超声波提取北五味子果实及茎叶总三萜的研究

崔福顺，李官浩，金清

（延边大学农学院食品科学系，吉林延吉 133000）

北五味子为木兰科植物五味子Schisandra chinensis（Turcz.）Bail1.的干燥成熟果实。味酸、甘，性温；归肺、心、肾经。具有收敛固涩，益气生津，补肾宁心功效。北五味子中的化学成分已报道有木脂素、多糖、三萜类、有机酸、挥发油等[1－2]。目前对北五味子中木脂素、多糖、有机酸等的提取及活性的研究较多，对北五味子中总三萜的提取孟宪军[3]等进行了藤茎中总三萜的提取研究，北五味子果实及茎叶中提取总三萜还未见报道。三萜类化合物具有多种生物活性，如抗肿瘤、抗炎、抗病毒作抗动脉粥样硬化及降糖、调脂等作用[4]。目前对三萜类的提取主要有传统的醇提法[5]、超临界 CO2萃取[6]、微波提取法[7]、超声波提取方法[8－9]。现代高新技术超声波可以在液体中产生空化作用，空化作用产生的冲击波和射流可破坏细胞结构，增加细胞内溶物通过细胞膜的穿透力和传输能力，提高有效成分的提取[10]。因此，本试验采用超声波法通过单因素和正交试验对北五味子果实及茎叶中总三萜进行提取研究，为北五味子的深加工及综合利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料及仪器

北五味子果实、茎叶：采自农学院实验地。果实经干燥后粉碎至60目～80目，茎叶经冷冻贮藏后粉碎至40目～60目；齐墩果酸标准品：购自中国药品生物制品检定所。

乙醇、甲醇、高氯酸、香兰素、冰醋酸等均为分析纯。

HH－6型恒温水浴锅：常州市华普达教学仪器有限公司；UV－7504紫外可见分光光度计：上海欣茂仪器有限公司；KQ－500D医用数控超声波清洗器：昆山市超声仪器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 总三萜的提取

本试验以乙醇作为提取剂。称取北五味子5 g，料液比1∶10（g/mL），浸泡12 h后按设定条件进行超声波提取、过滤，滤渣在相同条件下再提一次，合并滤液，0.45 μm微孔膜过滤后定容至100 mL，得提取液。

1.2.2 最大吸收峰的测定及标准曲线的绘制

准确称取干燥至恒重的齐墩果酸标准品2.0 mg于25 mL的容量瓶中，加入无水乙醇溶液，稀释至刻度，摇匀，即为0.08 mg/mL的标准溶液。以无水乙醇作为空白，用紫外可见分光光度计做全程扫描，测出其最大吸收峰为547 nm。

准确吸取齐墩果酸标准溶液 0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL分别置于试管中，水浴挥干乙醇，加5%香草醛－冰醋酸液0.2 mL，高氯酸0.8 mL，置 60℃水浴15 min，冷却，加冰醋酸定容至5.0 mL，摇匀。以未加标准品的比色液做空白，在547 nm处测定吸光度。以齐墩果酸的质量为横坐标，吸光度值为纵坐标，绘制标准曲线。得回归方程为：y=0.013 6x－0.103 9，R2=0.998 7。

图1 总三萜标准曲线

Fig.1 Standard curve of total triterpenoids

1.2.3 总三萜含量的测定及得率的计算

准确吸取提取液，按1.2.2中的方法操作测定吸光度，由标准曲线计算出总三萜质量。按下式计算总三萜得率。

1.3 试验设计

以北五味子总三萜得率为考察指标，对提取剂浓度、超声提取时间、提取温度、超声功率进行单因素试验；在单因素试验基础上采用L9（34）正交试验确定最佳提取工艺。

2 结果与讨论

2.1 单因素试验

2.1.1 提取剂浓度对北五味子果实中总三萜得率的影响

固定超声提取时间30 min、提取温度55℃、超声功率300 W，考察不同乙醇浓度对北五味子果实中总三萜得率的影响，结果见图2。

图2 提取剂浓度对得率的影响Fig.2 Effect of concentration of alcohol on extraction efficiency

由图2可以看出，总三萜的得率随提取剂乙醇浓度的增大而提高；乙醇浓度达到90%之后，得率提高不明显。因此选择80%、90%、95%的乙醇浓度作为正交试验的3个水平。

