高 倩， 潘飞兵

槟榔碱提取及检测方法研究现状及展望

高 倩， 潘飞兵

（海南华创槟榔研究院，海南 海口 570208）

综述了槟榔碱的提取技术，对溶剂提取法、热回流提取法、超声波辅助提取法、微波辅助提取法、亚临界水提取法、超临界CO2萃取法进行了介绍。并对槟榔碱的检测方法进行归纳总结，重点举例阐述了高效液相色谱法、超高效液相色谱―质谱联用法、微芯片毛细管电泳―无接触电导检测法、气相色谱―质谱联用法。鉴于传统溶剂提取法、液相色谱检测法使用有机试剂量较大，为了遵循环保理念，亚临界水提取法作为一种环保技术可以有效解决有机试剂污染问题，气相色谱―质谱联用技术在槟榔碱含量检测方面的应用，可以减少有机试剂引入，简化前处理过程。基于对槟榔碱提取及检测方法研究的综合分析，对未来槟榔中槟榔碱含量的研究提出了建议和思路。

槟榔；槟榔碱；提取；检测方法；环保技术；气相色谱―质谱联用法

槟榔（）是棕榈科多年生常绿乔木，槟榔碱（）是从植物槟榔中提取的一种生物碱，对人体的神经系统[1]、内分泌系统[2]等有着广泛的影响，高效提取和定量分析槟榔碱含量对开发其药用价值具有重要意义。综合国内外研究现状，主要应用于槟榔碱的提取技术有溶剂提取法[3-5]、热回流提取法[6]、超声波辅助提取法[7]、超临界CO2萃取法[8-9]等。溶剂提取法通常搭配微波辅助提取、超声波辅助提取法使用，试剂污染严重，危害人体健康，而超临界CO2萃取法设备造价成本较高。常用的槟榔碱的检测方法有分光光度法[10-11]、滴定法[12]、高效液相色谱法[13-14]、超高效液相色谱―串联质谱法[15]等。

近几年，随着环保技术的快速发展，槟榔碱的提取和检测技术也在日益更新，本文在现有综述文献的基础上，补充说明了亚临界水提取槟榔碱新技术，以及气相色谱―质谱联用法对槟榔碱含量的定量检测新方法，为槟榔碱的高效、环保提取和检测提供新思路。

1 槟榔碱的特性

槟榔中至少含有6种生物碱，槟榔碱属于其中一大类，因其在槟榔中含量占比较高，故命名为槟榔碱[16]。槟榔中除含量较高的槟榔碱外，还包含槟榔次碱、去甲基槟榔碱、去甲基槟榔次碱等，共占到槟榔总生物碱的90%以上[17]。据国内外学者研究发现，槟榔碱具有一定的药用价值，槟榔中的生物碱对于治疗精神分裂症和抑郁症具有良好效果[18]，在大鼠实验的研究结果表明，含槟榔碱类的药物对于抗血管粥样硬化具有显著改善作用[19-20]。槟榔碱对大鼠的降血糖及调节血脂实验发现，低浓度的槟榔碱可使2型糖尿病大鼠得到缓解[21-22]。同时槟榔碱可能具有一定的毒副作用，研究者在体外用不同浓度的3种生物碱评估精子活力的影响，发现槟榔碱对槟榔消费者的性腺功能有不良影响[23]。

2 槟榔碱的提取方法

2.1 溶剂提取法

溶剂提取法是槟榔碱提取方法中应用最广泛的方法，由于槟榔碱溶于水、脂溶性溶剂和乙醇中，故常用的溶剂主要有水、乙醇、乙醚、氯仿[3]。在溶剂提取法提取槟榔碱时，考察了不同溶剂的提取情况，结果乙醚提取率较低，水和乙醇提取的杂质较多，色谱峰分离度不好，可加入氨水、碳酸盐缓冲液等碱化试剂提高提取效率[4]。除了不同溶剂对槟榔碱提取率有较大影响，碱化时pH值的大小、提取温度、提取次数等因素都直接影响槟榔碱提取率。陈娟等以槟榔核为原料，采用酸水提取法提取槟榔碱，发现槟榔粉碎粒度、提取时间及温度、料液比、盐酸浓度对槟榔碱提取量的影响都极为显著（P＜0.01），影响大小依次为：盐酸质量浓度＞提取时间＞提取温度，采用条件优化后的酸水提取法提取槟榔碱与传统乙醇提取法相比，提取率提高约6.43 mg/g[5]。溶剂提取法是槟榔碱提取的主流方法，通常需与超声波辅助提取、热回流辅助提取等方式结合使用。

2.2 超声波辅助提取法

超声波提取法是采用超声波辅助溶剂进行提取，一般作为辅助浸提方法与溶剂提取法结合使用，有助于提高槟榔碱的提取率。超声波辅助提取法从槟榔中提取槟榔碱，槟榔碱的得率受浸提液乙醇、料液比、提取温度、纯化过程中pH值等因素影响，通过正交试验得出，在超声波频率40 kHZ，超声功率300 W条件下，槟榔碱提取最佳工艺为：浓度85%乙醇，料液比1∶8，碱化pH值为8，提取温度65℃，槟榔得率最高为（0.1987±0.05）%[7]。超声波提取率比传统工艺提取率显著提高，适用范围广，提取工艺运行成本低，操作简单。

