厚朴中厚朴酚与和厚朴酚提取工艺研究

实验原理

厚朴酚与和厚朴酚属于酚类物质，由于酚羟基的存在，其易溶于水、醇等极性溶剂。本实验中采用乙醇作为提取试剂，采用连续回流提取的方法，按照正交实验设计表L₉（3⁴）进行实验，提取厚朴中的厚朴酚与和厚朴酚，并通过极差分析，得到较优的实验条件和各因素对实验的影响主次顺序。

2.2 实验仪器、材料与试剂

2.2.1 实验材料

厚朴粗粉。经过80目筛，40目筛，20目筛筛选。

2.2.2 主要试剂

95%乙醇（分析纯），蒸馏水。75%乙醇，70%乙醇，65%乙醇。

乙醇溶液浓度配置  使用500ml容量瓶配置溶媒所需要的浓度。先加入95%乙醇xml，再加入蒸馏水至刻度线，混合均匀。如表

表2.1 乙醇浓度的配置

2.2.3 仪器设备

1．玻璃仪器

2．电子仪器

3．其他

称量纸，软木塞，布氏漏斗，铁架台，夹子，钥匙。

2.3 实验内容

2.3.1 实验步骤

1．用电子天平精确称取厚朴粗粉20g

2．用量筒量取x%乙醇，乙醇量为药材量的y倍，

3．将厚朴粉末，乙醇液加入圆底烧瓶中，将圆底烧瓶放入水浴锅，接上冷凝管。

4．加热，圆底烧瓶中的溶液微沸时开始计时。加热回流m次，每次n h，合并提取液。

5.．提取厚朴酚， 计算厚朴浸膏收率。

4因素3水平如表2.2所示。L₉（3⁴）正交设计表如表2.3所示。

表2.2 因素水平表

表2.3 厚朴正交实验设计

2.3.2 鉴定

薄层层析过程如下，结晶品的甲醉液在硅胶G板上点样，分别用苯-甲醇（27：1）和石泊醚-乙酸乙酯（9：l）展开，碘液显色。厚朴酚，和厚朴酚均各显一班点。

鉴定过程如下，①用5%FeCl的甲醇液滴定，可使溶液变成蓝黑色；②用间苯三酚盐酸液滴定，可使溶液变成粉红色；③将试液、厚朴酚标准品、和厚朴酚标准品分别点于硅胶G薄层上，以苯-乙酸乙醋（8：2）展开，紫外灯下可见样品液中厚朴酚的兰紫色荧光举点及和厚朴酚的紫红色荧光斑点。其R_f值及斑点颜色均与标准品一致，可确定从厚朴中所提得的淡棕色结晶物的主要成分是厚朴酚及和厚朴酚。

2.4 结果与讨论

2.4.1 实验结果

正交实验结果如表2.4所示。

表2.4 正交实验结果

2.4.2 结果分析

1. 极差分析，确定因素的主次顺序  首先解释表2.4中引入的三个符号K_i，k_i，R。K_i表示任一列上水平号为i（本实验中i=1，2或3）时，所对应的实验结果之和。例如，在表2.4中，在B因素所在的第2列上，第1，4，7号试验中B取B₁水平，所以K₁为第1，4，7号试验结果之和，即K₁=10.95+16.85+16.75=44.55；第2，5，8号试验中B取B₂水平，所以K₂为第2，5，8号试验结果之和，即K₂=17.1+11.75+17.8=46.65；第3，6，9号试验中B取B₃水平，所以K₃为第3，6，9号试验结果之和，即K₃=17.15+17.9+11=46.05；同理可以计算出其他列中的K_i，结果如表2.4所示。

k_i=K_i／s，其中s为任一列上各水平出现的次数，所以k_i表示任一列上因素取水平i时所得试验结果的算术平均值。例如，在本实验中s=3，在A因素所在的第1列中，k₁=45.2／3=15.067。同理可以计算出其他列中的k_i，结果如表2.4中所示。

