绿色农药苦参碱的提取工艺研究

摘要：通过对浸泡超声提取法、高温浸泡提取法和碱性醇提取法3种苦参碱提取工艺进行研究，提出以碱性醇提取法为主导工艺，在提取率、出膏率、浸膏总碱量和降低成本方面取得了重要突破，为促进植物源苦参碱农药的工业化生产和推广应用提供了一条可行之路。

关键词：苦参碱；超声波；碱性醇；提取率；出膏率

苦参碱（Matrine，Sophocarpidine）系从豆科植物苦参（Sophora flavescens Ait.）或豆科植物广豆根（柔枝槐）（Sophora subprostrata Chun et T. Chen）中分离出来的生物碱。通常所指的苦参碱农药产品实际上是指从苦参中提取的全部物质，把它叫做苦参提取物或简称为苦参总碱，主要成分为苦参碱、氧化苦参碱等。苦参总碱分子式C15H21N2O，分子量：248.36（按1993年国际相对原子质量计）。苦参提取物外观为稳定的褐色均相液，无可见的悬浮物和沉淀物，易燃，无腐蚀性，在弱酸或中性介质中稳定，pH 5.0～7.0。对人、畜和鸟类无三致（致残、致畸、致突变），对生殖无毒性；对鱼及水生物的作用效果没有明显的影响；对蜂及野生物的作用效果无明显有害的影响。生态环境评价为环保型，属无残留低毒农药产品[1-3]。

苦参碱的生物活性和特点：一是杀虫活性。氧化苦参碱对菜青虫、黄掌蛾和榆蓝叶甲有强触杀作用，对桃蚜、萝卜蚜、梨二叉蚜、小麦蚜虫的防治效果均达90%以上。二是杀菌活性。苦参碱丙酮提取物对小麦赤霉病、苹果炭疽病、番茄灰霉病菌丝生长和病菌孢子萌发有明显的抑制作用。三是调节植物生长功能。苦参碱提取物对植物有明显的促生长功能，如苦参碱处理离体黄瓜子叶，其鲜质量和干质量随苦参碱浓度的增加而明显增加，且与对照差异显著[3,4]。

苦参碱的提取分离和含量测定是其开发利用的关键问题。目前，苦参碱的提取工艺主要有：溶剂提取法、离子交换法、树脂吸附法、超临界液体萃取技术等。苦参碱的溶剂提取法，常采用水、酸及乙醇等作为提取溶媒，提取方法多为浸渍、渗漉、煎煮、回流等。经过广泛分析和对大量文献及专利资料的比较，笔者以建立一种生产工艺简单、成本低、适合大规模工业化生产的苦参总碱提取工艺为出发点，选用浸泡超声提取法、高温浸泡提取法和碱性醇提取法3种方法对苦参根中的苦参总碱进行提取，并采用酸碱滴定法测定含量。通过对这3种方法的比较研究，优选出一种较好的苦参总碱提取方法。

1 材料和方法

1.1 浸泡超声提取法生产工艺

将苦参根干燥粉碎，过0.25 mm（60目）筛，按照1∶（6～10）的质量比例与60%乙醇溶液混合，25 ℃搅拌过夜。以19～200 kHz频率超声振荡30 min，过滤除去不溶物，提取液于80 ℃蒸干。

取上述干粉0.5 g，精密称定，置具塞锥形瓶中，加入氯仿25 mL，浓氨试液0.3 mL，称定质量，摇匀，室温放置过夜（16 h以上），再称定质量，补足损失的溶剂量，振荡后放置，用滤纸过滤。量取滤液10 mL，置水浴蒸干。残渣加乙醚5 mL放置，加入硫酸滴定液（0.01 mol/L）10 mL，摇匀，置水浴加热使残渣完全溶解并除尽乙醚，放冷[5]。加入新煮沸后放冷的蒸馏水15 mL与甲基红指示液2滴，用氢氧化钠滴定液（0.02 mol/L）滴定至黄色，即得。每1 mL硫酸滴定液（0.01 mol/L）相当于4.967 mg的苦参碱。