2.3 亚临界水提取法

亚临界水萃取技术是近年来新型技术，应用于槟榔碱提取研究较少，由于亚临界水的极性变化，实现了天然产物中活性成分的连续提取和选择性提取[24-25]。亚临界水提取槟榔碱的实验装置主要由高温反应釜、加热系统、控温系统组成，将2.0 g槟榔粉末放入反应釜中，并加入60 mL蒸馏水，提取温度设为144℃，料液比35∶1，提取时间43 min，此条件下槟榔碱的提取率可达4.25 mg/g。由于亚临界水是一种廉价、无污染的萃取剂，所以，亚临界水提取技术被认为是一种绿色、环保的加工技术[26]。

2.4 超临界CO2萃取法

超临界CO2萃取法主要是利用超临界流体，在特定温度和压力下将待分离物质选择性的萃取出来，影响槟榔碱提取率的主要因素包括CO2流量、温度和压力、夹带剂用量。韩志萍等在研究中确定了超临界CO2萃取法最佳工艺参数为：压力20 MPa、温度50℃、时间120 min、CO2流量25 kg/h、无水乙醇夹带剂用量为175 mL时萃取效果最好[8]。随后几年，吴清波等通过微波预处理技术结合超临界CO2萃取法提取槟榔碱，微波预处理可以明显提高槟榔碱得率，微波辐射功率升高，槟榔碱得率明显提高。通过响应面分析得出最佳工艺条件为萃取压力33 MPa、萃取温度63℃、微波功率480 W，在此条件下槟榔碱得率为（0.448±0.007）%[9]。

多种槟榔碱提取技术优缺点比较如表1所示。

表1 槟榔碱提取技术优缺点比较

3 槟榔碱的检测方法

3.1 高效液相色谱法

液相色谱法是近代发展起来的新型高效分析技术，其分析对象包括高沸点、热敏性高、分子量较大、极性差异较大的化合物及生物大分子物质，其分析灵敏度高，准确性好。生物碱能溶解在有机溶剂中，可直接经液相色谱进行分离检测，此方法精密度、稳定性均较好，是测定槟榔碱最为成熟的方法之一。高效液相色谱法中色谱柱通常采用SCX强阳离子交换柱进行分离，流动相的使用有些许差异，以乙腈-0.2%磷酸溶液作为流动相进行洗脱居多，浓氨试液调节pH至3.8，柱温为30℃，流速1.0 mL/min，检测波长为215 nm进行测定，槟榔碱在215 nm处有紫外最大吸收值[27-31]。屈文佳等人将流动相改为甲醇-0.02%磷酸盐溶液（72∶28），等度洗脱，可以很好地将槟榔碱、槟榔次碱、去甲基槟榔碱、去甲基槟榔次碱分离，同时测定4种生物碱含量，加标回收率分别达到99%～101%[32]。个别研究人员采用C18色谱柱，乙二胺、甲醇和乙腈作为流动相，柱温为30℃，流速1.0 mL/min，检测波长215 nm，结果重现性较好，也适用于槟榔提取物中槟榔碱含量的测定[33-34]。

3.2 超高效液相色谱―串联质谱法

近年来，液质联用技术已经在活性成分鉴定方面应用广泛。郭晓杰等采用超高效液相色谱―串联质谱法（UPLC-MS/MS）建立槟榔籽中四种生物碱含量的检测方法，并优化了色谱条件和质谱条件，采用Waters Atlantis T3色谱柱，选用0.1%甲酸水溶液-乙腈溶液作为流动相，流速0.5 mL/min，柱温40℃，质谱仪采用电喷雾离子源，MRM模式扫描，四种生物碱均呈现出良好线性，且加标回收率均在70%～120%[15]。相比于高效液相色谱法检测槟榔碱含量，UPLC-MS/MS法灵敏度更高，检测时间更短，但设备成本费较高。

