苦瓜皂苷提取及纯化工艺的研究

董加宝，段丽萍，谭力，阳建章，胡莎，全沁果，廖向阳（湖南科技学院化学与生物工程学院，湖南永州425199）



苦瓜皂苷提取及纯化工艺的研究

董加宝，段丽萍，谭力，阳建章，胡莎，全沁果，廖向阳
（湖南科技学院化学与生物工程学院，湖南永州425199）

用溶剂法从苦瓜干粉中提取苦瓜皂苷并用大孔吸附树脂对苦瓜皂苷进行了纯化研究。结果表明苦瓜皂苷最佳提取参数为：乙醇浓度70%、提取时间3h、提取温度70℃、料液比1∶20（g/mL）。AB-8大孔吸附树脂最佳纯化工艺条件为：吸附流速4%BV/min，80%的乙醇洗脱流速为3%BV/min。得苦瓜皂苷提取率为4.8%，其纯度可达到46.5%。

苦瓜；皂苷；提取；纯化；AB-8树脂

苦瓜（Momordica charantia L.），属葫芦科苦瓜属植物，味甘苦、寒凉、无毒，是一种药食同源的佳品。具有降血糖［1］、减肥、抗肿瘤［2］、抗病毒、抗生育、抗菌等功效。苦瓜皂苷是苦瓜中一种重要的有效成分，近年来国外医学研究表明，苦瓜皂苷具有降血糖［3］、抑菌［4］、抗氧化［5］、抗肿瘤、降低胆固醇［6］、提高免疫力、消炎等功效［7］。本文旨在通过对苦瓜皂苷分离纯化工艺的研究，为苦瓜皂苷的工业化生产提供一定的参考和理论依据。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

苦瓜粉：将新鲜苦瓜洗净，去籽切片，烘箱中烘干，粉碎后过20目筛，将所得苦瓜粉贮存于棕色瓶中备用；95%乙醇、丙酮、乙酸乙酯、石油醚、正己烷、三氯甲烷、氯仿、香草醛、高氯酸，所有试剂均为分析纯：天津市大茂化学试剂厂；AB-8大孔吸附树脂：安徽三星冰乙酸树脂科技有限公司；722-B型可见分光光度计：天津市普瑞斯仪器有限公司；DHG-9070AS新型电热恒温鼓风干燥箱：宁波江南仪器厂；HH-W600数显三用恒温水箱：金坛市亿通电子有限公司；BCD-H5冰箱：小天鹅（荆州）电器有限公司AY220；电子天平：SHMADZU corporation；RE201D旋转蒸发器：上海贝特仪电设备厂；jj-2组织捣碎机：常州华普教学仪器有限公司。

1.2试验方法

1.2.1标准曲线的绘制

准确称取人参皂苷Rg1标准品5 mg，加甲醇溶液定容至5 mL，摇匀后分别吸取此溶液0.030、0.060、0.090、0.120、0.150、0.180 mL于各试管中，水浴挥去溶剂后分别加入5%的香草醛-冰乙酸溶液0.20 mL、高氯酸0.80 mL，置于60℃水浴中加热15 min，冷却后加冰乙酸5 mL摇匀，于560 nm处测定吸光度。以人参皂苷Rg1为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线［8］。

1.2.2苦瓜皂苷定量测定与计算方法

准确吸取适量提取液于试管中，水浴挥去溶剂，按1.2.1测定吸光度并计算苦瓜皂苷含量。

纯度计算公式：

1.2.3苦瓜皂苷提取纯化工艺流程

苦瓜干粉末→乙醇溶剂浸提→过滤→苦瓜提取液→大孔吸附树脂吸附→乙醇洗脱→洗脱液→干燥→苦瓜皂苷粉末

1.2.4不同溶剂对苦瓜皂苷的提取率效果

准确称取一定质量苦瓜粉5份倒入试管，在室温下，分别取相同体积95%乙醇、去离子水、三氯甲烷、乙酸乙酯、氯仿浸提一定时间，于560 nm波长处测其吸光度并计算出含量。

