。E-mail：sunxm64@163.com

doi：10.3969/j.issn.1006-9690.2016.02.005

中圖分類號(hào)：S573

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1006-9690(2016)-02-0010-04

Comparison of Synchronous Extraction Methods for Chinese Prickly Ash Alkaloids and Essential Oil

Wu Suling, Sun Xiaoming，Chen Wenhua, Zhang Fenglun，Jin Jinghong ，Lin Qunying，Wu Liangliang

(Nanjing Institute for Comprehensive Utilization of Wild Plants，Nanjing 210042, China)

AbstractThis article compared the yield of alkaloids and essential oil using three synchronous extraction methods for prickly ash alkaloids and essential oil of dried prickly ash and blanched fresh prickly ash. The results show the yield of essential oil is basically the same. The highest yield of alkaloids is the methods of essential oil microwave extraction without solvent and alkaloids extraction using ethanol diacolation.The yield of alkaloids for dried prickly ash is 1.24% and the one for fresh prickly ash blanched is 1.34%.But the one using steam distillation for dried prickly ash and fresh prickly ash blanched is 0.54% and 0.62%,the one using microwave with solvent is 0.56% and 0.54%.The yield is clearly different. The yield of alkaloids using ethanol diacolation method after essential oil extractiong using microwave without solvent is 2.5 times than the other two methods.

Key wordsprickly ash；blanch；microwave；essential oil；alkaloids；synchronous extraction