姜黄中姜黄素的提取工艺研究
Study of the Extraction Process of Curcumin in Curcuma
牛睿 NIU Rui；韩宁娟 HAN Ning-juan；方欢乐 FANG Huan-le；许乐 XU Le
（西安培华学院，西安 710125）
（Xi′an Peihua University，Xi′an 710125，China）
摘要：从中药材姜黄中提取主要成分姜黄素的提取工艺及最优实验条件的研究，选择回流提取法及超声波提取法进行比较，得出最优提取方案。采用乙醇加热回流法、超声波提取法进行四因素三水平正交实验。结果显示提取条件为浓度65%乙醇，提取两次，药材倍数为5—10倍，提取时间2小时；超声功率 40W，温度控制在室温，料液比1:15，提取时间 45min，采用75%的甲醇作为溶剂时，姜黄素提取率较高 。因此适宜的提取条件可提高姜黄素的提取量，简化实验操作，节省物料。
Abstract: This article studies the extraction technology of curcumin in curcuma and the optimal experimental conditions. The refluxing extraction method and ultrasonic extraction method are compared to get the optimal extracting solution. It adopts ethanol heating reflux method and ultrasonic extraction method for four factors three levels orthogonal experiment. Results show that the extraction conditions are: concentration 65% ethanol, twice extraction, medicinal herbs multiples of 5 to 10 times, extracting time: 2 hours. 40W ultrasonic power, room temperature, solid-liquid ratio 1:15, extracting time: 45 min. When using 75% methanol as solvent, the curcumin extraction rate is higher. Therefore suitable extracting conditions can increase the extraction of curcumin, simplify the experimental operation and save material.
教育期刊网 http://www.jyqkw.com
关键词 ：姜黄；姜黄素；提取；正交试验
Key words: turmeric；curcumin；extraction；orthogonal test
中图分类号：R284文献标识码：A文章编号：1006-4311（2015）20-0189-02
0引言
姜黄（Cuicuma longa L.）为姜科姜黄属多年生草本植物，其主要成分为姜黄素，药用部位为其干燥根茎，性温、味苦、入心、肝、脾经。姜黄中提取的姜黄素主要有三种化合物单体，分别是姜黄素、脱甲氧基姜黄素和双脱甲氧基姜黄素，其中姜黄素含量最高，占姜黄总化合物的70%。研究发现，姜黄素有较多的药理活性，而其抗癌作用已在许多动物试验中得到证实，除此以外，姜黄素由于其毒性很低，可作为调味品、天然色素、天然燃料，其染色能力极强且无毒副作用，因此被国际上批准用于天然食品添加剂。姜黄素还具有防腐作用，可作为防腐剂，此外姜黄素还具有促进免疫活性、抑制有紫外光诱导的皮肤突变、降血糖、杀线虫等药理作用，被广泛的应用在美容品、止痛剂、利胆剂、健胃剂当中，尽管对其作用机制的研究已深入到分子水平，但仍未完全明了，由于其应用的广泛性，被受到密集研究。
1仪器
电子天平（沈阳德克天平有限公司，型号MD100-2）；超声清洗仪（北京中仪有限公司）；旋转蒸发仪（上海亚荣生化仪器厂，型号RE—52AA）；电子调温热套；电热鼓风干燥箱（科伟101—0型）；色谱柱；紫外分光光度仪器。
2试剂
姜黄素标准品（含量≥99.8%）；药材姜黄；无水乙醇；甲醇；丙酮；石油醚；三氯甲烷；乙酸乙酯；柱层层析硅胶（型号：粗孔ZCX、Ⅱ，粒度：100—200目）；薄层层析硅胶；蒸馏水。
