医科大学学报ＪＯＵＲＮＡＩ ＯＦ ＸＩＮＪＩＡＮＧ ＭＥＤ１ＣＡＩ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ２０１１ Ｏｃｔ．，３４（１Ｏ） １０８３ 莫合烟中烟碱的提取工艺筛选 匡 添 ，朱青梅 ，龚 灿。，郭炬亮 （医科大学 药学２００８—２班， 厚博ｌ临床药学２００８—２班， 分析测试中心， 药学院药化／有机教研室，乌鲁木齐８３００１１） 摘要：目的探讨气相色谱法（Ｇｃ）法测定莫合烟烟叶中烟碱含量的优选条件，筛选提取工艺。方法 分别 用超声波辅助提取法、微波辅助提取法提取莫合烟，用ＧＣ法测定莫合烟烟叶中烟碱含量。结果 微波辅助提取 烟碱的最优条件是溶剂水，时问４５ ｍｉｎ，固液比１：４５，功率６４０ Ｗ，烟叶中的烟碱提取率为７６．４３ 。超声波辅助 提取烟碱的最优条件是溶剂水，时间１０ ｍｉｎ，温度３Ｏ℃，物料比１：１０，烟叶中的烟碱提取率为７２．８３％。结论 超声波辅助提取法提取莫合烟中的烟碱较微波辅助提取法更经济、省时。 关键词：烟碱；气相色谱；莫合烟烟叶；含量测定；提取工艺 中图分类号：Ｒ９１７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—５５５１（２０１１）ｉ０—１０８３—０４ Ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｎｉｃｏｔｉｎｅ ｆｒｏｍ Ｍｏｈｅ ｔｏｂａｃｃｏ ＫＵＡＮＧ Ｔｉａｎ ，ＺＨＵ Ｑｉｎｇ－ｍｅｉ ，ＧＯＮＧ Ｃａｎ。，ＧＵＯ Ｊｕ—ｌｉａｎｇ （ Ｐｈａｒｍａｃｙ ２００８—２ Ｃｌａｓｓ， Ｈｏｕｂｏ Ｐｈａｒｍａｃｙ ２００８—２ Ｃｌａｓｓ，。Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｔｅｓｔ Ｃｅｎｔｅｒ， Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｍｅｄｉｃａｌ ａｎｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｐｈａｒｍａｃｙ， ＸｉｎｇＪ ｉａｎｇ Ｍｅｄｉｃｉａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｕｒｕｍｑｉ ８３００ １ １，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ Ｔｏ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ Ｎｉｃｏｔｉｎｅ ｏｆ Ｍｏｈｅ ｔｏｂａｃｃｏ，ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏ— ｇｙ ｇａｓ ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ（ＧＣ）．Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｗａｖｅ ａｓｓｉｓｔｅｄ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ（ＵＡＥ）ａｎｄ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ—ａｓｓｉｓ— ｔｅｄ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ（ＭＡＥ）ｗｅｒｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｅｘｔｒａｃｔ ｔｈｅ Ｎｉｃｏｔｉｎｅ ｆｒｏｍ Ｍｏｈｅ ｔｏｂａｃｃｏ。ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ Ｎｉｃｏｔｉｎｅ ｕｓｉｎｇ ＧＣ ｍｅｔｈｏｄ．Ｒｅｓｕｌｔｓ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ＵＡＥ ｗａｓ ｗａｔｅｒ ａｓ ｓｏｌｖｅｎｔ，４ ５ ｒａｉｎ，ｒａｔｉｏ ｏｆ ｓｏｌｉｄ ａｎｄ ｌｉｑｕｉｄ ｗａｓ １：４５，ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｗａｓ ６４０ Ｗ；ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ ｗａｓ ７２．