蓝耀宏

（广 西南宁地区教育学院，广西 南宁 530001）

白芷（学名Angelica dahurica）为伞形科当归属植物，化学成分含挥发油，香豆素及其衍生物等。白芷具有消散排脓、祛风解表、燥湿止带、宣通鼻窍及祛风止痛等功效[1]。文献研究结果表明，白芷中的香豆素类化合物是其发挥镇痛作用的主要成分，其中主要包括有欧前胡素、异欧前胡素、氧化前胡素等成分[2]。

鉴于白芷的药用价值，展开对白芷药效成分提取工艺的研究十分必要。目前用于白芷总香豆素的提取工艺主要有CO2超临界萃取法、乙醇提取法、超声法、渗漉法等[2-6]。鉴于乙醇提取工艺操作便捷、提取率高、有效成分热损失小等优点[7]，本实验重点研究乙醇提取工艺中乙醇浓度、提取时间、固液比对白芷总香豆素提取量的影响，并根据Box-Behnken原理及响应面法构造模型分析3个因素对白芷乙醇提取工艺的影响，最终优化并确定白芷总香豆素的乙醇提取工艺，以期为白芷提取工艺工业化生产提供最优工艺参数参考。

1 仪器与试验药剂

1.1 实验材料及仪器

DR5000台式紫外可见分光光度计，YP302N电子天平，R206D 旋转蒸发器。

白芷（外购，经鉴定为伞形科植物白芷的干燥根）。

1.2 试剂

甲醇（色谱纯），95%乙醇（分析纯），欧前胡素对照品。

2 方法与结果

2.1 紫外分光光度法测定白芷总香豆素含量

2.1.1 对照品溶液的制备

精密称量欧前胡素对照品5.35 mg，用甲醇定容至50 mL，即得0.107 mg·mL-1对照品溶液。

2.1.2 标准曲线的绘制

用移液器精密量取对照品溶液 0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.5、5.0 mL各置于100 mL 容量瓶，并用甲醇稀释定容，最后制得系列浓度分别为0.535、1.07、1.605、2.140、2.675、3.210、3.745、5.35 μg·mL-1的对照品溶液，在300nm波长处测定不同浓度对照品溶液的吸光度值，以吸光度（A）为纵坐标，浓度（C）为横坐标，绘制对照品溶液的标准曲线，得到回归方程：A=0.0416C+0.1639，R2=0.9991。结果显示，欧前胡素对照品在0.500～13.38 μg·mL-1测定浓度内具有较好线性。

2.1.3 样品溶液的含量测定

图1 欧前胡素标准曲线Fig.1 Standard curve of Imperatorin

精密量取样品提取液5mL，用甲醇定容至50mL。300nm处测定样品吸光度值，通过标准曲线计算白芷总香豆素的含量。

2.2 单因素实验

2.2.1 乙醇浓度对白芷香豆素提取率的影响

白芷粉末20g，过0.42mm筛。以固液比1∶6、提取时间4h作为提取参数，分别以5%、25%、45%、65%、85%体积分数的乙醇提取白芷3次，浓缩液体积为10mL。白芷的提取量以3次均值计算。乙醇浓度对白芷香豆素提取量的影响结果见图2。结果显示，乙醇浓度对白芷香豆素提取率具有一定影响，提取率随乙醇体积分数的增加先升高后降低，当使用65%的乙醇进行提取时，白芷香豆素提取率达到7.923mg·g-1。

图2 乙醇浓度对白芷香豆素提取率的影响Fig.2 Effects of ethanol concentration on yield

2.2.2 提取时间对白芷香豆素提取率的影响

白芷粉末20g，过0.42mm筛。按乙醇浓度65%，固液比1∶6为提取参数，提取时间按1h、2h、4h、6h、8h提取白芷3次，提取量浓缩至 100mL，白芷提取量以3次提取量的均值计算。乙醇浓度对白芷香豆素提取量的影响结果见图3。结果显示，提取时间对白芷香豆素提取率具有一定影响，提取率随乙醇体积分数的增加先升高后降低，当提取时间为6h时，白芷香豆素提取率达到8.538mg·g-1。

图3 提取时间对白芷香豆素提取率的影响Fig.3 Effects of extracting time on yield

2.2.3 固液比对白芷香豆素提取率的影响

图4 固液比对白芷香豆素提取率的影响Fig.4 Effects of Solid-liquid ratio on yield

白芷粉末20g，过0.42mm筛。按乙醇体积分数65%，提取时间4h为提取参数，分别以固液比1∶2、1∶3、1∶4、1∶5、1∶6乙醇提取白芷3次，将提取液浓缩至100mL，提取量以均值计算。乙醇浓度对白芷香豆素提取量的影响结果见图4。结果显示，固液比对白芷香豆素提取率具有一定影响，提取率随固液比的增加先升高后降低，当固液比为1∶4时，白芷香豆素提取率达到8.778mg·g-1。