1.2.5不同溶剂浓度对苦瓜皂苷的提取率效果

准确称取一定质量苦瓜粉5份倒入试中，在室温下，分别用相同体积、不同浓度的溶剂浸取相同时间后，于560 nm波长处测其吸光度并计算出含量。

1.2.6不同温度对苦瓜皂苷的提取率效果

准确称取一定质量苦瓜粉5份倒入试管，在不同温度下，各用一定体积的溶剂浸取相同时间后，于560 nm波长处测其吸光度并计算出含量。

1.2.7不同时间对苦瓜皂苷的提取率效果

准确称取一定质量苦瓜粉1份倒入提取瓶，在室温下，用一定体积的溶剂浸提，每隔0.5 h吸取提取液，于560 nm波长处测其吸光度并计算出含量。

1.2.8不同料液比对苦瓜皂苷的提取率效果

准确称取一定质量苦瓜粉5份倒入试管，在室温下，分别加不同体积的溶剂浸提相同时间后，于560 nm波长处测其吸光度并计算出含量。

1.2.9吸附剂的选择

准确称取一定相同质量的硅胶G和AB-8型大孔吸附树脂各一份，分别倒入烧杯中，再加一定相同体积的1.2.1最佳提取工艺条件下的苦瓜皂苷提取液，静置吸附相同时间后，于560 nm波长处测其吸光度，并绘制柱形图。

1.2.10吸附流速的确定

选用预处理后的AB-8型大孔吸附树脂，取3根相同大小的离子交换柱，装入规格为Ф1.0 cm×50 cm柱中，装填高度为20 cm，分别加入相同适量的，然后将苦瓜皂苷提取液，以不同的流速进行动态吸附，每4 mL收集一管流出液，于560 nm波长处测其吸光度，绘制不同吸附流速条件下流出液中吸光度值随时间变化的曲线图。

1.2.11洗脱剂的选择

准确量取相同一定体积的95%乙醇、乙酸乙酯、正己烷分别倒入烧杯中，然后加相同质量的吸附饱和的AB-8型大孔吸附树脂，静置一定时间后，于560 nm波长处测其吸光度，绘制柱形图。

1.2.12洗脱剂浓度的确定

准确称取一定质量的吸附饱的AB-8型大孔吸附树脂5份，分别加相同体积不同浓度的洗脱剂静置洗脱相同时间后，于560nm波长处测其吸光度绘制曲线。

1.2.13洗脱流速的确定

将1.2.10吸附饱和后的树脂，以不同的流速进行动态吸附，洗脱液每4 mL收集一管，于560 nm波长处测其吸光度，绘制不同洗脱流速条件下洗脱液中吸光度值随时间变化的曲线图。

2　结果与分析

2.1不同溶剂种类对苦瓜皂苷提取的影响

不同溶剂种类对苦瓜皂苷提取的影响见表1。

表1　不同溶剂对苦瓜皂苷提取率的影响Table 1　Effect of solvent on saponins in bitter melon extraction

由表1可知，在其他条件相同的情况下用不同的溶剂：95%乙醇、水、乙酸乙酯、三氯甲烷、氯仿提取的苦瓜皂苷中，以95%乙醇提取的苦瓜皂苷含量最高，且乙醇无毒，安全性高，因此选乙醇为苦瓜皂苷提取的最佳试剂。

2.2不同溶剂浓度对苦瓜皂苷提取的影响

不同溶剂浓度对苦瓜皂苷提取的影响见表2。

表2　不同溶剂浓度对苦瓜皂苷提取率的影响Table 2　Effect of solvent strength on saponins in bitter melon extraction

由表2可见，乙醇浓度达到70%时，苦瓜皂苷的含量达到最高，浓度再升高苦瓜皂苷含量有下降的趋势。因此，确定以浓度为70%的乙醇为最佳提取溶剂浓度。

2.3不同温度对苦瓜皂苷提取的影响

不同温度对苦瓜皂苷提取的影响见表3。

表3　不同温度对苦瓜皂苷提取的影响Table 3　Effect of temperature on saponins in bitter melon extraction

