广西萝芙木总生物碱提取工艺的研究_苏绍烊.pdf

第 52 卷第 2 期 辽 宁 化 工 Vol.52，No.2 2023 年 2 月 Liaoning Chemical Industry February，2023 基金项目基金项目：广西高校中青年教师科研基础能力提升项目（项目编号：2019KY1405）。收稿日期收稿日期：2021-07-26 作者简介作者简介：苏绍烊（1982-），男，广西北流市人，工程师，硕士，2012 年毕业广西师范学院有机化学专业，研究方向：天然产物提取分离及有机合成。广西萝芙木总生物碱提取工艺的研究 苏绍烊1，詹爱平2，王小玲1，向卫华1，刘志平2（1.广西农业职业技术大学，广西 南宁 530007；2.南宁师范大学，广西 南宁 530001）摘 要：采用正交实验法对广西萝芙木总生物碱进行了提取工艺的优化。实验结果表明，广西萝芙木总生物碱最佳提取工艺为：提取时间 90 min，提取温度 45，提取溶液 pH 值=3。在此条件下，萝芙木浸膏得率为 12.13%，总生物碱的提取率为 1.23%。该工艺稳定可行，具有一定的现实意义，为广西萝芙木总生物碱的规模化生产提出了借鉴意义。关 键 词：广西萝芙木；总生物碱；提取工艺 中图分类号：R284.2 文献标识码：A 文章编号：1004-0935（2023）02-0184-03 在我国萝芙木属植物是重要的传统中药材，为夹竹桃科萝芙木属Rauvolfia verticilata（Lour）Baill植物，又名为三叉虎、美具边、假辣椒、辣多、麻三端。萝芙木属灌木，其高度可达 3 m；全株较为光滑，木质坚硬，幼枝有着稀疏的皮孔；树皮一般呈灰棕色或淡棕色；单叶对生或轮生，其形状为椭圆形或长圆形或稀披针形，四季常绿；果实的形状为圆形或椭圆形，初为绿色然后变为暗红色，最后变成紫黑色，种子具皱纹。萝芙木属植物主要分布在热带和亚热带，仅有少数存于在温带。原产于非洲，在 1965 年由我国医学科学院药用植物研究所云南分所将其从非洲引种，在我国多分布在两广、云南、海南等省区1。萝芙木具有降血压、安定及下泻等作用。在民间常用其根部治疗失眠眩晕与感冒高热等；用其新鲜叶子治疗毒蛇咬伤与治跌打扭伤等；在临床上常用于治疗消肿与解毒，清风热与降肝火等2。人们对萝芙木的成分及其生理活性进行研究发现，其成分基本为吲哚类生物碱，同时也发现含有少量非吲哚类成分如替巴因和罂粟碱。近年来对萝芙木生物碱的生理活性的研究不限于降血压、血糖与血脂及安定的传统的应用，还发现其具有抗炎、抗肿瘤、抗氧化和抗菌等多种生理活性3-6。从催吐萝芙木分离出 rauvomine B（是一种新型 C18正单萜吲哚生物碱）对 RAW264.7 小鼠巨噬细胞巨噬细胞有明显的抑制作用7。从催吐萝芙木茎中分离得到的第一个以 C-16氯原子为特征的 C18型非单萜吲哚生物碱 Rauvomine C，对脂多糖诱导的 RAW264.7小鼠巨噬细胞产生有明显的抗炎作用8。催吐萝芙木分离的1-甲基-咔啉和洛柯碱对HCT-8和LoVo两株结肠癌细胞都有良好增殖抑制活性,其中洛柯碱对 LoVo 细胞作用最为显著9。野生蛇根木根甲醇提取物对 DPPH自由基清除率优于同浓度的抗坏血酸，其 IC50为 0.20 gmL-1，表明其有较好的抗氧化活性6。萝芙木乙醇提取物可以舒张异常收缩的小鼠离体气管环，对其平滑肌的舒张作用10。Rauvomine B Rauvomine C 1-甲基-咔啉 洛柯碱 图 1 具有生理作用的萝芙木部分生物碱 萝芙木中生物碱提取工艺优化的报道不多，多数报道在于成分的分析与检测，现有的提取工艺有机溶用量较大，提取效率较低，难以满足大量生产需要11。为了进一步改进广萝芙木总生物碱的提取工艺，参考了玛咖、鸡骨常山根、茶藤、曼陀罗的生物碱的提取方法以及前人对萝芙木提取方法12-16。