减压内部沸腾法提取青蒿素工艺研究

贺敬霞，何 晨，田 茜，尹蓉莉，杨军宣

(1.成都中医药大学，四川 成都 611137；5.重庆医科大学 中医药学院，重庆 400016)



减压内部沸腾法提取青蒿素工艺研究

贺敬霞1，何 晨1，田 茜1，尹蓉莉1，杨军宣2*

(1.成都中医药大学，四川 成都 611137；5.重庆医科大学 中医药学院，重庆 400016)

目的：研究减压内部沸腾法提取青蒿中青蒿素的最佳提取工艺。方法：以青蒿素得率为评价指标，考察解吸时间、解吸浓度、提取压力、提取浓度、提取温度、提取溶剂用量各因素对提取率的影响，优选出最佳提取工艺，并与常规提取方法进行比较。结果：减压内部沸腾法提取青蒿素的最佳提取工艺为：取青蒿粗粉10g，加入80%乙醇溶液50mL，常温(25℃)下解吸20min，加入35%乙醇溶液100mL，提取容器置于50℃水浴中，减压至-0.02MPa提取30min，即可。此条件下，青蒿素提取率为84.82%。结论：减压内部沸腾法提取青蒿素具有安全、高效、廉价、简便等特点，与常规提取方法比较优势明显，适用于工业化大生产。

减压内部沸腾法；青蒿素；青蒿

青蒿为菊科植物黄蒿ArtemisiaannuaL.的干燥地上部分，具有清热解暑、抗疟的功效，其主要有效成分为青蒿素，还含有青蒿酸、环氧青蒿酸、青蒿醇、双氢青蒿素等成分。药理研究表明，青蒿素及其衍生物具有抗疟、抗炎、抗脓毒症、抗肿瘤、放疗增敏、抗组织纤维化等作用，目前临床主要用于疟疾的治疗[1]。青蒿素及其类似物的分析检测方法主要包括气相色谱法、液相色谱法、质量法、紫外分光光度法、薄层扫描法、荧光光谱法、气相色谱法、液相色谱法、毛细管电泳法等，提取方法主要包括室温提取、冷浸提取、回流提取、索氏提取等，操作简单、设备要求低，但具有提取效率低、耗能高、后处理麻烦等缺点。新型提取技术包括SFE、超声提取、大孔树脂提取、微波辅助萃取等，虽能减少溶剂消耗，但SFE、微波提取设备投资大，大孔树脂提取循环利用率低，超声提取仅适用于少量样品[2-3]。目前关于采用减压沸腾法提取青蒿素的文献报道较少，故本实验尝试采用减压内部沸腾法提取青蒿的有效成分青蒿素，以青蒿素得率为指标，优选最佳工艺条件。

1 材料与试剂

青蒿购于成都市荷花池药材市场，经成都中医药大学卢先明教授鉴定为《中国药典》2010年版一部收载的菊科植物黄花蒿ArtemisiaannuaL.的干燥地上部分。

青蒿素对照品 (由成都曼思特生物科技有限公司提供，批号：MUST-14060203，供含量测定用)；色谱乙腈(赛默飞世尔科技有限公司)；色谱甲醇(赛默飞世尔科技有限公司),石油醚(60～90℃)；甲醇、乙醇、NaOH等均为分析纯。

RE52CS旋转蒸发器(上海亚荣生化仪器厂)；恒温水浴锅(上海亚荣生化仪器厂)；UV-756PC紫外可见分光光度计(上海舜宇恒平科学仪器有限公司)；电子恒温水浴锅(北京中兴伟业仪器有限公司)；超声波清洗仪(杭州法兰特超声波科技有限公司)；岛津LC-20AT(日本岛津公司)，BP211D电子天平(德国 Startorious)。

2 方法

2.1 常规提取法

2.1.1 常规石油醚回流提取法[12-13]精确称取10g青蒿粗粉，置于圆底烧瓶中，加入3倍体积石油醚，回流提取1h，温度为50℃，趁热过滤，得滤渣，再加入石油醚按上述方法提取3次，合并提取液，浓缩，真空干燥得青蒿干膏，备用。

