中药“开关”药对石菖蒲-苏合香的挥发油提取工艺研究

刘 爽 宋晓黎 肖 瑶 王 鑫 李学涛

辽宁中医药大学药学院，辽宁 大连 116600



中药“开关”药对石菖蒲-苏合香的挥发油提取工艺研究

刘 爽 宋晓黎 肖 瑶 王 鑫 李学涛

辽宁中医药大学药学院，辽宁 大连 116600

目的：研究中药“开关”药对石菖蒲-苏合香挥发油的最佳提取工艺。方法：基于单因素试验基础，采用响应面法优化水蒸气蒸馏法提取挥发油的工艺条件。依据 Design-Expert 8.0.6.1软件对各试验点的响应值进行回归分析。结果：中药“开关”药对石菖蒲-苏合香挥发油的提取工艺条件在药材粒度60目，液料比(mL∶g)9∶1，提取时间9h的提取率最高。结论：响应面法优选出的中药“开关”药对石菖蒲-苏合香挥发油的水蒸气蒸馏法提取工艺条件重复性好，操作可行。

药对；挥发油；响应面法；水蒸气蒸馏法

石菖蒲为天南星科植物石菖蒲AcorustatarinowiiSchott 的干燥根茎，具有化湿开胃、开窍豁痰、醒神益智的功效[1]，临床上主要用于心脑血管疾病的治疗，如昏迷、冠心病、心绞痛、心率失常、降血脂、抗心肌缺血、抑制血栓形成、抗黏、抗凝等[2-3],同时能够改善脑水肿、抑制大鼠脑皮质和海马神经细胞凋亡、提高小鼠正常血脑通透性和机体耐缺氧能力作用[4]，也有报道其有抗恶性神经胶质瘤的作用[5]。苏合香为金缕梅科植物苏合香树LiquidambarorientalisMill．的树干渗出的香树脂经加工精制而成[6]。苏合香性温、味辛，归心、脾经，具有开窍、破秽、止痛的功效，用于中风痰厥、卒然昏倒、胸痹心痛，胸腹冷痛，惊痫[7]。是芳香开窍药中较常用的一味中药，能够改善氧糖剥夺/复氧诱导的脑微血管内皮细胞的损伤，对脑起保护作用[8]。中医理论认为中药“开关”药对可以开窍启闭、宣发神气、调神定志、开其闭塞，治疗中风入脏者。本试验通过响应面设计法优化中药“开关”药对石菖蒲-苏合香挥发油的水蒸气蒸馏法提取工艺条件，考察不同因素对挥发油提取率的影响。

1 仪器与材料

DFT-50粉碎机(温岭市林大机械有限公司)；TD2001B电子天平(余姚市金诺天平仪器有限公司)；PTHW电热套(巩义市予华仪器有限责任公司)；钢丝筛网(浙江上虞市道墟五四仪器厂)；挥发油提取器(巩义市予华仪器有限责任公司)；石菖蒲(生产批号：20151220，安徽亳州中药材交易中心)；苏合香(安徽亳州中药材交易中心)；二甲苯(辽宁新兴试剂有限公司)。

2 方法

2.1 药对挥发油的提取 根据2015《中国药典》第四部通则2000中药其他方法-2204挥发油测定方法乙法进行提取。分别将石菖蒲、苏合香粉碎，过筛，称取20目的石菖蒲、苏合香各15g，混合在同一圆底烧瓶中，加入300mL水与适量沸石，混匀，连接挥发油提取器并加入1mL二甲苯，缓缓加热至沸，并保持微沸至规定时间。停止加热，放置至冷却，读取挥发油体积，计算挥发油提取率挥发油提取率=(提取的早发油体积/药材重量×100%)。