萝芙木植物不同部位生物碱的含量是有所不同,一般而言，萝芙木中单种生物碱以及生物总碱含DOI:10.14029/ki.issn1004-0935.2023.02.026第 52 卷第 2 期 苏绍烊，等：广西萝芙木总生物碱提取工艺的研究 185 量为由小到大的顺序为：叶、茎、根11。采用正交实验分析方法对萝芙木根部的总生物碱的提取条件进行探索与优化。为此，也为萝芙木有效成分的分析以及药理等方面的研究打下一定的基础。1 实验部分 1.1 主要的试剂与仪器 1.1.1 原料与试剂 萝芙木干根由南宁市华泰中药饮片有限公司公司提供，产地为广西；实验室所用试剂为盐酸、无水乙醇、甲醇、乙酸乙酯、三氯甲烷、石油醚（60-90），皆为分析纯试剂，购于成都市克隆化学品有限公司；氢氧化钠，亦分析纯试剂，购于国药集团化学试剂有限公司。1.1.2 主要仪器 电子天平（PL203，梅特勒-托利多仪器上海有限公司）；智能磁力搅拌器（ZNCL-TS，巩义市予华仪器有限责任公司）；旋转蒸发器（RE-2000A，郑州市煜城仪器有限公司）；电热鼓风干燥箱（BGZ-140，上海博讯实业有限公司）；循环水式多用真空泵（SHB-，河南省予华仪器有限公司）。2 萝芙木总生物碱的提取 2.1 萝芙木总生物碱的提取工艺流程 称取 50 g 干燥萝芙木药材，在室温下用 100 mL 90%酸性乙醇（用 10%盐酸调节酸性）浸泡提取 3次，将所得提取液合并。所得的提取液由旋转蒸发仪在 50 下浓缩至蒸干，可得到提取浸膏，等到冷却至室温后，称重而得到浸膏质量，进而计算萝芙木浸膏得率。向以上所制得的萝芙木浸膏中加入 100 mL 蒸馏水进行稀释与分散，用 1盐酸溶液进行充分溶解，并将混合液的 pH 值调至 23，经过减压抽滤后得到酸溶液，溶液用 100 mL 乙酸乙酯多次萃取，除去水溶液中脂溶性的非生物碱部分，再向剩余的水溶液部分加入适量的 5%氢氧化钠溶液，将其 pH 调节至中性，再用 100 mL 氯仿多次萃取至氯仿层无色，得到的氯仿部分主要为生物碱，将其蒸干至恒重得到总生物碱，称重并计算萝芙木总生物碱的得率。2.2 正交实验设计 将选定的三个因素及每个因素的三个水平（见表 1），选用 L9（34）正交表进行正交实验设计，萝芙木总生物碱的提取条件参照上述的 2.2，由此获得的萝芙木提取物的浸膏得率和总生物碱得率。对实验进行分析，提取时间（A）、提取温度（B）、提取溶剂 pH 值（C）这三个因素水平对萝芙木提取物浸膏得率与总生物碱得率的影响。以萝芙木总生物碱得率与浸膏得率为综合评价指标进行考察，综合指标总生物碱得率总生物碱得率最大值浸膏得率浸膏得率最大值17。表 1 因素水平表 水平 A 提取时间/min B 提取温度/C 酸性乙醇 pH 值 空白 1 30 30 2 1 2 60 45 3 2 3 90 60 4 3 3 结果与分析 3.1 正交实验结果和方差分析 由表 2、表 3 可见结果可见，对萝芙木总生物碱提取的影响因素大小顺序分别为提取温度（B）提取溶剂 pH 值（C）提取时间（A），提取温度影响显著，提取温度和提取溶剂 pH 值影响均不显著，其中 A3A2A1，B2B3B1，C2C1C3。表 2 正交实验结果 序 号 A 提取时 间/min B 提取温 度/C 提取溶 剂 pH 值 D 空列 浸膏 得率/%总生物 碱得 率/%综合 指标 1 1 1 1 1 5.96 0.30 0.77 2 1 2 2 2 9.68 1.16 1.83 3 1 3 3 3 5.76 0.38 0.82 4 2 1 2 3 10.06 0.42 1.23 5 2 2 3 2 8.82 0.48 1.17 6 2 3 1 1 8.46 0.38 1.05 7 3 1 3 2 5.78 0.20 0.67 8 3 2 1 3 11.54 1.04 1.89 9 3 3 2 1 8.24 0.94 1.52 K1 3.42 2.67 3.71 3.34 K2 3.45 4.894.89 4.584.58 3.67 K3 4.084.08 3.40 2.66 3.94 R 