2.3 白芷香豆素提取条件的响应面优化结果及分析

2.3.1 因素的选取及方案

根据中心组合试验设计原理选取影响白芷香豆素提取率的提取时间、乙醇浓度、固液比3个因素作为考察因素，采用三因素三水平响应面分析方法确定最佳提取工艺条件，试验因素和水平设计见表1。

表1 响应面分析因素与水平表Table 1 Factors and levels of response surface metho dology

以 A、B和 C为自变量，以白芷香豆素提取率为响应值，试验方案及结果见表2，试验1～12是析因试验，试验13～17是中心试验。

2.3.2 模型的建立与显著性检验

表3为实验结果的方差分析表。由表3可知，提取时间和乙醇浓度的交互作用极为显著。此外乙醇浓度和固液比的交互作用较为显著，由此可知各因素对白芷香豆素提取率的影响次序为：提取时间和乙醇浓度的交互项、乙醇浓度和固液比的交互项、乙醇浓度一次项。

由于各因素对白芷香豆素提取率的影响不是简单的线性关系，为了更明确各因素对响应值的影响，采用软件Design Expert8.0.7.1对表2中白芷香豆素提取率试验数据进行多元回归拟合，获得回归方程为：

白芷香豆素提取率/mg·g-1=8.61+0.025×A-0.11×B+0.070×C-0.94×A×B+0.11×A×C×0.025+0.18×B×C-0.3×A2-0.046×B2-0.92×C2

由表3的分析结果可知，整体模型极为显著，失拟项不显著，说明方程对试验拟合较好。

表2 响应面分析结果Table 2 The results of response surface methodology

表3 实验结果方差分析表Table 3 Variance analysis table of test results

2.3.3 试验因子的交互影响

响应面图形是响应值对各试验因子所构成的

图5 乙醇浓度与提取时间对白芷香豆素提取率的影响Fig.5 Response surface plots of ethanol concentration and extracting time on the yield of Angelica dahurica

图6为提取时间和固液比白芷香豆素的影响，当乙醇浓度为65%时，由图6的曲面图可知，随着提取时间的延长，白芷香豆素无明显变化，由图6的3D曲面图，从响应面分析图上可形象地解读最佳参数及各因子之间的交互作用。当特征值（0，1，-1）均是正值时曲面图为山谷形，有极小值存在；当特征值是负值时为山丘形响应面分析图，有极大值存在；当特征值有正有负时为马鞍形曲面无极值存在[8]；等高线的形状用于客观反映试验因子交互效应的强弱，椭圆形代表因子交互显著，圆形则不显著。采用Design Expert8.0.7.1软件绘制响应面图和等高线图如图5、图6和图7所示。

图5为提取时间与乙醇浓度对白芷香豆素提取率(mg·g-1)的影响，当固液比为1∶5时，由图5的曲面图可知随着提取时间和乙醇浓度的延长提取率增加，由图5的等高线图表现为椭圆形可知，提取时间与乙醇浓度的交互作用极为显著。等高线图为圆形可知，提取时间与乙醇体积分数的交互作用不显著。

图6 提取时间与固液比对白芷香豆素提取率的影响Fig.6 Response surface plots of extracting timeand and Solid-liquid ratio on the yield of Angelica dahurica

图7为乙醇浓度与固液比白芷香豆素的影响。提取时间为6h时，由图7的曲面可知提取温度对白芷香豆素影响较小，由图7的等高线图为椭圆形可知乙醇浓度与固液比白芷香豆素交互作用较为显著。

2.3.4 提取工艺条件的确定。

由响应面的分析可知，回归模型存在白芷香豆素提取率最大值8.610 mg·g-1，最高点位于试验设计范围内，其最佳点位于ABC(0.11957，-0.04761，0.0356)即提取时间为4.23h，乙醇浓度为62.1%，固液比为1∶3.82。为检验响应面法的可靠性，采用上述最优提取条件进行白芷香豆素提取率的提取试验，在此条件下进行平行试验，白芷香豆素平均提取率为8.618mg·g-1，与理论预测值基本相符，这说明回归方程能够真实地反映筛选因素对白芷香豆素提取率的影响,对于白芷香豆素提取工艺的研究具有指导意义。

图7 乙醇浓度与固液比对白芷香豆素提取率的影响Fig.7 Response surface plots of ethanol concentration and and Solid-liquid ratio on the yield of Angelica dahurica

3 结论与讨论

白芷香豆素单因素试验表明，白芷香豆素提取的适宜工艺条件为：固液比1∶5，提取时间6h，乙醇浓度为65%。通过响应面分析，各个因素对白芷香豆素提取率的影响为：提取时间和乙醇浓度的交互项、乙醇浓度和固液比的交互项、乙醇浓度一次项。通过岭脊法分析得到提取的最佳工艺条件为：提取时间4.23h，乙醇浓度为62.1%，固液比为1∶3.82，与理论值基本相符。与其他提取工艺相比，乙醇提取能够较好保存有效成分，特别对热敏性有效成分的保护具有显著性优势。

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