R称为极差，在任一列上R=max{K₁，K₂，K₃}-min{K₁，K₂，K₃}，或R=max{k₁，k₂，k₃}-min{k₁，k₂，k₃}。例如，在第一列上，最大的k_i­为k₂（15.500），最小的k_i为k₁（15.067），所以R=15.500-15.067=0.433，或R=46.5-45.2=1.3。

一般来说，各列的极差是不相等的，这说明各因素的水平改变对试验结果的影响是不相同的，极差越大，表示该列因素的数值在试验范围内的变化，会导致试验指标在数值上更大的改变，所以极差最大的那一列，就是因素的水平对试验结果影响最大的因素，也就是最主要的因素。在本实验中，由于R_B>R_D>R_C>R_A,所以各因素的从主到次的顺序为B（乙醇浓度），D（提取次数），C（乙醇用量），A（提取时间）。

2．优方案的确定  优方案是指在所做的试验范围内，各因素较优的水平组合。各因素优水平的确定与试验指标有关，若指标越大越好，则应选取指标较大的水平，即各列K_i中最大的那个值对应的水平；反之，若指标越小越好，则应选取使指标小的那个水平。

在本实验中，实验指标是浸膏得率，指标越大越好，所以应挑选每个因素的K₁，K₂，K₃中最大的值对应的那个水平，由于A因素列中K₂>K₃>K₁；B因素列中K₂>K₃>K₁；C因素列中K₁>K₃>K₂；D因素列中K₃>K₂>K₁。

所以，优方案为A₂B₂C₁D₃，即提取时间120min，乙醇浓度70%，乙醇用量6倍，提取次数3次。

另外，实际确定优方案时，还应区分因素的主次，对于主要因素，一定要按有利于指标的要切选取最好的水平，而对于不重要的因素，由于其水平改变对试验结果的影响较小，则可以根据有利于降低消耗、提高效率等目的来考虑别的水平。例如，本实验的A因素（提取时间）的重要性排在末尾，则可以考虑采用水平1的提取时间，即60分钟，缩短了提取时间降低了能耗，即方案组合为A₁B₂C₁D₃，可以做实验验证其浸膏得率，确定是否为较优方案。

3．进行验证试验，作进一步的分析  上述优方案是通过理论分析得到，但它实际上是不是真正的优方案还需要作进一步的验证。将优方案A₂B₂C₁D₃和较优方案A₁B₂C₁D₃与正交表中最好的第6号试验A₂B₃C₁D₂作对比试验，如表2.5所示，若比第6号试验的试验结果更好，通常就可以认为是真正的优方案，否则第6号试验就是所需的优方案。若出现后一种情况，一般来说可能是没有考虑交互作用或者试验误差较大所引起的，需要作进一步的研究，可能还有提取试验指标的能力。

表2.5 验证试验设计表

通过实验结果可以得到，如预期分析的一样， A₂B₂C₁D₃为最优方案，A₁B₂C₁D₃为较优方案。都比试验号6的浸膏得率高，从缩短了提取时间降低了能耗角度考虑，可以采取A₁B₂C₁D₃的较优方案，即提取时间60min，乙醇浓度70%，乙醇用量6倍，提取次数3次。