８３ ；Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉ— ｔｉｏｎ ｏｆ ＭＡＥ ｗａｓ ｗａｔｅｒ ａｓ ｓｏｌｖｅｎｔ，４５ ｍｉｎ，３０℃，ｔｈｅ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｓｏｌｉｄ ａｎｄ ｌｉｑｕｉｄ ｗａｓ １：１０，ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｐｅｒ— ｃｅｎｔａｇｅ ＷａＳ ７６．４３ ．Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ ＵＡＥ ｅｘｔｒａｃｔ ｔｈｅ Ｎｉｃｏｔｉｎｅ ｆｒｏｍ Ｍｏｈｅ ｔｏｂａｃｃｏ ｉｓ ｍｏｒｅ ｅｃｏｎｏｍｙ ａｎｄ ｓａｖｅ ｔｉｍｅ ｔｈａｎ ＭＡＥ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｎｉｃｏｔｉｎｅ；ｇａｓ ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ；Ｍｏｈｅ ｔｏｂａｃｃｏ；ｃｏｎｔｅｎｔ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ；ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 烟碱（Ｎｉｃｏｔｉｎｅ）又名尼古丁，天然烟叶中含量最 学名为１一甲基一２吡咯烷，是易挥发、无味、无色或淡 多的生物碱，含量为１ ～３ ，分子式为Ｃ 。Ｈ Ｎ。，化 黄色液体，是重要的化工和医药原料…。烟叶中已 基金项目：医科大学第五期大学生创新性实验计划（ｃｘ２０１０００７） 作者简介：匡添（１９９Ｏ一），男，本科，药学２００８ ２班。 通信作者：郭炬亮，女，硕士，副教授，研究方向：地产资源的开发利用，Ｅ—ｍａｉｌ：ｇｊ１７１４５＠１６３．ｃｏｒｎ。 １０８４ 医科大学学报ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＸＩＮＪＩＡＮＧ ＭＥＤＩＣＡＬ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ２０１１ Ｏｃｔ．，３４（１０） 鉴定出３ ０００多种化合物，包括生物碱、蛋白质、氨 基酸、苷类（芸香苷、Ｒ一谷甾醇）、糖类、有机酸（Ｌ一苹 １．３．１ 超声波辅助提取法（ＵＡＥ） 称取粉碎的莫 合烟烟叶１０ ｇ，置于５００ ｍＬ圆底烧瓶中，加入一定 体积的萃取溶剂，置于超声装置中，设置超声时间， 超声完成后，倾倒出大部分溶液并过滤，烧瓶中再加 果酸、柠檬酸、油酸、肉桂酸等４０多种）等物质 。 烟叶中烟碱、茄尼醇、有机酸、氨基酸等都是很有用 的物质，如：从废弃烟叶中提取烟碱可用于生产烟碱 农药嘲，提取茄尼醇用于生产辅酶Ｑ 。等药物Ⅲ。 高纯度的烟碱可用作保健香烟、戒烟膏、治疗关节痛 入体积与前体积相同的溶剂，重复上述过程，共萃取 ３次，将所有滤液合并，减压蒸馏回收溶剂，称量所 得萃取物的重量并测定其中的烟碱含量。为确定超 和肌肉痉挛的外用药的原料。在农业中，烟碱本身 作为杀虫剂，也可以作为某些类烟碱杀虫剂的原 料ｌ５ ］。烟碱的主要提取方法有常规水提取法、水 蒸气蒸馏法等。超声波辅助提取和微波辅助提取技 术是新的萃取技术，用于提取中药有效成分，可提高 提取率，且有快捷、方便、环保的特点 ¨ 。超声波 辅助提取法（Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｗａｖｅ ａｓｓｉｓｔｅｄ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ， ｕＡＥ）是利用超声波产生的强烈振动、空化效应、搅 拌等作用可以加速植物有效成分进入溶剂，提高提 取率，缩短提取时间，简化提取操作步骤。微波辅助 提取（Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ—ａｓｓｉｓｔｅｄ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ，ＭＡＥ）是目 前正研究开发的一种新的萃取技术，具有选择性高、 操作时问短、溶剂用量少的特点。