山楂中熊果酸的提取工艺

郭　梅，呼　娜，王　娜（天津农学院食品科学系，天津市农副产品深加工技术工程中心，天津300384）

山楂中熊果酸的提取工艺

郭梅，呼娜，王娜
（天津农学院食品科学系，天津市农副产品深加工技术工程中心，天津300384）

摘要：以山楂为原料，利用乙醇为浸提剂，研究了熊果酸的提取工艺，分别考察了乙醇浓度、浸提温度、料液比和浸提时间各单因素水平对熊果酸提取效果的影响，并通过正交试验确定了提取熊果酸最佳的工艺条件。结果表明影响熊果酸提取的因素主次顺序为：乙醇浓度>浸提温度>浸提时间>料液比。最佳提取工艺参数为：用体积分数90%的乙醇浸提，料液比1∶30（g/mL），浸提温度80℃，浸提时间2 h。

关键词：山楂；熊果酸；乙醇；浸提

山楂（Crataegus pinnatifida Bunge）属于蔷薇科山楂属植物，其野生种分布于世界各地，但唯有我国把山楂作为栽培果树，特别是在我国北方地区，山楂的产量仅次于苹果、梨、桃。山楂果实中含有大量的熊果酸，具有其独特的酸味。熊果酸（Ursolic acid），又名乌苏酸、乌索酸、α-香树脂醇，是一种弱酸性五环三萜类化合物[1]。熊果酸资源广，具有广泛的生物活性，尤其在抗肿瘤、抗氧化、提高免疫力、降血脂、降血糖、抗菌、抗炎、抗病毒、保肝和美容护肤等方面的作用显著[2-9]。

由于熊果酸来源于自然，安全性好，还有一定的营养和药理作用，因此，熊果酸在食品工业、医药加工和化妆品行业都具有良好的发展前景和重要应用价值。目前，国内关于不同原料中熊果酸的提取和测定方法已有部分研究报道[10-17]，但各种方法在材料处理、溶剂选择、熊果酸含量表示等方面不尽相同。本试验通过单因素及正交试验研究了从山楂中提取熊果酸的工艺条件，为开发利用丰富的山楂资源，增加经济附加值，以期为今后山楂熊果酸的应用提供理论参考。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

山楂：购于天津市西青区红旗农贸市场；熊果酸标准品：购于中国药品生物制品检定所；无水乙醇、95%乙醇、香草醛、冰醋酸、高氯酸等试剂均为分析纯。

新型密封式粉碎机：温州市具力才业机械有限公司；电子天平FA2004：上海精科仪器厂；HH数显恒温水浴锅：江苏金坛市金城国盛实验仪器厂；16WS型高速台式离心机：湖南湘仪离心机仪器有限公司；紫外可见分光光度计UV-7504：龙尼柯（上海）仪器有限公司。

1.2方法

1.2.1熊果酸提取工艺

鲜山楂→清洗→切片、去核→烘干→粉碎（40目）→乙醇浸提→过滤→离心→熊果酸提取液

1.2.2熊果酸含量的测定[18-19]

用熊果酸标准品作对照，加入5%香草醛—冰醋酸、高氯酸显色，在波长548nm处测定吸光度。以熊果酸的微克数为横坐标，吸光度A为纵坐标，回归方程为：A=0.006 2X+0.005 3（R2=0.999 7）。

1.2.3单因素试验

1.2.3.1乙醇浓度对熊果酸提取效果的影响

采用料液比为1∶30（g/mL）、浸提温度为60℃、浸提时间为2h，考察乙醇浓度为50%、60%、70%、80%、90%条件下熊果酸的得率。

1.2.3.2浸提时间对熊果酸提取效果的影响

采用料液比为1∶30（g/mL）、浸提温度为60℃、乙醇浓度为70%，考察浸提时间1、1.5、2、2.5、3 h条件下熊果酸的得率。

1.2.3.3浸提温度对熊果酸提取效果的影响

采用料液比为1∶30（g/mL）、浸提时间为2 h、乙醇浓度为70%，考察浸提温度50、60、70、80、90℃条件下熊果酸的得率。

1.2.3.4料液比对熊果酸提取效果的影响

采用浸提温度为60℃、浸提时间为2 h、乙醇浓度为70%，考察料液比1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50（g/mL）条件下熊果酸的得率。

1.2.4正交试验

根据单因素试验的结果，进行L9（34）正交试验，确定出熊果酸提取的最佳工艺参数。

2　结果与分析

2.1乙醇浓度对熊果酸得率的影响试验结果见图1。

图1　乙醇浓度对熊果酸得率的影响Fig.1　Effects of alcohol percent on yield of ursolic acid

本试验采用乙醇—水为提取溶剂，根据相似相容原理，调节乙醇—水比例，使其极性与熊果酸相近，从而使得熊果酸达到最大溶解度。由图1可见：随着溶剂中乙醇浓度的提高，熊果酸得率逐渐增大，但乙醇浓度达到80%以后，熊果酸得率增加幅度缓慢。综合考虑经济成本以及乙醇利用率等问题，故选择乙醇浓度为80%。