2.1.2 超声提取时间对北五味子果实中总三萜得率的影响

图3 超声提取时间对得率的影响Fig.3 Effect of time on extraction efficiency

固定提取剂乙醇浓度为90%、提取温度55℃、超声功率300 W，考察不同超声提取时间对北五味子果实中总三萜得率的影响，结果见图3。由图3可以看出，超声提取时间在15 min～30 min时得率逐渐上升，达到30 min后得率随时间下降。因此选择超声提取时间15、30、45 min作为正交试验的3个水平。

2.1.3 提取温度对北五味子果实中总三萜得率的影响固定提取剂乙醇浓度为90%、超声提取时间30 min、超声功率300 W，考察不同超声提取温度对北五味子果实中总三萜得率的影响，结果见图4。

图4 提取温度对得率的影响Fig.4 Effect of temperature on extraction efficiency

由图4可以看出，提取温度在45℃～55℃时，得率上升；超过55℃得率呈下降的趋势。因此，选择55、65、75℃作为正交试验的3个水平。

2.1.4 超声功率对五味子粗多糖得率的影响

固定提取剂乙醇浓度为90%、超声提取时间30 min、提取温度55℃，考察不同超声提取功率对北五味子果实中总三萜得率的影响，结果见图5。

图5 超声功率对得率的影响Fig.5 Effect of ultrasonic wave power on extraction efficiency

由图5可以看出超声提取功率在200 W～400 W之间时，得率变化不明显。因此选择超声提取功率为200、300、400 W为正交试验的3个水平。

2.2 北五味子果实中总三萜最佳提取条件的确定

在单因素试验基础上，以提取剂浓度、超声提取时间、提取温度、超声功率为主要因素，采用L9（34）正交试验对提取条件进行优化。因素水平表见表1。

表1L9（34）正交试验因素水平表Table 1Factors level of L9（34）orthogonal test

北五味子果实中总三萜最佳提取条件正交试验设计及结果见表2。

表2L9（34）北五味子果实总三萜提取正交试验设计及结果Table 2Design and results of L9（34）orthogonal test of extracting total triterpenoids from fruit of Schisandra

由L9（34）正交试验结果的极差分析可以得出：影响北五味子果实中总三萜得率的主要因素依次为提取剂浓度（A）＞提取温度（C）＞超声提取时间（B）＞超声功率（D）；最佳提取条件为A3B2C1D2，即提取剂浓度95%、超声提取时间30 min、提取温度55℃、超声功率300 W。在最佳提取条件下进行验证提取，北五味子果实中总三萜得率为4.35%。

2.3 北五味子茎叶中总三萜最佳提取条件的确定

本试验以提取剂浓度、超声提取时间、提取温度、超声功率为主要因素，采用L9（34）正交试验对北五味子茎叶中总三萜提取条件进行了优化。因素水平表同表1，北五味子茎叶中总三萜最佳提取条件正交试验设计及结果见表3。

由L9（34）正交试验结果的极差分析可以得出：影响北五味子茎叶中总三萜提取率的主要因素依次为超声功率（D）＞提取剂浓度（A）＞提取温度（C）＞超声提取时间（B）；最佳提取条件为A2B2C3D1，即提取剂浓度90%、超声提取时间30 min、提取温度75℃、超声功率200 W，北五味子茎叶中总三萜得率为3.06%。

3 讨论

本试验通过单因素及正交试验，对北五味子果实及茎叶中总三萜的提取进行了研究。结果表明，果实中主要因素依次为提取剂浓度（A）＞提取温度（C）＞超声提取时间（B）＞超声功率（D），最佳提取条件为提取剂浓度95%、超声提取时间30 min、提取温度55℃、超声功率300 W，总三萜得率为4.35%；茎叶中主要因素依次为超声功率（D）＞提取剂浓度（A）＞提取温度（C）＞超声提取时间（B）；最佳提取条件为提取剂浓度90%、超声提取时间30 min、提取温度75℃、超声功率200 W时，总三萜得率为3.06%。

表3L9（34）北五味子茎叶总三萜提取正交试验设计及结果Table 3Design and results of L9（34）orthogonal test of extracting total triterpenoids from stems and leaves of Schisandra

三萜类化合物具有的抗氧化、抗病毒等生理活性使其成为近年来研究开发的热点。孟宪军等采用超声[3]、微波 等方法对北五味子藤茎中总三萜进行了研究，得率分别为2.75%、2.137%。本试验对果实及茎叶中提取的总三萜得率高于藤茎，说明北五味子的果实、茎叶、藤茎中均含有三萜类化合物，都可以作为三萜类化合物的来源。

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