艾叶挥发油提取工艺的优化(1)
[摘要] 目的 通过正交试验法优化艾叶挥发油提取工艺。 方法 采用正交试验法考察工艺，其中考察因素为提取时间 (A)、料液比(B)和浸泡时间(C)，每个因素取3个水平，以得油率为考察指标对艾叶挥发油的提取工艺进行优选。 结果 艾叶挥发油最佳提取条件为料液比1∶10、浸泡4 h、提取3 h，平均得油率为0.416%，RSD=2.64%(n=3)。 结论 优选的提取工艺得油率较高，工艺稳定可行，可为实际生产提供依据。
[关键词] 艾叶；挥发油；提取工艺；正交试验法
[中图分类号] R284.2 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210(2014)12(b)-0066-04
艾叶为菊科多年生草本植物艾(Artemisia argyi Lévl.et Vant.)的干燥叶，全国各地区均产，资源丰富。现代研究显示，其主要含有挥发油、甾萜类、黄酮类、香豆素类、多糖及一些小分子成分等[1-3]，其中挥发油、黄酮类为主要有效成分[4-6]。艾叶是我国历史悠久且临床常用的中药材[7]，有温经止血、散寒止痛、降湿杀虫等[8]功效，现代实验表明其具有增强免疫抗感染、平喘镇咳、护肝利胆、止血与抗凝血及抗自由基等作用[9-11]，挥发油是艾叶的主要药效成分群之一，提取方法和工艺是挥发油质量和药理活性的保证，对于艾叶资源的开发利用也具有重要意义。本课题组前期研究发现艾叶挥发油具有抗乙肝病毒作用，并对其化学成分进行了分析[12]，为将其研制成抗乙肝病毒新药，研究挥发油的提取工艺。水蒸气蒸馏法适合工业生产推广，环保、经济。本文以正交试验法[13-14]对艾叶挥发油水蒸气蒸馏法提取工艺进行优化，可提高挥发油的收率和质量，降低成本，具有良好的应用前景。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 药材
艾叶产地河南省驻马店，由河南省中医学院药学院生药学科董诚明教授鉴定为菊科植物艾(Artemisia argyi Lévl.et Vant.)的干燥叶。使用时粉碎使通过二号至三号筛，混合均匀。
1.1.2 仪器及试剂
挥发油提取器(相对密度小于1型)；KDM-4型电子可调自动恒温仪(山东菏泽市仪器制刷厂制造)；电子天平AR1530(梅特勒-托利多仪器上海有限公司制造)；蒸馏水(自制)。
1.2 方法
1.2.1 艾叶挥发油的提取方法
参照《中国药典》2010年版一部附录 ⅩD 挥发油测定法(甲法)[15]。取粉碎的艾叶约100.00 g，精密称定，加蒸馏水适量，浸泡，加热提取，收集挥发油，计算挥发油得率，密封，冷藏保存。艾叶挥发油得率计算公式：挥发油得率(%)=A/B×100%。
1.2.2 单因素试验
分别考察料液比、浸泡时间和提取时间对艾叶挥发油得率的影响。
1.2.2.1 料液比的影响 取粉碎的艾叶约100 g，精密称定，加蒸馏水，料液比(W/V)分别为：1∶8、1∶10、1∶12、1∶14、1∶16，浸泡2 h，提取3 h，各条件分别平行3次，考察不同的料液比下艾叶挥发油的得率。
1.2.2.2 浸泡时间的影响 取粉碎的艾叶约100 g，精密称定，加蒸馏水，料液比(W/V)1∶12，浸泡时间分别取：0、1、2、4、6 h，提取3 h，各条件分别平行3次，考察不同的浸泡时间下艾叶挥发油的得率。
1.2.2.3 提取时间的影响 取粉碎的艾叶约100 g，精密称定，加蒸馏水，料液比(W/V)1∶12，浸泡2 h，提取时间分别为：1、2、3、4、5 h，各条件分别平行3次，考察不同的提取时间时下叶挥发油的得率。
1.2.3 正交试验及最优提取条件的验证
1.2.3.1 因素水平设计 由单因素试验结果选择考察因素为提取时间(A)、料液比(B)和浸泡时间(C)，各因素分别设3个水平，考察指标为挥发油得率，设计三因素三水平的正交试验。见表1。
1.2.3.2 正交试验设计 取粉碎的艾叶约100 g，精密称定，按表2设计的L9(34)正交表进行试验。
1.2.3.3 最优工艺条件验证试验 以优选出的提取条件进行试验，重复3次，以RSD值小于5%为必要条件，确定优化条件下艾叶挥发油的得率。
1.2.4 统计学方法
采用统计软件SPSS 15.0对实验数据进行分析[16-17]，计量资料数据以均数±标准差(x±s)表示，采用单因素方差分析进行数据比较，采用t检验。以P < 0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 单因素试验结果与分析
2.1.1 料液比的影响
料液比(W/V)分别为：1∶8、1∶10、1∶12、1∶14、1∶16时，对应的挥发油得率依次为：(0.350±0.017)%、(0.424±0.013)%、(0.421±0.016)%、(0.414±0.021)%、(0.408±0.014)%，二者关系见图1。
由图1试验结果看出：在浸泡2 h、提取时间为3 h的提取条件下，料液比各水平间的挥发油得率由高到低依次为：1∶10>1∶12>1∶14>1∶16>1∶8。料液比为1∶10时得率最高，为(0.424±0.013)%，与料液比1∶8比较，差异有统计学意义(P < 0.05)，而与1∶12、1∶14、1∶16之间比较，差异无统计学意义(P > 0.05)，即料液比为1∶10、1∶12、1∶14、1∶16对挥发油的得率并无太大影响，但由于料液比在1∶10、1∶12时挥发油得率较高，且综合考虑工业生产成本，选择正交试验中料液比的各水平为1∶10、1∶12、1∶14。
