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萃取浓缩姜黄中的有效成分
姜黄，一味活血类中药，早在五代十国时期，就作为药用植物出现在《日华子本草》中，记载其具备治症瘕血块，痈肿，通月经，治跌扑瘀血，消肿毒，止暴风痛冷气，下食等功效。现代药学研究发现，姜黄中的主要有效成分为姜黄素（Curcuma longa L.），一种天然生物活性化合物。提纯的姜黄素在现代医学中常用于抗氧化、抗菌、抗炎、抗突变、抗高脂血症，同时具备减少胀气、降低血糖、预防和治疗阿尔茨海默病和帕金森病等功能。
正因为姜黄素的多种优点，其提取和纯化也吸引了许多中药研发课题组。瑞士步琦作为一家样品前处理公司，一直致力于推出高效的解决方案。我们于 2021 年 5 月发布了针对天然产物有效成分提取与浓缩的工业级旋转蒸发仪——R-220 Pro Extraction，这是一款集浓缩与萃取为一体的旋转蒸发仪。今天我们会以姜黄素为例，把 R-220 Pro Extraction 与传统浸泡萃取做对比，带大家了解这款独特旋转蒸发仪卓越的处理效率。
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设备
◇ 工业级旋转蒸发仪 R-220 Pro Extraction
◇ 实验室级旋转蒸发仪 R-300
◇ 真空泵 V-600
◇ 真空泵 V-300
◇ 冷却循环水机 F-105
◇ 冷却循环水机 F-314
◇ 加热干燥箱
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试剂与样品
◇ 95% 乙醇 8L
◇ 姜黄原料 2kg
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前置处理步骤
把姜黄原料放入加热干燥箱内，设置 50-60℃，干燥 24 小时，取出碾碎至小块（图1）。
▲ 图1：干燥姜黄块
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传统浸泡萃取法
取干燥姜黄块 250g，放入 4L 95% 乙醇中（图2），整个浸泡过程持续 3 天，温度为室温。浸泡完毕后通过纱布和滤纸过滤，然后使用 R-300 旋转蒸发仪进行浓缩，浓缩参数如表1。
表1：使用旋转蒸发仪 R-300 进行浓缩：
参数 | 条件 |
水浴锅温度 | 50 °C |
冷却循环水机温度 | 5 °C |
旋转速度 | 90 rpm |
真空度 | 常压 → 150 → 90 mbar |
总时长 | 2 小时 |
▲ 图2：使用传统浸泡法萃取姜黄素
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使用 R-220 Pro Extraction
进行萃取与浓缩
为了方便对比，我们采用和传统浸泡法一样的样品与溶剂比例，即把 250g 干燥姜黄块放入 R-220 Pro Extraction 的萃取池（图3），然后在蒸发瓶内倒入 4L 95% 乙醇（图4），萃取完毕后切换至浓缩模式。萃取过程的参数请参考表2，浓缩过程的参数请参考表3。
表2：使用 R-220 Pro Extraction 进行萃取：
参数 | 条件 |
水浴锅温度 | 55 °C |
冷却循环水机温度 | 5 °C |
旋转速度 | 85 rpm |
真空度 | 常压 → 200 → 150 → 100 → 90 → 80 mbar |
萃取循环 | 10 次循环 (1 次循环 = 45 min) |
表3：使用 R-220 Pro Extraction 进行浓缩：
参数 | 条件 |
水浴锅温度 | 55 °C |
冷却循环水机温度 | 5 °C |
旋转速度 | 85 rpm |
真空度 | 80 mbar |
总时长 | 0.5 小时 |
▲ 图3 和 图4：使用 R-220 Pro Extraction 进行萃取和浓缩
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萃取率计算
其中：
W = 萃取物被浓缩至完全干燥后的重量（g）
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结果
表4：传统浸泡和 R-220 Pro Extraction 处理效率对比：
萃取方法 | 萃取溶剂 [L] | 萃取与浓缩时间 Hours | 萃取率 ％Yield |
传统浸泡法 | 4 | 74 | 28.7 |
R-220 Pro Extraction | 4 | 8 | 31.4 |
根据表4 的结果，与浸泡法相比，R-220 Pro Extraction 的萃取率更加高，此外，使用 R-220 Pro Extraction 的提取和浓缩所需的时间比传统浸泡法少得多。事实上，如表4 所示，R-220 Pro Extraction 的提取时间为 8 小时，而传统浸泡法的提取时间为 74 小时。
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结论
步琦 R-220 Pro Extraction 作为专为天然产物设计的循环萃取浓缩装置，在萃取率和处理时间上都远胜传统的冷热浸泡法。为了方便对比，我们将本次的萃取样品与溶剂比例控制为一致；实际上，在真实的应用环境中，我们完全可以添加更多的姜黄在 R-220 Pro Extraction 的萃取池内，实现更高比例的样品和溶剂比。在保持高萃取率的同时，实现节省溶剂的目的。
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