0.62 2.23 1.91 0.33 表 3 方差分析结果 方差来源 离差 平方和 自由度 均方 F P 显著性A 提取时间/min 0.090 2 2 0.045 1 2.128 2 0.05 B 提取温度/0.857 9 2 0.428 9 20.237 0 0.05*C 提取溶剂 pH 值 0.612 0 2 0.306 0 14.437 4 0.05 误差 0.042 4 2 0.021 2 注：*P0.05 为有显著性意义，F0.05(2,2)=19，F0.01(2,2)=99.0 186 辽 宁 化 工 2023年2月 因此，分析表明最佳的提取工艺为 A3B2C2，提取时间为 90 min，提取温度为 45，提取溶液 pH值=3。3.2 最佳工艺验证实验 取 3 份 10 g 干燥萝芙木药材粉粒，按照优化后的提取条件进行实验，进行平行测定。实验结果显示浸膏平均得率为 12.13%，总生物碱平均得率为1.23%，与正交实验结果相符，表明本工艺稳定，切实可行。4 结论与展望 随着对萝芙木成分的药理及临床方面的研究深入，萝芙木的药用价值将得到进一步的挖掘。萝芙木中生物碱提取效率需要继续探索与优化，进而提升原料的利用率。本实验采用提取时间、提取温度、提取溶剂 pH 值这三个因素进行正交试验优化提取工艺，结果表明其最优提取工艺为提取时间为 90 min，提取温度为 45，提取溶剂 pH 值=3，浸膏得率为 12.13%，总生物碱得率为 1.23%，该工艺稳定可行，具有一定的现实意义，为广西萝芙木总生物碱的规模化生产提出了借鉴意义。参考文献：1 戴斌,丘翠嫦.广西产六种萝芙木的资源调查及鉴定J.中国 民族民间医药,2003,61(2):114-116.2 黄庆彰，戴克逊，罗绍贤.广西产中国萝芙木利血平的药理作用.广西医学，1992,14(4):221-222.3 陈晓英,郭晓云,李翠，等.萝芙木属植物药理活性和单萜吲哚生物碱合成途径研究进展J.中草药,2019,50(08):2004-2012.4 ABDELFATAH S A,EFFERTH T.Cytotoxicity of the indole alkaloid reserpine from Rauwolfia serpentina against drug-resistant tumor cells J.Phytomedicine,2015,22(2):308-318.5 BUNKAR A R.Phytochemical and antimicrobial study of Rauwolfia serpentina J.Int J Biol Res,2017,2(2):13-16.6 CHAUHAN S,KAUR A,VYAS M,et al.Comparison of antidiabetic and antioxidant activity of wild and cultivated variety of Rauwolfia serpentina J.Asian J Pharm Clin Res,2017,10(12):404-406.7 ZENG J.ZHANG D B,et al.Rauvomines A and B,Two Monoterpenoid Indole Akaloids fromRauvolfia vomitoriaJ.Organic letters,2017,19(15):3998-4001.8 ZHAN G Q,MIAO R K.Peraksine derivatives with potential anti-inflammatory activities from the stems of Rauvolfia vomitoriaJ.Fitoterapia,2020,146：104704.9 王宁.基于新分析策略识别催吐萝芙木活性成分及相关研究D.山东大学,2021.10 沈金花，李威.萝芙木乙醇提取