1.2 高温浸泡提取法生产工艺

将苦参根干燥粉碎，过0.25 mm（60目）筛，按照1∶（6～10）的质量比例与60%乙醇溶液混合，80 ℃搅拌过夜。过滤除去不溶物，提取液于80 ℃蒸干。

取上述干粉0.5 g，精密称定，置具塞锥形瓶中，加入氯仿25 mL，浓氨试液0.3 mL，称定质量，摇匀，室温放置过夜（16 h以上），再称定质量，补足损失的溶剂量，振荡后放置，用滤纸过滤。量取滤液10 mL，置水浴蒸干。残渣加入乙醚5 mL放置，加入硫酸滴定液（0.01 mol/L）10 mL，摇匀，置水浴加热使残渣完全溶解并除尽乙醚，放冷。加入新煮沸后放冷的蒸馏水15 mL与甲基红指示液2滴，用氢氧化钠滴定液（0.02 mol/L）滴定至黄色，即得。每1 mL硫酸滴定液（0.01 mol/L）相当于4.967 mg的苦参碱。

1.3 碱性醇提取法生产工艺

将苦参根干燥粉碎，过0.25 mm（60目）筛，按照1∶（6～10）的质量比例与60%乙醇溶液（含有0.02%氨水）混合，80 ℃搅拌过夜。过滤除去不溶物，提取液于80 ℃蒸干。

取上述干粉0.5 g，精密称定，置具塞锥形瓶中，加入氯仿25 mL，浓氨试液0.3 mL，称定质量，摇匀，室温放置过夜（16 h以上），再称定质量，补足损失的溶剂量，振荡后放置，用滤纸过滤。量取滤液10 mL，置水浴蒸干。残渣加乙醚5 mL放置，加入硫酸滴定液（0.01 mol/L）10 mL，摇匀，置水浴加热使残渣完全溶解并除尽乙醚，放冷。加入新煮沸后放冷的蒸馏水15 mL与甲基红指示液2滴，用氢氧化钠滴定液（0.02 mol/L）滴定至黄色，即得。每1 mL硫酸滴定液（0.01 mol/L）相当于4.967 mg的苦参碱。

2 结果与分析

按上述方法对苦参根中的苦参总碱进行提取，浓缩干燥后其出膏率和苦参总碱的含量如表1所示。由表1可见，碱性醇提取法的出膏率最高（19.5%），高温浸泡提取法的出膏率居中（18.0%），浸泡超声提取法的出膏率最低（13.2%）。此外，以苦参总碱的提取率和其在浸膏中所占的比例为指标，碱性醇提取法均最高。其原因可能因为提取时加入的氨水能够将以盐的形式存在的苦参碱类转换为游离的苦参碱类，从而增加了苦参总碱的提取率。

3 小结

通过对上述3种提取工艺的比较可见，相对于浸泡超声提取法和高温浸泡提取法而言，碱性醇提取法能够更好地提高出膏率和苦参总碱的提取率。碱性醇提取法的出膏率较平均的苦参总碱出膏率（15%）高4～5个百分点，而且其浸膏干粉中苦参总碱的含量可达13.3%。因此该工艺可应用于提取农药用苦参总碱。此外，因为该方法操作简单，仅需要粉碎、提取、过滤、复配及灌装几个步骤；所需的设备也很少，仅需搅拌器、反应釜及加热设备即可，所以对于扩大到工业化生产也非常便利。

参考文献

[1]付颖,王常波,叶非.我国苦参碱农药研究应用概况[J].农药科学与管理,2005,26(12):30-33.

[2]吴传万,杜小凤.杨文飞,等.植物源农药苦参碱防治韭蛆试验[J].现代农药,2004,3(1):42-44.

[3]王学东.植物源农药杀虫剂—苦参碱[J].农业知识:瓜果菜,2007(7):43.

[4]赵仲仁,李广仁,郑巧兰,等.苦参碱对植物生长的刺激作用[J]. Journal of Integrative Plant Biology,1988(06):614-618.

[5]刘炳茹,周红城,王伟.高效液相色谱法测定苦参素中相关成分方法学研究[J].时珍国医国药,2001,12(1):27-28.