2.2 响应面试验

2.2.1 响应面试验设计 在单因素试验设计的基础上，采用Design-Expert 8.0.6.1软件，选择对药对石菖蒲-苏合香的挥发油提取率影响较大的三个因素作为自变量，分别为药材粒度、液料比和提取时间。以挥发油提取率为因变量，以最佳水平为中心，试验设计及结果见下表1、2。2.2.2 响应面分析 利用软件Design-Expert 8.0.6.1统计软件对试验结果进行分析，结果显示整个回归方程有统计学意义(F=7.41，P<0.01)表明回归模型拟合效果良好；拟合不足检验没有统计学意义(F=1.14，P>0.05)，表明模型中的自变量可以较好地解释因变量。以Y为因变量，分别对各因素进行二次多项式拟合，得拟合方程。Y=-10.85409+0.021167A+2.33847B+0.33068C-5.50000E-004AB+1.12500E-004AC+0.024718BC-1.58496E-004A2-0.14002B2-0.031334C2。详见表3。

表1 药对石菖蒲-苏合香挥发油提取的Box-Behnken 设计试验因素水平及编码

表2 Box-Behnken 设计方案及挥发油提取率的测定结果

表3 二次回归模型的方差分析结果

注：**P<0.01；与模型或考察因素有极显著影响,N>0.05。

由表3可知，实验模型具有极显著性。其中药材粒度因素的一次项对挥发油提取率的影响具有统计学意义(P<0.01)，液料比和提取时间的一次项对挥发油提取率的影响无统计学意义(P>0.05)；各交互项(AB、AC、BC)对挥发油提取率的影响都无统计学意义(P>0.05)；药材粒度、提取时间、液料比的二次项对挥发油提取率具有统计学意义(P<0.01)；试验模型的相关系数r=(0.22/0.25)×100%=88%，说明挥发油提取率的变化有88%来源于所选因变量(药材粒度、液料比、提取时间)，因此可以应用响应面分析法优选药对挥发油提取工艺。

利用Design-Expert V8.0.6.1软件，各因素对挥发油提取率影响的三维响应面和二维等高线见图1～3。由于最佳水平范围是响应面顶端或其附近区域[9]，如果响应面坡度平缓，说明该因素对结果的改变不敏感；反之，则敏感。等高线的形状可反映出2个因素之间交互作用的强弱，椭圆形表示交互作用显著，圆形则相反。

由图1～3可知，每两个因素的交互作用对挥发油提取率影响的程度不同，通过等高线的平缓程度可知，液料比、药材粒度和药材粒度、提取时间对挥发油提取率影响较显著，而液料比、提取时间对挥发油提取率影响不明显。2.2.3 数学模型优化 根据 Design-Expert V8.0.6.1软件优化，可以得到药对石菖蒲-苏合香的挥发油提取率的最优条件为：药材粒度54.29目，液料比(mL:g)9.03∶1，提取时间8.94h，模型推测理论提取率为1.7593%。

2.2.4 验证试验 为考虑实际问题，将3因素调整为：药材粒度60目，液料比(mL∶g)9∶1，提取时间9h，进行3次平行验证试验，得到挥发油提取率分别为1.742%、1.749 %、1.751%，平均提取率为 1.747%，与理论提取率接近，表明采用数学模型对提取工艺进行优化是可行的。

3 讨论

石菖蒲具有开窍豁痰、醒神益智、化湿开胃的功效。石菖蒲含有β-细辛醚、α-细辛醚和甲基丁香酚等多种挥发油，具芳香之气，为宣气通窍之佳品。苏合香具有开窍、辟秽、止痛的功效。与其他芳香开窍类药物一样“独行则势弱，佐使则有功”。石菖蒲和苏合香均属于中药芳香开窍药，均可“开窍于脑”，具有“芳香开窍，引药上行”的功效。现代医学[10]认为两者均可以显著增加血脑屏障(BBB)的通透性，促进药物跨过血脑屏障BBB入脑，增加药物在脑内的浓度，被看作是经典的脑部“引经药”。