2.1.2 常规甲醇超声提取法 参考文献[14](分别用甲醇、乙醇、石油醚((60～90℃)超声提取青蒿素)，甲醇提取效果最好，故以甲醇为提取溶剂。精确称取青蒿10g，置于具塞锥形瓶中，加入甲醇溶液400mL，超声提取50min，温度为50℃，滤过，得滤渣，加甲醇溶液按上述方法提取，共提取3次，合并滤液，浓缩真空干燥得青蒿干膏，备用。

2.2 减压内部沸腾法

方法[15]，取青蒿粗粉10g，置于圆底烧瓶中，加入65%乙醇溶液50mL，常温(25℃)下解吸20min，将提取容器置于50℃水浴中，然后快速加入50℃ 45%乙醇溶液，同时减压至0.04Mpa提取10min，滤过，提取2次，合并提取液，浓缩至提取液的1/10，真空干燥得青蒿干膏，备用。

2.3 青蒿素紫外检测[4-7]

2.3.1 提取液制备 吸取各提取液0.8mL置于50mL容量瓶中，加95%乙醇至10mL，再用0.2%NaOH定容至刻度线，置于(50±1)℃水浴中反应30min，冷却至室温，于292nm波长下进行紫外测定。

2.3.2 对照品溶液制备 精密称取青蒿素对照品2.5mg，置于25mL容量瓶中，用95%乙醇稀释并定容至刻度线，摇匀，制成0.1mg/mL的青蒿素对照品溶液，备用。

2.3.3 标准曲线制备 分别精密量取0.1mg/mL对照品溶液1、2、3、4、5mL，置于25mL容量瓶中，加95%乙醇溶液5mL，用0.2%NaOH溶液定容至刻度线，摇匀，置于(50±1)℃水浴中反应30min，取出，冷却至室温，以相应试剂为空白，于292nm波长处测定吸光度。以吸光度A为纵坐标，样品含量C为横坐标，制作标准曲线，得曲线方程为：A=2.727 5C-0.010 9，R2=0.999 7，青蒿素在0.040～0.200mg/mL浓度范围内与其吸光度呈良好的线性关系。

2.4 青蒿素HPLC检测[8-11]

2.4.1 色谱条件 色谱柱为DiamonsilC18(4.6mm×150mm,5μL)，流动相为乙腈-水(68∶32)，检测波长为210nm，进样量为20μL，柱温为30℃，流速为1mL/min。

2.4.2 供试品溶液制备 分别精密吸取石油醚回流提取溶液、甲醇超声提取溶液、减压内部沸腾法提取溶液10mL，置于50mL容量瓶中，用95%乙醇定容至刻度线，摇匀，待用。

2.4.3 对照品溶液制备 精密称取青蒿素对照品5.0mg，置于10mL容量瓶中，加色谱甲醇稀释并定容至刻度，制成0.5mg/mL的对照品溶液，备用。

2.4.4 标准曲线制备 取0.5mg/mL对照品溶液，按照“2.4.1”色谱条件进样分析，进样量分别为5、10、15、20、30μL，记录峰面积。以峰面积为纵坐标Y，进样量为横坐标X，绘制标准曲线，得标准曲线方程为Y=36 463X+22 653，R2=0.999 9，结果表明青蒿素进样量在5～30μL范围内与峰面积呈良好的线性关系。

3 结果

采用减压内部沸腾工艺提取青蒿中的青蒿素，采用单因素考察法，以青蒿素得率作为评价指标，对解析时间、解析浓度、提取溶剂浓度、提取时间、提取压力、提取剂量六个因素进行考察，最终确定最佳提取工艺。

3.1 解吸过程影响因素

3.1.1 解吸浓度的影响 在“2.2”项提取工艺下，分别采用45%、55%、65%、80%、95%乙醇溶液进行解析，得样品溶液，进样分析，结果见图1。由图可知，溶液解吸浓度越高，解吸率越高，青蒿素得率越高。当乙醇浓度为95%时，达到最佳解吸效果。考虑到有机试剂的污染性，因此选择80%乙醇作为解析溶液。