3实验方法
实验流程：姜黄→加热回流提取法和超声提取法→乙醇提取液→标准品照紫外分光光度法作标准曲线→对乙醇提取液进行分光光度法验证结果→薄层色谱监测结果。
3.1 标准曲线的制备
精密称取姜黄素对照品25mg置50ml容量瓶中，加无水乙醇溶解并定容，摇匀，作为标准储备液。精密吸取姜黄素对照品溶液1.0、0.75、0.5、0.25、0.2、0.15、0.1、0.05、0.03、0.01ml分别置10ml容量瓶中，用无水乙醇稀释至刻度，摇匀，以无水乙醇溶液为空白，在420nm波长处测定吸光度，以吸光度对浓度作线性回归。回归方程为：A=301.45C+0.0305，r=0.999（n=10），线性范围6.363×10-5g/l~6.363×10-3g/l，浓度与吸光度呈良好的线性关系。
3.2 姜黄素的提取
将姜黄原料药粉碎，使其全部通过60目筛网，并在50℃以下于恒温干燥箱中干燥，装袋备用。
3.2.1 回流提取姜黄素的实验
从已粉碎过筛的姜黄素粉末中精密称定9份实验品，要求每份3.0g。按正交实验表进行提取，过滤，合并滤液。按照表1开展实验，结果如表1所示。
分析上述实验数据不难发现，按照各因素对实验影响程度的大小划分，影响程度最大的是乙醇浓度，最小的是提取时间，各因素顺序是乙醇浓度>提取次数>乙醇用量>提取时间。正交实验的最佳提取条件为：精密称取姜黄药材3.0g，用浓度为65%的乙醇，五倍药材用量（即15ml）提取两次，每次两小时，为优选出最佳提取方案，为姜黄素的提取量最优方案。
3.2.2 超声法提取姜黄素的因素—水平确立
精密称定已粉碎过筛的姜黄素粉末9份，每份3.0g，溶媒选用甲醇、乙醇、丙酮，然后利用超声提取法将姜黄素从姜黄粉末中提取出来，以姜黄素含量为指标，按表2进行实验。
分析超声提取正交实验数据，发现对超声提取影响最大的因素是提取时间，最小的因素是固液比，各因素影响顺序分别是提取时间>溶剂的选择>超声功率>固液比，因此超声功率40W，浓度为65%的甲醇，1：15的固液比（即75ml提取溶液），提取60min是最佳方案。
4讨论
由于姜黄素极性较大，在选择提取溶剂的时候，应该选择极性较大的溶剂进行实验，理论上方可提高姜黄的提取效率。
正交实验设计是一种科学计数分析实验结果的方法。采用正交实验四因素三水平进行实验，最大限度的缩小了实验时间，并且实验效果良好。现阶段该方法多用于中药材有效成分的提取，便于优化实验方案，改进提取条件，最大限度实现均衡搭配各种实验条件因素的目的。
本实验采用乙醇回流提取法及超声提取法两种方法进行正交实验，均能得到较高的姜黄素提取率，但是相较两种方法而言，超声提取法作为提取中草药中有效成分的一种新方法，能够在不改变姜黄素的成分结构的前提下，将姜黄的细胞壁击破，使姜黄素和溶媒有机结合在一起，如此不仅缩短了提取时间，也提高了姜黄素的提取率。与传统提取法相比，该法具有实验设备简单易行，实验操作方便、省时、所用仪器数量少且较简易，提取率高、溶剂使用成本低、安全性高且不需要加热等优点，且可大大缩短提取时间，具有很强的推广性。
教育期刊网 http://www.jyqkw.com
参考文献：
[1]张玉领，陈培，王季茹，陈汉娟，孙长颢.姜黄素提取条件的正交设计及硅胶柱色谱纯化的研究[J].价值工程，2010（16）.
[2]曹雁平，矫庆泽.超声功率、频率对姜黄素浸取的影响与动力学模型[J].高校化学工程学报，2011（02）.
[3]王少甲，曹雁平，王璨.超声辅助连续逆流浸取姜黄中姜黄素类物质工艺研究[J].食品与发酵工业，2010（03）.
[4]邓航，陈薇，黄桂红，李江，邓俊刚.HPLC法测定姜黄素明胶微球中姜黄素的含量[J].华夏医学，2011（02）.
[5]许汉林，孙芸，邵继征，熊利容，张念，黄成刚.姜黄素脂质体在大鼠体内药代动力学研究[J].湖北中医学院学报，2007（01）.
[6]陈福北，黄初升，刘红星.姜黄属植物中姜黄素类化合物的研究概况[J].广西师范学院学报（自然科学版），2007（02）.
[7]秦炜，郑涛，原永辉，戴猷元.超声场对姜黄素提取过程的强化[J].清华大学学报（自然科学版），1998（06）.
[8]金明敏，沃兴德，李万业，何一中，高承贤，洪行球.姜黄对高脂血症作用的实验研究[J].浙江中西医结合杂志，1994（S1）.
[9]苗明三，吴巍，陈元朋.姜黄素对大鼠血瘀性脑缺血模型全血黏度、脑匀浆ATP酶及脑组织形态的影响[J].中药新药与临床药理，2010（02）.
[10]魏小娣，韦红，贾盛华，刘玮，张晓萍.姜黄素对新生大鼠坏死性小肠结肠炎模型NF-κB，TNF-α及IL-6表达的影响[J].第四军医大学学报，2009（22）.