三七总皂苷超声波提取工艺研究△

丁艳芬，陈金东，黎福南,4，杨崇仁,4，李海舟

(1.云南维和药业股份有限公司，云南 昆明 653100；2.云南省植物提取物工程研究中心，云南 昆明 653100；3.昆明理工大学，云南 昆明 650093；4.中国科学院 昆明植物研究所，云南 昆明 653100)

中药工业

三七总皂苷超声波提取工艺研究△

丁艳芬1,2,3*，陈金东1,2，黎福南1,2,4，杨崇仁1,2,4，李海舟3

(1.云南维和药业股份有限公司，云南 昆明 653100；2.云南省植物提取物工程研究中心，云南 昆明 653100；3.昆明理工大学，云南 昆明 650093；4.中国科学院 昆明植物研究所，云南 昆明 653100)

目的优化三七中三七总皂苷的超声波提取工艺。方法采用高效液相色谱法，以提取物中三七总皂苷含量和收率为考察指标,应用正交试验法对提取工艺进行优化。结果以75 %的乙醇为提取溶媒,超声波高频(50 kHZ)提取4次,每次30 min,提取温度40 ℃，经纯化后三七总皂苷(以R1、Rg1、Rb1、Re、Rd的总含量计)达80 %以上，提取物收率达到12 %以上。结论该工艺简便易行,提取率高,生产成本低,适合工业生产。

三七总皂苷;提取工艺;高效液相;正交试验

三七总皂苷(notoginseng saponins,PNS)是中药三七的主要生理活性物质，由人参皂苷Rg1、Rb1、Re、Rd和三七皂苷R1等达玛烷型四环三萜配糖体按一定的比例组成[1]，是生产血塞通和血栓通等中成药和天然药物的原料[2]。《中国药典》2010年版规定PNS是用70 %乙醇提取三七的地下部分(包括根或根茎),经大孔树脂柱层析处理，脱色，精制，干燥即得[3]。由于对提取和精制工艺的具体操作过程没有统一的规范，导致各单位生产的PNS的含量、组成、颜色等均不同，影响终端产品的质量。按《中国药典》规定的制备方法，进一步优化提取单元，优选技术参数，才能保证产品质量的稳定性。近年，化工工程技术单元不断改进，新技术的引入与推广为植物提取开拓了新的领域，也为中药提取技术的现代化提供了基础。应用现代植物提取工程技术，建立高效、低能耗、低成本的生产工艺，保证产品质量。本试验采用正交试验法优选PNS的超声波提取工艺参数，为工业化生产提供指导意义的基础数据。

1 材料、试剂与仪器

1.1 材料与试剂

三七剪口采集于文山三七种植基地，经中国科学院昆明植物研究所杨崇仁研究员鉴定，粉碎至3 mm。三七总皂苷(PNS)对照品(购于中国生物制品检定所，5个主要皂苷成分的比例为R1-Rg1-Re-Rb1-Rd=7∶30∶4∶30∶7)。提取用乙醇符合药用要求，甲醇为色谱纯，乙腈为色谱纯，其他试剂均为分析纯。

1.2 仪器

提取设备：GDC-TG-ZS-4型超声波提取仪(金百特工程机械公司)；旋转蒸发仪；喷雾干燥仪；离心分离机；DM-130大孔吸附树脂(山东鲁抗)。

分析设备：高效液相色谱仪(Agilent 1200型)；ZORBAX SB-C18(4.6 mm×250 mm,5 μm)色谱柱。

2 方法

2.1 正交试验

2.1.1 因素和水平 选择提取时间(A)、提取温度(B)、提取次数(C)等3个因素，设计3个水平，选用L9(33)正交表。正交试验设计见表1。

表1 正交试验考察因素及水平

2.1.2 正交试验与PNS的提取 取三七剪口9份，每份5 kg，加入5倍量的75 %的乙醇浸泡1 h(浸泡转速15 r·min-1)后，超声波高频(50 kHZ)提取(提取转速25 r·min-1)。提取液经浓缩、澄清、离心、纯化、喷雾干燥，即得PNS。以提取物中人参皂苷Rg1、Rb1、Re、Rd，以及三七皂苷R1的总含量(按《中国药典》2010年版三七总皂苷项下检测)和收率(总皂苷量/投料量×100 %)为考察指标，进行分析总结。

3 结果

表2为正交试验结果，若以提取率为考察指标，应选择的最佳工艺参数是A3B2C3，即提取4次，每次45 min，提取温度为60 ℃。按此条件，PNS的收率是13.46 %，5个单体皂苷的含量是86.9 %。若以含量为考察指标，则应该选择的最佳工艺参数是A2B2C1，即提取3次，每次45 min，提取温度40 ℃。按此条件，PNS的收率为13.03 %，5个单体皂苷的含量为84.9 %。