2.2浸提时间对熊果酸得率的影响

试验结果见图2。

图2　浸提时间对熊果酸得率的影响Fig.2　Effects of extraction time on yield of ursolic acid

由图2可知，熊果酸得率在一定范围内随着浸提时间的延长而增加，当浸提时间超过2.5 h以后，随着时间的延长，熊果酸的得率反而缓慢降低。熊果酸从山楂粉末到提取溶剂主体传递的过程可分为两个阶段，第一阶段，溶剂与山楂粉末固体之间的浸泡过程，溶剂不断向固体内部扩散，在细胞内溶解熊果酸。第二阶段，溶解熊果酸的溶剂向溶剂主体扩散，直到细胞内熊果酸浓度与溶剂主体熊果酸浓度几乎接近为止，保持动态平衡的传递过程，在此阶段，若浸提时间不足则会影响熊果酸的得率。此外，浸提温度较高，长时间加热也会增加生产成本。因此，选择浸提时间为2.5 h。

2.3浸提温度对熊果酸得率的影响

试验结果见图3。

图3　浸提温度对熊果酸得率的影响Fig.3　Effects of extraction temperature on yield of ursolic acid

由图3可知，熊果酸得率开始随着温度的升高而逐渐增加。当温度达到70℃时熊果酸得率最大。随后继续升高温度熊果酸的得率呈缓慢下降趋势。温度对熊果酸从固体内部向溶剂主体扩散的过程中起两方面作用，一方面，温度与提取传质速率呈正比，温度升高，传质速率增大；另一方面，由于山楂粉含有大量果胶，当乙醇浓度较低时，温度升高使得黏度有所增加，影响熊果酸得率，并且温度过高，还有可能还会破坏熊果酸的活性，而且工业生产能耗增大。因此，选择浸提温度为70℃。

2.4料液比对熊果酸得率的影响

试验结果见图4。

图4　料液比对熊果酸得率的影响Fig.4　Effects of solid-liquid ratio on yield of ursolic acid

在相同的提取条件下，料液比对提取过程的影响主要体现在，熊果酸的溶解度一定，增大提取溶剂，则溶解熊果酸的量也增大，从理论上讲在原料一定时，提取溶剂增大，熊果酸的浸出率增大。但提取溶剂并非能无限增大，若提取溶剂用量太大，一方面回收溶剂的成本增加，另一方面加热的能耗增加。由图4可知，当料液比在1∶10（g/mL）与1∶30（g/mL）之间时，得率呈递增趋势，当料液比在1∶30（g/mL）与1∶50（g/ mL）之间时，得率有递减趋势。因此选用料液比为1∶30（g/mL）。

2.5正交试验结果

在单因素试验基础上，对浸提时间、浸提温度、料液比和乙醇浓度4个因素进行了L9（34）正交试验，每个试验做3次重复，因素水平表见表1，正交试验结果见表2。

表1　因素水平表Table 1　Factors and levels of orthogonal test for yield of ursolic acid

根据表2中的极差分析可知，影响熊果酸得率的因素主次顺序为：D（乙醇浓度）>B（提取温度）>A（浸提时间）>C（料液比）。最佳工艺条件组合为A1B3C2D3，即乙醇浓度90%、浸提温度80℃、料液比1∶30（g/mL）、浸提时间2 h。采用A1B3C2D3的工艺条件提取熊果酸，验证试验测得熊果酸得率为0.262%。

表2　L9（34）正交试验结果Table 2　Result of L9（34）orthogonal test

3　结论

采用乙醇—水为提取溶剂从山楂中提取熊果酸，通过单因素试验确定了乙醇浓度、浸提温度、料液比、浸提时间对熊果酸得率的影响水平，进一步通过正交试验，确定了影响熊果酸得率的主次因素顺序是：乙醇浓度>提取温度>浸提时间>料液比。最佳浸提工艺参数：乙醇浓度90%、浸提温度80℃、料液比1∶30（g/mL）、浸提时间2h时，熊果酸的提取效果达到最佳。

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DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2015.20.028

收稿日期：2015-03-25

作者简介：郭梅（1966—），女（汉），教授，博士，研究方向：食品科学与生物工程。

Study on the Extraction Process of Ursolic Acid from Haw

GUO Mei，HU Na，WANG Na
（Food Science Department of Tianjin Agriculture University，Tianjin Engineering and Technology Research Center of Agricultural Products Processing，Tianjin 300384，China）

Abstract：The ursolic acid from haw was studied.This study choose alcohol as the extract agent.Using single factor and orthogonal test method，the effects of alcohol percent，extraction temperature，ratio of solid-liquid and extraction time on extraction efficiency were further detected.The results showed that the extraction rate of ursolic acid was mostly influenced by alcohol percent，followed by extraction temperature，extraction time and ratio of solid-liquid.The optimum process parameters were alcohol percent 90%，ratio of solid-liquid 1∶30（g/ mL），extraction temperature 80℃and extraction time 2 h.

Key words：haw；ursolic acid；alcohol；extraction