4．趋势图

浸膏得率对提取时间做趋势图，如图2.1所示。

图2.1 效应曲线图，因素为提取时间

由趋势图可以看出，随提取时间水平的变动，浸膏得率在提高，120min时最高，之后得率降低。

浸膏得率对乙醇浓度做趋势图，如图2.2所示。

图2.2 效应曲线图，因素为乙醇浓度

由趋势图可以看出，随乙醇浓度水平的变动，浸膏得率在提高，70%时最高，之后得率降低。

浸膏得率对乙醇用量做趋势图，如图2.3所示。

图2.3 效应曲线图，因素为乙醇用量

由趋势图可以看出，随乙醇用量水平的变动，浸膏得率在降低，120ml时，浸膏得率最高。

浸膏得率对提取次数做趋势图，如图2.4所示。

图2.4 效应曲线图，因素为提取次数

由趋势图可以看出，随提取次数水平的变动，浸膏得率在提高，2次时最高，之后缓慢提升。

2.4.3 讨论

1．原料的目数的筛选  在提取过程中发现，用80目筛筛过的厚朴，由于颗粒较细，在回流提取过程中药材很粘稠，容易产生暴沸现象，尤其是在2次以上回流次数时尤其明显，即使加入沸石也不容易解决。抽滤时，过滤的溶液不是很澄清，怀疑是由于颗粒细，而滤纸孔径有限，但这种轻盈也可能与厚朴酚的水溶性有关，厚朴酚在沸腾的乙醇中溶解度大，随着抽滤的进行，温度降低，在抽滤瓶中可能出现重结晶的想象。考虑降低过筛目数是否可以解决这一问题，于是设计实验，用同一厚朴原料分别过20目、40目、80目的筛，选正交设计表中1号试验的实验方案进行对比试验，如表2.6所示。

表2.6原料的目数的筛选对比试验

       注 实验号1中即20目的提取实验采用200ml的乙醇用量，因为120ml的乙醇不能将药品充分浸泡，会产生糊化。

实验结果显示，使用20目、40目的厚朴在抽滤过程中比80目的容易，但抽滤液仍旧不澄清，说明是由于厚朴酚溶解度的改变在抽滤液中析出的晶体，并不是滤渣中通过滤纸的固体。

2．原料厚朴部位的筛选  原料厚朴选取的部位对试验也会产生一定的影响。植物的许多部位都含有叶绿素，叶绿素在醇提过程中，会被大量的提取出来，使抽滤液变为绿色干扰试验，并且会使实验结果不准确。因此试验选取了不含叶绿素的部位，根部。

3．对提取时间水平的选择  提取时间是影响最小的因素，随提取时间的延长，浸膏得率升高，但在120min提取时间后，再延长提取时间，浸膏得率反而降低，说明提取时间不是越长越好，由于提取时间影响比较小，可以考虑缩短提取时间，这样可以降低能耗，提高经济效益。

2.4.4 提取过程中出现的问题

1．在提取过程中由于厚朴比较粘稠，沸点又较高，在回流过程中需添加沸石，防止暴沸现象发生。尤其在需要回流多次的时候，在第二次回流时，由于是使用前一次的滤渣进行回流，因此药材很粘稠，需要加沸石。

2．由于药材粘度大，在抽滤时，滤纸可能会破，经过与同学的探讨，发现解决办法可以在抽滤时增加滤纸层数。

在抽滤结束后，要先拔抽滤管，再关闭机器，否则会发生倒吸。

3．在需要多次回流的实验组中，抽滤时可以暂不关闭水浴锅，而将其温度变化速度调节至最小而不关闭，可以节省下一次回流时水浴锅中水加热的时间。

4．抽滤过后的滤液由于时间不足，有需要过夜才旋蒸的，在旋蒸前要加热下锥形瓶，使其中由于温度降低析出的厚朴酚重新溶解，再转移至圆底烧瓶中进行旋蒸，避免浸膏的损失。

5．在旋蒸时要控制真空度，温度，避免由于沸腾使液体冲入回收瓶中，如果发生就需要重新旋蒸，在旋蒸快结束时，回收瓶中无液滴滴下要及时终止，如果再继续旋蒸，此时浸膏中的液体已蒸发完，会使浸膏糊化，导致实验失败。

2.4.5 应用前景

厚朴是我国特有的珍贵中药材。长期以来，药用厚朴主要利用野生资源，因此，一方面因资源过度消耗，日益枯竭被列为国家二级保护中药材，另一方面因利用野生资源，与大多数中药材一样，存在有效成分含量低、不稳定，难以满足中药现代化、国际化对植物药品和产品提出的“安全、有效、可控、稳定”的要求。因此，需要寻找和扩大新的药用资源。目前，虽厚朴栽培面积大，资源分布丰富，由于生长速度慢，朴林更新时间长，加之社会需求量大，目前市场供应日趋紧张，现状一时难以满足。扩大药用部位研究，厚朴现应用部位为枝、干、根皮及花蕾，种子供育苗用，而厚朴若以叶代替皮入药，用量应为皮5倍。而厚朴的木材目前尚未供药用，有望在扩大药源、改进栽培技术。厚朴是我国特有的珍贵中药材，对其栽培技术研究很少，为了保护和发展厚朴资源，建议要把厚朴的科学研究作为中药资源开发工作的一项重要措施来抓，近期内加强厚朴生产技术研究，加强厚朴种源保护和收集，加强以利用为主的综合开发研究以发挥厚朴的多种经济效益。

