微波辅助提取山楂中熊果酸的工艺研究

翁彩珠，巨敏，刘军海

(陕西理工学院化学与环境科学学院，陕西汉中723001)

微波辅助提取山楂中熊果酸的工艺研究

翁彩珠，巨敏，刘军海

(陕西理工学院化学与环境科学学院，陕西汉中723001)

对微波辅助提取山楂中熊果酸的工艺条件进行了研究，通过正交试验对工艺条件进行了优化，结果表明：各因素对熊果酸提取率的影响顺序为：乙醇质量分数＞提取温度＞微波时间＞微波功率＞液料比，乙醇质量分数为显著影响因素；最佳条件为：乙醇质量分数为85%、提取温度为55℃、微波时间为4min、液料比为16∶1、微波功率300W，在此条件下的熊果酸提取率为3.42%。

山楂；熊果酸；微波辅助；提取

本文研究山楂中熊果酸的提取工艺，旨在为山楂的开发利用提供参考。

1 试验

1.1 试验原料、药品及仪器

山楂(产自陕西汉中，经干燥、粉碎后过80目筛密封备用)；熊果酸标准品（购自西安小草植物科技有限公司）；无水乙醇、乙酸乙酯、冰醋酸、香草醛、高氯酸等均为分析纯。

WF-2000型微波快速反应器（上海屹尧分析仪器有限公司）；Cary 50紫外-可见分光光度计（美国瓦里安公司）；DGG-9140B型电热恒温鼓风干燥箱（上海森信试验仪器有限公司）；GR-200电子天平（日本）；HH-2型电热恒温水浴锅（北京科伟永兴仪器有限公司）；HR-200电子天平（日本AND）等。

1.2 山楂中熊果酸提取液样品

准确称取一定量山楂干粉，将一定浓度的乙醇作为提取剂，按设定好的液料比（mL/g）加入烧瓶移入微波反应器中，在一定的微波功率、微波作用时间、温度下进行反应，微波反应后静置1 h，真空抽滤取定量滤液，用提取剂定容至50mL容量瓶中，准确量取0.2mL稀释后的滤液于具塞试管中，减压挥去溶剂，向其加入0.3mL 5%香草醛-冰醋酸和0.7mL高氯酸，摇匀，在60℃水浴锅中加热15min。冷却至室温，用乙酸乙酯定容至5mL，作为熊果酸样品。

1.3 最大吸收波长的确定

准确量取提取液0.5mL，分别置于10mL的具塞试管中，减压蒸干后冷却至室温，加入0.3mL 5%香草醛-冰醋酸溶液和0.7mL的高氯酸溶液后放于60℃水浴锅中加热15min，冷却至室温，用乙酸乙酯定容至5mL，摇匀。以未加标准样品的试剂空白作参比，用紫外可见分光光度计在400～700 nm下进行最大吸收波扫描。结果如图1所示，提取液的最大吸收波为547 nm与文献[1，2]中报道的熊果酸最大吸收波长550 nm一致。

1.4 标准曲线的制作

精密称取熊果酸标准品5mg，用无水乙醇定容于50mL容量瓶中，即得0.1mg/mL的熊果酸标准溶液。分别精密吸取熊果酸标准溶液0.1、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8和0.9mL置于具塞试管中，加热挥去溶剂后，加0.3mL 5%的香草醛和0.7mL的高氯酸，60℃水浴加热15min，取出冷却后移至5mL具塞试管中，用乙酸乙酯定容，摇匀后在550 nm处测定吸光度，同时以试剂空白作参比，吸光度为纵坐标，熊果酸浓度为横坐标，绘制标准曲线，回归方程为y=0.0376x-0.0923，R2=0.9953，说明熊果酸浓度在7～21μg/mL具有良好的线性关系。

1.5 熊果酸提取率的计算方法

式中：X—熊果酸的提取率，%；A—提取液的吸光度；m—山楂干粉的质量，g。

2 结果与讨论

2.1 单因素初步确定提取熊果酸的工艺条件

2.1.1乙醇质量分数的影响

固定提取温度为55℃，微波时间为3min，液料比（mL/g）为18∶1，微波功率为400W，改变乙醇质量分数，考察不同乙醇质量分数对熊果酸提取率的影响。结果如图2所示。

由图2可知，在乙醇质量分数小于85%时，随溶液中乙醇含量的增加，熊果酸的提取率逐渐增大，但乙醇质量分数超过85%后，提取率急剧下降，可能是由于熊果酸为弱极性分子，溶于水，所以当乙醇质量分数过高时，熊果酸的提取率反而下降，故选最佳乙醇质量分数为85%。

2.1.2提取温度

固定乙醇质量分数为85%，微波时间为3min，液料比（mL/g）为18∶1，微波功率为400W，改变提取温度，考察不同提取温度对熊果酸提取率的影响。结果如图3所示。由图3可知，提取温度在55℃时熊果酸的提取率达到最大，超过55℃后，随着温度的增加熊果酸的提取率逐渐下降。原因可能是温度过高导致熊果酸分解或被氧化。考虑降低能耗，节省成本。选择最佳提取温度为55℃。