本研究以地 产的莫合烟为原料，采用正交实验设计法，对超声波 辅助提取与微波辅助提取技术提取烟碱进行了研 究，用气相色谱法（ＧＣ）进行含量测定，以确定最佳 的提取方法和工艺，现报道如下。 １材料与方法 １．１ 实验仪器气相色谱仪（岛津ＧＣ一２０１０）；分析 天平（ＭＥＴＴＬＥＲ ＴＯＬＥＤＯ ＡＧ１３５ｄ＝Ｏ．１ ｍｇ）；微 电脑微波化学反应器（ＷＢＦＹ一２０５，巩义市予华一起 有限责任公司）；ＳＫ２５１０ＨＰ数控超声清洗仪（上海 科导超声仪有限公司）；Ｎ一１００１性旋转蒸发仪（上海 爱朗仪器有限公司）。 １．２ 药品试剂 莫合烟（吐鲁番五星莫合烟 厂）；烟碱标准品（中国固剂制造技术国家工程 研究中心）；无水乙醇（分析纯），正己烷（分析纯），异 丙醇（色谱纯），正十七碳烷（内标，Ｎｅｗ ｊｅｒｓｅｙ ＵＳＡ：１－８０００ＡＣＲＯＳ－Ｏ １ Ｇｅｅ１）。 １．３烟碱的提取 声辅助萃取的最佳条件，选择影响萃取过程的主要 因素——溶剂种类、物料比、萃取时间和温度，确定 不同水平，以烟碱提取率和含量为指标，采用正交设 计实验Ｌ。（３ ），实验因素水平见表１。 表１因素水平表 １．３．２微波辅助提取法（ＭＡＥ） 称取粉碎的莫合 烟烟叶１０ ｇ，置于１ ０００ ｍＬ圆底烧瓶，加入一定体 积的萃取溶剂，置于微波化学反应器中，设置微波功 率和辐射时间。辐射完成后，冷却至室温，倾倒出大 部分溶液并过滤，烧瓶中再加入与前体积相同的溶 剂，重复上述过程，共萃取３次，将滤液合并，减压蒸 馏回收溶剂，称量所得萃取物的重量并测定其中的 烟碱含量。为确定微波辅助萃取的最佳条件，选择 影响萃取过程的主要因素——溶剂种类、溶剂量（固 液比）、萃取时间和微波功率，确定不同水平，以烟碱 提取率和含量为指标，采用正交设计实验Ｉ 。（３ ）， 实验因素水平见表２。 表２因素水平表 １．４烟碱的含量测定 采用ＧＣ法，设备为岛津 ＧＣ一２０１０气相色谱仪，色谱柱（ＲＴＸ—ＷＡＸ） 医科大学学报ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＸＩＮＪＩＡＮＧ ＭＥＤＩＣＡＬ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ２０１１ Ｏｃｔ．，３４（１０） １０８５ １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ （３０．Ｏ０ ｍ×０．２５ ｍｍ，０．２５ ｍ）；柱箱温度：恒温 １７０℃，进样口温度：２５０℃，检测器温度：２５０℃，载 溶剂对烟碱提取率影响最大，其次是时间和功率，固 液比的影响最小。因此选择提取最佳工艺条件为 Ａ ＢａＣ。Ｄ。，即溶剂为水，时间４５ ｍｉｎ，固液比１：４５， 气：氦气，线速度为２５ ｃｍ／ｍｉｎ，进样体积：２ Ｌ，分 流比：１：２Ｏ，溶剂：色谱异丙醇，分析时间为１０ ｒａｉｎ。 功率６４０ Ｗ。烟叶中的烟碱提取率为７６．４３ 样品溶液的配制：精密称取内标０．０５０ ０ ｇ，置于 （表４）。 ２５ ｍＬ容量瓶，异丙醇溶解并定容至刻度，制成 表３超声波辅助提取法正交实验设计及结果 ２ ｍｇ／ｍＬ的内标溶液。精密称取样品０．５０６ ｍｇ，置 于１０ ｍＬ容量瓶，用异丙醇定容至刻度，溶解后取 ７２．８３ ２．１８５ ３．５ ｍＬ置于５ ｍＬ容量瓶中再取内标ｌ ｍＬ于其 ５９．７３ ｌ＿７９２ ２５．０４ ０．７５ｌ 中，用异丙醇定容（２．０２４ ｍｇ／ｍＬ），备用。 ５４．８７ １．６４６ ２ 结果 ４６．６７ １．４００ ５６．６７ １．７Ｏ０ ２．１超声波辅助提取法的实验结果 极差分析显 １．２０ ０．０３６ １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ Ｒ 示，对于提取率来说，溶剂种类的影响最大，其次为 ０．０１ ０．０００４ １．２７ ０．０３８ 固液比与时间，功率的影响最小。因此提取最佳工 水水水 醇醇醇 醮 正正正 ：ｍ 娜 艺条件为Ａ Ｂ Ｃ Ｄ１。即溶剂为水，时间ｌＯ ｒａｉｎ，温 度３０℃，固液比１：１０。烟叶中的烟碱提取率为 ７２．８３Ｙｏ（表３）。 注：提取率 （浸膏中烟碱的含量／烟叶中烟碱的含量）×１００ 。 ２．