本文采用水蒸气蒸馏法旨在对中药“开关”药对石菖蒲-苏合香增加血脑屏障(BBB)的通透性的成分进行提取，通过单因素试验设计和3因素3水平的响应面设计方法，建立了中药“开关”药对石菖蒲-苏合香的挥发油提取率和各影响因素之间的多元二次模型，通过该模型不仅可以预测中药“开关”药对石菖蒲-苏合香的挥发油提取率，还通过验证实验确定了其最佳提取工艺参数，药材粒度60目，液料比(mL∶g)9∶1，提取时间9h，在此工艺条件下挥发油的提取率为1.747%。提取工艺条件重复性好，操作可行，值得推广。

[1]吴启端，王淑英，袁德俊，等.石菖蒲挥发油质量研究[J].广州中医药大学学报，2013，30(1)：72-77.

[2] 何玉萍，陈奕芝，方若鸣，等.石菖蒲加冰片对高血脂大鼠血小板活化功能的影响[J].中国中医药科技，2003，10(6)：337-338.

[3] 吴启端，方永奇，李翎，等.石菖蒲醒脑开窍的有效部位筛选[J].时珍国医国药，2002，13(5)：260．

[4] 李翎，邹衍衍，吴启端，等.石菖蒲系列提取物对大鼠脑缺血再灌注损伤的影响[J].中医药学刊，2003，21(2)：212．

[5] 陈璐，齐红艺.中药石菖蒲挥发油抗恶性脑神经胶质瘤作用研究(摘要)[C].//中华中医药学会.中华中医药学会2014第七次临床中药学术研讨会论文集.中华中医药学会，2014：39-40.

[6] 彭颖，夏厚林，周颖，等.苏合香不同提取方法的气相色谱-质谱研究[J].时珍国医国药，2012，23(7)：1675-1677.

[7] 国家药典委员会.中华人民共和国药典(一部)[S]．北京：中国医药科技出版社，2015：164，165.

[8] 赵培，岳少乾，马妍，等.苏合香对脑微血管内皮细胞氧糖剥夺/复氧损伤的影响[J].中国临床药理学杂志，2016，32(9)：847-849.

[9] 周晔，林泓，王健壮，等.响应面分析法优化金樱子多糖的酶提取工艺[J].广东药学院学报，2014，30(6)：702-706.

[10]刘文娜.《温病条辨》芳香类药物治疗发热的研究[D].济南：山东中医药大学，2012:20-22.

(编辑：梁志庆)

The extraction process of volatile oil from “On-Off” herbal pairAcorustatarinowii-Liquidambarorientalis

LIU Shuang SONG Xiaoli XIAO Yao Wang Xin LI Xue tao*

School of Pharmacy, Liaoning University of Traditional Chinese Medicine,Dalian 116600，China

Objective To study the best extraction process of volatile oilfrom “On-Off”herbal pairAcorustatarinowii-Liquidambarorientalis.Methods Based on the single factor experiment, the process conditions of volatile oil extracted by water vapor distillation method was optimized using response surface method.On the basis of the Design-Expert 8.0.6.1 software, each index of extraction rate was evaluated with regression analysis.Results The optimum extracting condition of volatile oil from herbal pairAcorustatarinowii-Liquidambarorientaliswas grinding to 60 mesh, liquid ratio 9∶1 and extracting for 9h, respectively.Conclusion The optimum extracting condition of volatile oil from herbal pairextracted by water vapor distillation methodwas with good repeatabilityand flexibilityto operation.

Herbal Pair;Volatile Oil;Response Surface Methodology; Steam Distillation

2016-06-30

国家自然基金项目(81541081)。

刘爽(1992-)，女，汉族，在读硕士，研究方向为新型治药系统研发。E-mail:1782671055@qq.com

李学涛(1979-)，男，汉族，副教授，主要从事新型给药系统研究。E-mail:lixuetao1979@163.com

R284.2

A

1007-8517(2016)18-0021-03