3.3 微芯片毛细管电泳-无接触电导检测法

微芯片毛细管电泳是近年来迅速发展起来的一种现代分析技术[35]。它具有集成度高、分辨率高、分析速度快、试剂消耗低、运行成本低等优点，已广泛应用于化学、生物学、药物分析[36]、食品安全[37]等领域。Cai ZY等人开发了由高压供体、非接触式电导率检测和薄芯片组成的自制微芯片毛细管电泳系统，建立了一种毛细管电泳-无接触电导率检测（MCE-CCD）测定槟榔子饮片中槟榔碱含量的新方法，研究了不同电泳操作参数对槟榔碱分析的影响。在最佳条件下，槟榔碱可在1 min内快速分离和检测，在20～1 500 μM范围内线性良好（2＝0.999 1），检出限为5 μM，本法测定槟榔碱的回收率为96.8%～104%[38]。杨秀娟等人在高电场强度下，利用芯片上微通道实现待测组分的分离，以非接触电导检测器进行检测，研究电泳介质、进样时间和分离电压等因素对分离检测的影响，并对影响实验方法因素进行优化：缓冲溶液为2 mmol/L醋酸＋2 mmol/L醋酸钠（pH＝4.7），进样时间10 s，分离电压2.5 kV。建立了微流控芯片非接触电导法检测槟榔碱含量的分析方法[39]。使用微流控芯片非接触电导法检测槟榔碱含量的应用较为新颖，在槟榔碱的传统检测方法之外提供了一种新型检测方法。

3.4 气相色谱―质谱联用法

与液相色谱检测槟榔碱的方法相比，气相色谱―质谱联用法（GC-MS）检测槟榔碱的前处理更简单，根据槟榔碱易挥发的特性，可以避免使用大量溶剂提取槟榔碱，减少因引进新杂质对检测的准确度，简化了检测过程。张凤梅等采用外标定量法，称取0.5～1.5 g剪碎后的槟榔，加入10～15 mL无水乙醇超声萃取，取上清液放入气相色谱―质谱联用仪中进行检测。色谱柱采用HP-5MS，进样口温度为180～210℃，恒流模式。质谱条件离子源温度190～230℃，四级杆温度为170～180℃，选择离子监测模式，槟榔碱定量离子140，定性离子为96或155，测得结果相对标准偏差为2.05%～4.73%之间[40]。袁源等采用内标定量法，称取粉碎处理后的槟榔放入进样瓶，将萃取头老化，将进样瓶放入已经达到萃取温度的动态加热炉中进行平衡，将老化后的萃取头插入进样瓶中，并在萃取温度下进行萃取，将萃取头插入GC-MS进样口进行解吸，进行GC-MS检测，进行内标校正因子f的计算以及内标法含量的计算，无需溶剂进行前处理，操作简便[41]。

多种槟榔碱检测方法优缺点比较如表2所示。

表2 槟榔碱检测方法优缺点比较

4 结论与展望

槟榔碱的提取方法有很多，实际应用于槟榔碱提取的方法主要为溶剂提取法，但此方法处理过程较复杂，耗时长，毒性较大等问题，目前一些科研工作者将溶剂提取法与超声波、微波辅助提取等技术进行联用，以提高槟榔提取率。近年来随着新型技术的进步，亚临界水提取法等绿色、环保的提取技术在不断发展，应用于槟榔碱的提取中，可以解决有机试剂使用问题。

目前主要应用于槟榔碱的检测方法较为成熟的是高效液相色谱法。随着高效液相色谱法不断的发展，利用液相色谱仪器能将复杂混合物进行分离的原理，出现了很多的联用技术，用来定量与确定物质结构。质谱技术使得分析未知化合物的分子量成为可能，采用高效液相色谱与质谱联用技术可以将结构相似的不同物质区分开来，因此该技术在槟榔碱分离检测中应用也较为广泛。但无论是液相色谱或液质联用技术，都会引入大量有机试剂，危害实验人员健康，而气相色谱―质谱联用技术在槟榔碱含量检测方面的应用，直接消除了这一危害因素，不但简化了前处理过程，还减少了有毒有机试剂的引入，且可以通过定性、定量离子对槟榔碱进行定性和定量检测，但此方法目前应用度不高，后续应优化气质联用技术的研发进度，较多的应用于槟榔碱的检测方面。

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Progress of Extraction and Detection Methods of Arecoline

GAO Qian, PANFei-bing

（Hua Chuang Institute Of Areca Research-Hai Nan, Haikou 570208, China）

The progress of extraction technology of arecine was reviewed, and the extraction methods of solvent extraction, heat reflux extraction, ultrasonic extraction, microwave-assisted extraction, subcritical water extraction and supercritical CO2extraction were introduced. The detection methods of arecoline were summarized, and the methods of HPLC, UPLC-MS/MS, microchip capillary electrophoresis-contactless conductance detection and GC-MS were mainly illustrated. In view of the large amount of organic samples used by traditional solvent extraction methods and liquid chromatography detection methods, in order to comply with the concept of environmental protection, subcritical water extraction method, as an environmental protection technology, can effectively solve the problem of organic reagent pollution. The application of GC-MS in the detection of arecoline content can reduce the introduction of organic reagents and simplify the pre-treatment process. Based on the comprehensive analysis of the extraction and detection methods of arecoline, suggestions and ideas for the future study of arecoline content in arecoline were put forward.

Areca nut; arecoline; extract; detection method; environmental protection technology; GC-MS

O6-1

A

1004-8405(2022)04-0068-06

10.16561/j.cnki.xws.2022.04.09

2022-12-09

高倩（1990～），女，汉，辽宁营口人，硕士，工程师；研究方向：化学分析。