图1 乙醇浓度对得率的影响

3.1.2 解吸时间的影响 在“2.2”项下提取工艺下，确定乙醇解吸浓度为80%，分别解析5、10、20、30、40min后，进样分析，结果见图2。由图可知，解析20、30、40min时，青蒿素的解吸率变化不大，为节省实验时间，最终确定最佳解吸时间为20min。

3.2 减压内部沸腾过程影响因素

3.2.1 提取溶剂浓度的影响 在“2.2”项提取工艺下，加入80%乙醇溶液50mL，解吸20min，提取压力为-0.02MPa，提取用量为100mL，提取温度为50℃，提取溶剂分别为25%、35%、45%、55%、65%乙醇，结果见图3。由图可知，最佳提取溶剂为35%乙醇。

3.2.2 提取溶剂用量的影响 在“2.2”项提取工艺下，采用80%乙醇解吸20min，提取溶剂分别为2倍、4倍、6倍、8倍、10倍、15倍体积乙醇，结果见图4。由图可知，提取溶剂为样品用量的15倍时，提取率最佳，但考虑到溶剂用量以及环保问题，选择10倍量乙醇为提取溶剂。

图2 解吸时间对得率的影响

图3 乙醇浓度对得率的影响

图4 提取溶剂用量对得率的影响

3.2.3 提取压力的影响 在“2.2”项提取工艺下，解吸溶剂为80%乙醇，解吸时间为20min，提取溶剂为10倍量乙醇，分别于-0.02、-0.04、-0.06、-0.08MPa压力下进行提取，结果见图5。结果表明，随着压力的降低，溶剂产生剧烈沸腾，得率降低，最佳提取压力为-0.02MPa。

3.2.4 提取温度的影响 在“2.2”项提取工艺下，加入80%乙醇溶液10mL，解吸20min，在-0.02MPa下减压提取，提取温度分别为30℃、40℃、50℃、60℃、70℃，结果见图6。提取温度的升高有利于青蒿素的溶出，但温度过高会破坏青蒿素的结构，因此最佳提取温度为50℃。

3.2.5 提取时间的影响 在“2.2”项提取工艺下，加入80%乙醇溶液解吸20min，在 50℃、-0.02MPa下提取，提取时间分别为4、8、10、20、30、40min，结果见图7。青蒿素得率随着提取时间的延长而提高，当提取时间为30min时，青蒿素已基本提取完全，因此确定最佳提取时间为30min。

图5 提取压力对得率的影响

图7 提取时间对得率的影响

3.3 减压内部沸腾法与传统提取方法比较

3.3.1 减压内部沸腾法 由以上单因素考察结果可知，减压内部沸腾法提取青蒿中青蒿素的最佳提取工艺为：精密称取青蒿粗粉10g，加入80%乙醇溶液50mL，常温(25℃)下解吸20min，加入35%乙醇溶液100mL，提取容器置于50℃水浴中，减压至-0.02MPa提取30min，进样测定。

3.3.2 石油醚回流提取法 精确称取10g青蒿粗粉，置于圆底烧瓶中，加入3倍量石油醚，50℃下回流提取1h，趁热过滤，得滤渣，再加入石油醚按上述方法再提取3次，合并提取液，浓缩，进样测定。

3.3.3 甲醇超声提取法 精确称取青蒿10g，置于具塞锥形瓶中，加入甲醇溶液400mL，超声提取50min，温度为50℃，滤过，得滤渣，加甲醇溶液按上述方法再提取2次，合并滤液，进样测定。结果见表1。

表1 减压内部法与常规提取方法比较

由表1可以看出，减压内部沸腾法提取青蒿素得率比常规回流提取法、超声提取法分别提高52.78%、22.61%，干膏得率分别提高7.18%、1.74%，提取时间也明显缩短。综上所述，减压内部沸腾法提取青蒿素优于常规提取法。