当前，通过各种技术手段寻找及研究传统中药中活性成分的工作已逐渐成为国内外关注的重点。对厚朴的化学成分研究尚不十分深入。药理活性上，主要集中在厚朴酚与和厚朴酚上，而对厚朴中其它成分药理活性的研究不够深入，因此，应加强厚朴的化学成分研究，同时对除厚朴酚与和厚朴酚外的化合物进行全面的活性筛选，以使厚朴这一宝贵的中药资源具有更好的利用价值。

醇提取厚朴中的厚朴酚与和厚朴酚，工艺简单，价廉，可作为厚朴有效成分工业化提取的提取方法。具有高经济效益，小环境污染，设备易维护等优点。具有广阔的发展前景。

结  论

中药厚朴为木兰科木兰属乔木(Magnolia officinalis Rehd．et Wils)凹叶厚朴 (Magnolia officinalis Rehd．et Wils．var．biloba Rehd．et Wil)的干燥树皮、根皮以及枝皮，具有行气燥湿、降逆平喘之功效，用于治疗脘腹胀痛、宿食不消、呕吐泻痢、气逆喘咳等疾病，其主要活性成分为厚朴酚与和厚朴酚(honokiol)，它具有多种药理作用，包括抗炎，抗心律失常，抗癫痫，抗血小板，抑制肌肉收缩和抗菌作用，此外还可以抑制氮的氧化产物，抑制肿瘤坏死因子α的表达活性等。

用于提取传统中药厚朴中厚朴酚与和厚朴酚，有多种方法，如碱提酸沉法，水提取法，乙醇提取法，聚酰胺分离提取法，碱提树脂工艺，超临界CO₂萃取等。其中乙醇提取法，根据文献记载，提取结果中厚朴酚含量高，厚朴浸膏收率高，是传统的工业提取方法。同时溶剂乙醇价廉，适合工业生产。

本论文采用乙醇回流提取的方法对厚朴进行了提取和分离，以正交试验设计为工具，采用4因素3水平9次实验来对各个因素进行研究，以浸膏得率作为质量指标，考察醇法提取厚朴中厚朴酚与和厚朴酚的提取工艺条件，着重研究乙醇浓度、回流时间、提取次数、乙醇用量等因素对浸膏得率的影响，得到其较优的提取工艺条件为提取时间120min，乙醇浓度70%，乙醇用量6倍，提取次数3次，经验证实验表明浸膏得率可达到18.5%，并借助极差分析、方差分析等实验数据分析手段，得到各因素的主次关系为B（乙醇浓度），D（提取次数），C（乙醇用量），A（提取时间）。

各因素影响趋势为乙醇浓度对浸膏得率的影响最大，乙醇浓度提高时浸膏得率提高，在70%的时候浸膏得率最高，其次是提取次数，提取次数越大，浸膏得率越高。之后是乙醇用量，随着乙醇用量的增加，浸膏得率降低，在8倍量后，又缓慢提升，说明乙醇用量6倍时最好。影响最小的因素是提取时间，随提取时间的延长，浸膏得率升高，但在120min提取时间后，再延长提取时间，浸膏得率反而降低，说明提取时间不是越长越好，由于提取时间影响比较小，可以考虑缩短提取时间，这样可以降低能耗，提高经济效益，所以需要综合考虑其他因素。

厚朴作为中国传统医药中的中药药材，临床使用广泛，具有很大的商业开发利用价值，相信随着科学工作者的不断努力，通过对实验条件的不断摸索，一定可以使浸膏得率，并通过优化实验过程，进一步分离纯化，得到厚朴酚结晶，从而提高了有效成分的浓度，以及原材料的利用率，更高效的利用天然药物改善人类的健康和生活质量。

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