２ 微波辅助提取法的实验结果 极差分析显示， 表４微波辅助提取法正交实验设计及结果 水 水 水 ９５ 乙醇 ９５ 乙醇 ９５ 乙醇 正己烷：乙醇（９： 正己烷：乙醇（９： 正已烷；乙醇（９： Ｏ．１９Ｏ ０．１５２ ０．Ｏ０１ ０．１８９ 注：提取率：（浸膏中烟碱的含量／烟叶中烟碱的含量）×１Ｏ０ 。 ３ 讨论 超声辅助提取法、微波辅助提取法在提取烟叶中 目前烟碱的提取方法有常规的水提取法、水 烟碱时的影响因素，目的在于探寻快速、高效的烟 蒸气蒸馏提取法，而超声波辅助提取和微波辅助 叶中烟碱提取方法。 提取技术是新的萃取技术，有关超声辅助提取法 微波萃取由于能对萃取体系中的不同组分进行 和微波辅助提取法比较的报道较少，本实验研究 选择性加热，因而成为至今唯一能使目标组分直接 １０８６ 医科大学学报ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＸＩＮＪＩＡＮＧ ＭＥＤＩＣＡｌ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ２０１１ Ｏｃｔ．，３４（１０） 从基体分离的萃取过程，具有较好的选择性，另一方 面，微波萃取由于受溶剂亲和力的较小，可供选 择的溶剂较多，此外，热传导、热辐射造成的热量损 失使得一般加热过程的热效率较低，而微波加热利 用分子极化或离子导电效应直接对物质进行加热， 因此热效率高、升温快速均匀，大大缩短了萃取时 间，提高了萃取效率。本研究中，溶剂对烟碱提取 率影响最大，其次是时间和功率，料液比的影响最 小。确定微波辅助法提取烟碱的最优条件是：溶 剂为水，时间４５ ｒａｉｎ，固液比１：４５，功率６４０ Ｗ。 结果烟叶中的烟碱提取率为７６．４３ 。结果还表 明，在微波辅助提取中，以水为溶剂，在时间、固液 比、功率依次增加的情况下，烟碱提取率逐渐变 高。在功率更高的情况下，是否会有更高的提取 率，有待进一步研究。 超声波辅助提取法是利用超声波产生的强烈振 动、空化效应、搅拌作用等可以加速植物有效成分进 入溶剂，提高提取率，缩短提取时间，简化提取操作 步骤。本研究中，溶剂对烟碱提取率影响最大，其次 为料液比与时间，功率的影响最小。本研究确定超 声辅助提取烟碱的最优条件是：溶剂为水，时间 １０ ｍｉｎ，温度３Ｏ℃，物料比１：１０。结果烟叶中的 烟碱提取率为７２．８３ 。超声辅助提取中，以水为 溶剂，在时间、温度、物料比依次增加的情况下，烟碱 提取率反而降低，说明超声温度不能过高，时间不能 过长，否则可能对目标化合物的分子结构产生一定 程度的破坏作用。 本研究结果表明，无论哪种提取方法，提取莫合 烟中的烟碱适宜的溶剂为水；以微波辅助提取法提 取率较高（７６．４３％），但时间较长（４５ ｍｉｎ），功率较 大（６４０ Ｗ），比较耗能、耗时；超声辅助提取法提取 率稍低（７２．８３％），但时间较短（１０ ｍｉｎ），温度不高 （３０℃），较采用微波辅助提取法更快捷、方便、环 保。因此，超声辅助提取法更适宜于莫合烟中烟碱 的提取。 参考文献： ［１］徐晓沐，高科达，黄见丽．烟碱的提取ｔＪ］．化学与粘合，２００６，２８ （１）：５０—５３． ［２］Ｄａｖｉｓ ＬＤ，Ｎｉｅｌｓｅｎ ＭＴ．烟草生产化学和技术［Ｍ］．北京：化学 工业出版社，２００２：５－７． ［３］胡小玲，岳红，管萍，等．以废次烟叶生产硫酸烟碱新方法的研 究ＥＪ］．化学研究与应用，２０００，１２（２）：２２４—２２６． ［４］郑喹玲，于丹梅．废次烟叶的综合利用现状［Ｊ］．重庆大学学 报，２００４，２７（３）：６１—６４． ［５］Ｂａｔｌｌｅ ＤＡ，Ｖａｙｒｅｄａ ＸＭ．Ｓｔｕｄｉｅｄ ｏｎ ｂｅｒｔｉｃｉｄｅｓ ｏｆ ｎａｔｕｒａｌ—ｏｒｉ— ｇｉｎ［Ｊ］．Ｃｉｒｃ Ｆａｒｍ，１９８３，４１（２７８）：２５—４２． ［６］李军．烟碱杀虫剂：中国，１１４０５４５［Ｐ］．１９９７—０１－２２． ［７１ Ｍａｒｓｈａｌｌ ＩＢＳ，Ｎａｇｅｌ Ｃ．烟碱类、拟除虫菊酯类和酮一烯醇类作 为凝胶剂或泡沫剂用于多年生作物：中国，２００６８００３４５１３［Ｐ］． ２００６—０９—０７． ［８］Ｄｅｎｉｚ Ｙ．Ｎｉｃｏｔｉｎｅ，ｉｔｓ ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ ａｎｄ ａｎ ｏｖｅｒｖｉｅｗ ｏｆ ｉｔｓ ｂｉｏ— ｌｏｇｉｃａｌ 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