为找到提取率和含量二者之间的最佳切合点，进行了方差分析，结果如表3和表4。由表3可知，若以提取率为考察指标，则A是显著因素，B和C因素为不显著因素。由表4可知，若以含量为考察指标，则A、B、C均不是显著因素。综合考虑到能耗、时间等成本因素，选定最佳提取工艺条件为A3B1C1，即提取4次，每次30 min，提取温度为40 ℃。

表2 正交试验结果

表3 提取率方差分析表

注：(1)n=2，(2)F0.05(2，2)=19

表4 含量方差分析表

注：(1)n=2，(2)F0.05(2，2)=19

4 验证实验

以正交试验得到的优化参数，即取三七剪口5 kg，加入5倍量的75 %的乙醇浸泡1 h(浸泡转速15 r·min-1)后，超声波高频(50 kHZ)提取(提取转速25 r·min-1)，提取4次，每次30 min，提取温度为40 ℃，提取液经浓缩、澄清、离心、纯化、喷雾干燥，平行进行3个批次的验证实验，验证实验结果见表5。指纹图谱见图1。

表 5 验证实验结果 / %

图1 三七总皂苷指纹图谱

5 讨论

超声波是频率在20 kHz～10 MHz的声波，在超声波的作用下，产生超声空化，液体内部的空化核形成强烈的冲击波和微射流，产生聚能效应，导致液体温度升高，空化的微小气泡爆裂，产生极大的压力，促使介质细胞瞬间破碎。同时，产生界面效应和微扰效应，使介质表面积增大，促进微孔扩散，增加溶剂穿透力，提高提取效率。超声提取基于液体的空化作用，加速提取过程的分散、均化、雾化过程，避免高温对目标成分的破坏。超声波提取不仅速度快、效率高，而且室温提取节约能源，对中药与天然产物的提取，具有显著的优势，已得到广泛的认同。在超声波提取过程中，超声功率、频率、时间、以及超声体系等空化因素均影响超声提取的效能。因此，工艺参数的优化对于提高超声波提取的效率十分重要。

本试验在正交试验前从超声波频率、提取溶剂、原料的粒径等3个方面进行了对比研究，从研究结果可看出超声波频率、提取溶剂、原料的粒径对三七总皂苷的提取效率和含量均影响较大，因此，本试验最终确定超声波频率为高频，提取溶剂为75 %的乙醇，原料粒径为3 mm最优。

通过上述试验，PNS超声波提取的优化工艺为：取三七剪口粉碎成3 mm，加入5倍量的75 %的乙醇浸泡1 h后，开启超声波高频(50 kHZ)，提取4次，每次30 min，提取温度40 ℃，提取液经分离纯化后干燥，即得到PNS。PNS的含量以人参皂苷Rg1、Rb1、Re、Rd，以及三七皂苷R1的总量计，达80 %以上，提取收率达到12 %以上。

试验结果表明，利用超声波的空化效应，可以加速三七药材的皂苷成分进入溶剂，大大提高提取的效应。超声波提取三七总皂苷具有显著的优势，不仅提取率高，而且缩短提取时间，降低能耗。该试验的研究结果，对规模化生产起到一定的指导意义。产业化生产时还需根据实际生产需要、设备条件、生产环境等进行适当的调整。

[1] 鲍建才,刘刚,丛登立.三七的化学成分研究进展[J].中成药,2006,28(2)：246-253.

[2] 张继,赵朝伟,赵睿.三七的药理作用研究进展[J].中国药业,2003,12(11)：76-77.

[3] 国家药典委员会.中国药典[S].一部.北京：中国医药科技出版社，2010：369-370.

TheProcessEngineeringofUltrasonicExtractionofNotoginsengSaponins

DING Yan-fen1,2,3,CHEN Jin-dong1,2,LI Fu-nan1,2,4,YANG Chong-ren1,2,4,LI Hai-zhou3

(1.YunnanWeihoPharmaceuticalCompany,Kunming653100,China;2.YunnanEngineerResearchCenterofPlantExtracts,Kunming653100,China;3.KunmingUniversityofScienceandTechnology,Kunming650093，China;4.KunmingInstituteofBotany,CAS,Kunming653100,China)

Objective: To optimize the technical parameter of ultrasonic extraction of notoginseng saponins(PNS).MethodsTo examine saponin yields by orthogonal design experiments and determine saponin contents by HPLC analysis.ResultsAn optimize technical parameter of ultrasonic extraction of PNS is high-frequency ultrasonic(50 kHZ)with 75 % ethanol at 40 ℃ by extracting 30 minutes every time for four times.PNS content (total content of ginsenosides Rg1,Rb1,Re,Rd and notoginsenoside R,) is up to 80 % with yield above 12 %.ConclusionThe results show that ultrasonic extract is a suitable method for extraction of PNS and this optimize process could be used in large scale production of PNS.

Notoginseng saponins;Ultrasonic extraction;HPLC;Orthogonal experiments

云南省玉溪市党政“一把手”科技工程【2008】17号——中药制药现代化工程技术研究及产业化(2009-2-16)

*丁艳芬，Tel：(0877)2666755，E-mail：waj20050212@sina.com

2011-08-15)