4 讨论

本实验分别采用超声法、回流法、减压内部沸腾法对青蒿进行提取，结果表明，与常规方法相比，减压内部沸腾法具有提取效率高、杂质含量少、溶剂毒性低等优点。本实验对减压内部沸腾法提取过程中的解析时间、提取压力、解析浓度、提取时间、提取剂量、提取剂浓度进行了考察，得到青蒿素的最佳提取工艺为：取青蒿粗粉10g，加入80%乙醇溶液50mL，常温(25℃)下解吸20min，然后加入35%乙醇溶液100mL，提取容器置于50℃水浴中，减压至-0.02MPa提取30min。本实验为青蒿素的开发利用提供了新途径。

参考文献：

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[2] 梁晓媛,李隆云,白志川.青蒿中青蒿素提取工艺研究进展[J].重庆理工大学学报:自然科学,2013(2):32-38.

[3] 余正文,王伯初,杨占南,等.青蒿素及其类似物提取及分析方法研究进展[J].中国实验方剂学杂志,2011(17):294-297.

[4] 丁小莉,吴强,陈小波,等.UV法与HPLC法测定青蒿中青蒿素含量的比较[J].中国药房,2011(3):246-248.

[5] 张颖.青蒿素的提取工艺优化研究[J].北方园艺,2014(11):122-125.

[6] 陈迪钊,郑雪花,张智慧,等.黄花蒿中青蒿素含量的紫外分光光度法测定[J].光谱实验室,2010(2):451-454.

[7] 韩志慧.青蒿素紫外光谱行为及测定方法研究[J].食品与机械,2013(1):95-98.

[8] 周凌云.溶剂法提取青蒿素的工艺[J].中国民族民间医药,2012(1):33.

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[11] 梁晓媛.青蒿的质量标准研究[D].成都:西南大学,2014.

[12] 张玲,杜小英,姜锦花.青蒿素提取分离工艺研究[J].现代中药研究与实践,2005(6):57-58.

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[15] 彭梦微,韦藤幼,陈晓光,等.减压内部沸腾法提取穿心莲内酯的工艺研究[J].时珍国医国药,2011(9):2244-2246.

(责任编辑：尹晨茹)

Study on Process for Extraction of Artemisinin by Decompressing Inner Ebullition

He Jingxia1,He Chen1,Tian Qian1,Yin Rongli1,Yang Junxuan2*

(1.Traditional Chinese Medicine of Chengdu University,Chengdu 611137,China;2.TCM College of Chongqing Medical University,Chongqing 400016,China)

Objective:To study the best extraction process in extracting artemisinin from artemisia annua in Decompressing Inner Ebullition.Methods:Taking the yield of artemisinin as measurement,observe and study the effects on extraction yield,impacting by factors including parsing time and concentration,extraction pressure,concentration and temperature,ratio of material to liquid. Finally,the optimum extraction technology was selected to compare with conventional method.Results:The best extraction process in extracting artemisinin in Decompressing Inner Ebullition turned to be:The Artemisia annua coarse powder 10g,50mL in 80% ethanol solutionat,room temperature (25℃),the desorption of 20min,adding 35% 100mL ethanol solution,extraction water bath container at 50 DEG C,decompression to -0.02MPa from 30min,under this condition,extraction rate of artemisinin could be 84.82%.Conclusion:Compared with conventional method,decompressing inner ebullition featured by safety,efficiency,economy and handiness in extracting artemisinin.

Decompressing Inner Ebullition;Artemisinin;Artemisia Annua

2015-08-05

重庆市科技计划项目(cstc2014yykfA110020)

贺敬霞(1990-)，女，成都中医药大学硕士研究生，研究方向为中药制剂新工艺与新技术。

杨军宣(1974-)，男，博士，重庆医科大学副研究员，研究方向为中药新制剂及中药质量。E-mail:yjxhawk@sina.com

R284.2

A

1673-2197(2015)24-0033-03

10.11954/ytctyy.201524013