2.1.3微波时间

固定乙醇质量分数为85%，提取温度为55℃，液料比为18∶1，微波功率为400W，改变微波时间，考察不同微波时间对熊果酸提取率的影响。结果如图4所示。

由图4可知，随着微波时间的增加，熊果酸的提取率逐渐增大，熊果酸从山楂细胞中出来再溶解到溶剂中整个是个动态过程。在前3min，熊果酸溶解到溶剂中的过程呈优势，在第三分钟，溶解达到最高，即此时溶剂中熊果酸含量最高，故微波时间选为3min。

2.1.4液料比

固定乙醇质量分数为85%，提取温度为55℃，微波时间为3min，微波功率为400W，改变液料比，考察不同液料比对熊果酸提取率的影响。结果如图5所示。由图5可知，当液料比达18时熊果酸的提取率最高，在18以后开始下降。这是因为熊果酸在一定量乙醇中存在溶解极限。理论上，在原料一定时，提取溶剂用量越大，熊果酸的浸出量也越大。但熊果酸的浸出量并非能无限增大，液料比在16与18之间熊果酸含量升高的并不明显，综合考虑到工业生产中经济因素，选择液料比为16∶1。

2.1.5微波功率

固定乙醇质量分数为85%，提取温度为55℃，微波时间为3min，液料比为16∶1，改变微波功率，考察不同微波功率对熊果酸提取率的影响。结果如图6所示。

如图6所示，随着微波功率的增大，熊果酸的提取率呈增大趋势，功率超过500W，熊果酸的含量反而减小，其原因可能在于微波功率增大，加速了分子的运动，同样也加速了熊果酸的氧化过程，使得溶液中熊果酸含量降低。故微波功率选为500W。

2.2 提取工艺的优化

2.2.1正交设计

在单因素试验基础上，选择乙醇质量分数(A)、提取温度（B）、微波时间（C）、液料比（D）和微波功率（E）五个影响因素，以提取率为指标，进行L16（45）正交试验。因素水平安排见表1，正交试验结果见表2，方差分析表见表3。

表1 L16(45)正交试验因素水平表

由表2正交试验结果和极差分析可以看出：各因素对熊果酸提取率的影响程度由高到低依次为A＞B＞C＞E＞D，即乙醇质量分数＞提取温度＞微波时间＞微波功率＞液料比，最佳条件为：A3B2C4D3E1，即乙醇质量分数为85%、提取温度为55℃、微波时间为4min、液料比为16∶1、微波功率300W，此条件下的熊果酸提取率为3.42%。

由表3正交试验结果的方差分析可知，所选取的五个因素中乙醇质量分数对熊果酸提取率的影响显著，提取温度、微波时间、液料比和微波功率影响不显著。所以，采用微波法提取山楂中的熊果酸时，应严格控制乙醇质量分数，而提取温度、微波时间、提取剂用量和微波功率可以适当降低，以减少生产成本。

3 结论

3.1通过单因素试验和正交试验得出，采用微波法提取山楂熊果酸时，各因素对熊果酸提取率的影响顺序为：乙醇质量分数＞提取温度＞微波时间＞微波功率＞液料比，最佳工艺条件为：乙醇质量分数为85%、提取温度为55℃、微波时间为4min、液料比为16∶1、微波功率300W，在此条件下的熊果酸提取率为3.42%。

3.2乙醇质量分数对熊果酸提取率的影响显著，所以微波提取时，要控制好乙醇质量分数。微波提取可有效地保护有效成分，提取速率快，大大缩短了操作时间，有很大的发展潜力和应用前景。

表2 L16（45）正交试验结果及极差分析

表3 正交试验方差分析表

［1］李国章,于华忠,卜晓英，等.分光光度法测定湘产苦丁茶中熊果酸含量[J].光谱试验室,2006,23(2):401-404.

［2］高岐,窦宪民.微波辅助法提取蛇舌草中熊果酸的研究[J].食品工业科技,2009,30(10):257-258.

Study on the microwave-assisted extraction of Ursolic Acid from hawthorn

WENG Cai-zhu,JVM in,LIU Jun-hai
（School of Chemical&Environmental Sciences,Shanxi University of Technology Shanxi Hanzhong 723001）

The microwave-assisted extraction conditions of Ursolic Acid from the hawthorn were studied through the orthogonal test.The results showed that concentration of ethanol＞microwave temperature＞microwave time＞microwave power＞ratio of liquid to material,the concentration of ethanol was the significant factor;and the optimum conditions were as follows:concentration of ethanol70%,microwave time 4min,ratio of liquid to material 16∶1,microwave power 300W,The extraction rate can reached to 3.42%.

hawthorn;Ursolic Acid;microwave-assisted;extraction

10.3969/j.issn.1008-1267.2011.01.013

TQ911

A

1008-1267（2011）01-033-04

2010-10-09

翁彩珠（1989-），女，本科生，研究方向：化学工程与工艺。