2.1.2浸泡时间的影响 (赵志鸿 耿楠 黄勇勇 吴芳 李锦玉 王桂芳 张壮丽 张小俊)
[关键词] 艾叶；挥发油；提取工艺；正交试验法
[中图分类号] R284.2 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210(2014)12(b)-0066-04
艾叶为菊科多年生草本植物艾(Artemisia argyi Lévl.et Vant.)的干燥叶，全国各地区均产，资源丰富。现代研究显示，其主要含有挥发油、甾萜类、黄酮类、香豆素类、多糖及一些小分子成分等[1-3]，其中挥发油、黄酮类为主要有效成分[4-6]。艾叶是我国历史悠久且临床常用的中药材[7]，有温经止血、散寒止痛、降湿杀虫等[8]功效，现代实验表明其具有增强免疫抗感染、平喘镇咳、护肝利胆、止血与抗凝血及抗自由基等作用[9-11]，挥发油是艾叶的主要药效成分群之一，提取方法和工艺是挥发油质量和药理活性的保证，对于艾叶资源的开发利用也具有重要意义。本课题组前期研究发现艾叶挥发油具有抗乙肝病毒作用，并对其化学成分进行了分析[12]，为将其研制成抗乙肝病毒新药，研究挥发油的提取工艺。水蒸气蒸馏法适合工业生产推广，环保、经济。本文以正交试验法[13-14]对艾叶挥发油水蒸气蒸馏法提取工艺进行优化，可提高挥发油的收率和质量，降低成本，具有良好的应用前景。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 药材
艾叶产地河南省驻马店，由河南省中医学院药学院生药学科董诚明教授鉴定为菊科植物艾(Artemisia argyi Lévl.et Vant.)的干燥叶。使用时粉碎使通过二号至三号筛，混合均匀。
1.1.2 仪器及试剂
挥发油提取器(相对密度小于1型)；KDM-4型电子可调自动恒温仪(山东菏泽市仪器制刷厂制造)；电子天平AR1530(梅特勒-托利多仪器上海有限公司制造)；蒸馏水(自制)。
1.2 方法
1.2.1 艾叶挥发油的提取方法
参照《中国药典》2010年版一部附录 ⅩD 挥发油测定法(甲法)[15]。取粉碎的艾叶约100.00 g，精密称定，加蒸馏水适量，浸泡，加热提取，收集挥发油，计算挥发油得率，密封，冷藏保存。艾叶挥发油得率计算公式：挥发油得率(%)=A/B×100%。
1.2.2 单因素试验
分别考察料液比、浸泡时间和提取时间对艾叶挥发油得率的影响。
1.2.2.1 料液比的影响 取粉碎的艾叶约100 g，精密称定，加蒸馏水，料液比(W/V)分别为：1∶8、1∶10、1∶12、1∶14、1∶16，浸泡2 h，提取3 h，各条件分别平行3次，考察不同的料液比下艾叶挥发油的得率。
1.2.2.2 浸泡时间的影响 取粉碎的艾叶约100 g，精密称定，加蒸馏水，料液比(W/V)1∶12，浸泡时间分别取：0、1、2、4、6 h，提取3 h，各条件分别平行3次，考察不同的浸泡时间下艾叶挥发油的得率。
1.2.2.3 提取时间的影响 取粉碎的艾叶约100 g，精密称定，加蒸馏水，料液比(W/V)1∶12，浸泡2 h，提取时间分别为：1、2、3、4、5 h，各条件分别平行3次，考察不同的提取时间时下叶挥发油的得率。
1.2.3 正交试验及最优提取条件的验证
1.2.3.1 因素水平设计 由单因素试验结果选择考察因素为提取时间(A)、料液比(B)和浸泡时间(C)，各因素分别设3个水平，考察指标为挥发油得率，设计三因素三水平的正交试验。见表1。
1.2.3.2 正交试验设计 取粉碎的艾叶约100 g，精密称定，按表2设计的L9(34)正交表进行试验。
1.2.3.3 最优工艺条件验证试验 以优选出的提取条件进行试验，重复3次，以RSD值小于5%为必要条件，确定优化条件下艾叶挥发油的得率。
1.2.4 统计学方法
采用统计软件SPSS 15.0对实验数据进行分析[16-17]，计量资料数据以均数±标准差(x±s)表示，采用单因素方差分析进行数据比较，采用t检验。以P < 0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 单因素试验结果与分析
2.1.1 料液比的影响
料液比(W/V)分别为：1∶8、1∶10、1∶12、1∶14、1∶16时，对应的挥发油得率依次为：(0.350±0.017)%、(0.424±0.013)%、(0.421±0.016)%、(0.414±0.021)%、(0.408±0.014)%，二者关系见图1。
由图1试验结果看出：在浸泡2 h、提取时间为3 h的提取条件下，料液比各水平间的挥发油得率由高到低依次为：1∶10>1∶12>1∶14>1∶16>1∶8。料液比为1∶10时得率最高，为(0.424±0.013)%，与料液比1∶8比较，差异有统计学意义(P < 0.05)，而与1∶12、1∶14、1∶16之间比较，差异无统计学意义(P > 0.05)，即料液比为1∶10、1∶12、1∶14、1∶16对挥发油的得率并无太大影响，但由于料液比在1∶10、1∶12时挥发油得率较高，且综合考虑工业生产成本，选择正交试验中料液比的各水平为1∶10、1∶12、1∶14。
2.1.2浸泡时间的影响 (赵志鸿 耿楠 黄勇勇 吴芳 李锦玉 王桂芳 张壮丽 张小俊)