由表3中可知，随着温度的升高，苦瓜皂苷的含量呈先上升后下降的趋势，在40℃～70℃时苦瓜皂苷含量随温度升高而增加，70℃时，苦瓜皂苷含量达到最高，曲线达最高点。

2.4不同提取时间对苦瓜皂苷提取的影响

不同提取时间对苦瓜皂苷提取的影响见表4。

表4　不同时间对苦瓜皂苷提取的影响Table 4　Effect of time on saponins in bitter melon extraction

从表4可以看出，提取时间在1 h～3 h范围内时，苦瓜皂苷含量随提取时间的延长而增加，提取时间为3 h时，皂苷含量达最大值。提取时间超过3 h后，随提取时间的延长，皂苷含量基本处于稳定状态，因此提取时间确定为3 h。

2.5不同料液比对苦瓜皂苷提取的影响

不同料液比对苦瓜皂苷提取的影响见表5。

表5　不同料液比对苦瓜皂苷提取的影响Table 5　Effect of material fluid compares on saponins in bitter melon extraction

表5中，提取液的苦瓜皂苷含量先随料液比的增大而增大，在1∶20（g/mL）时苦瓜皂苷含量达最大值，继续增大料液比比苦瓜皂苷含量基本处于稳定趋势，由此确定物料比为1∶20（g/mL）。

2.6不同吸附剂对苦瓜皂苷纯化的影响（静态吸附）不同吸附剂对苦瓜皂苷纯化的影响见图1。

图1　吸附剂对苦瓜皂苷纯化的影响Fig.1　Effect of sorbent on saponins in bitter melon purification

由上图1所示，经AB-8大孔吸附树脂吸附过的提取液吸光度较小，说明溶液中苦瓜皂苷含量低，由此可确定AB-8大孔吸附树脂比硅胶吸附性能好。

2.7不同吸附流速对苦瓜皂苷纯化的影响

不同吸附流速对苦瓜皂苷纯化的影响见图2。

图2　不同吸附流速对苦瓜皂苷纯化的影响Fig.2　Effect of adsorption flow velocity on the purification of saponins in bitter melon

从图2可以看出：以5%BV/min流出的溶液，在收集到第6管时，树脂柱基本吸附饱和，在这之后苦瓜皂苷吸光度值趋于平衡，树脂柱吸附饱和所用时间最短，但在吸附过程中溶液中苦瓜皂苷因流速较快而流出的可能性因素更大，从而降低提取率故不考虑；以4%BV/min滴出的溶液，在收集到第8管时，树脂柱基本吸附饱和；以3%BV/min流出的溶液，在收集到第11管时，树脂柱才基本吸附饱和。综合考虑所用时间，吸附效果确定4%BV/min为上柱吸附流速。

2.8不同洗脱剂对苦瓜皂苷纯化的影响（静态洗脱）

不同洗脱剂对苦瓜皂苷纯化的影响见图3。

由图3可知，使用95%乙醇洗脱的洗脱液中较其他溶剂苦瓜皂苷含量最高。因此选用乙醇为最佳的洗脱溶剂。

2.9不同乙醇浓度对苦瓜皂苷纯化的影响（静态洗脱）

不同乙醇浓度对苦瓜皂苷纯化的影响见表6。

图3　不同洗脱剂对苦瓜皂苷纯化的影响Fig.3　Effect of eluant on the purification of saponins in bitter melon

表6　不同乙醇浓度对苦瓜皂苷洗脱效果的影响Table 6　Effect of eluant strength on the purification ofsaponins in bitter melon

由表6可见，洗脱液中苦瓜皂苷含量随着乙醇浓度的升高而增加，乙醇浓度在50%～80%之间时，皂苷含量随乙醇浓度的增加上升幅度很大，当乙醇浓度达到80%时，苦瓜皂苷含量虽然随着乙醇浓度的升高有所增加，但是基本处于平衡稳定状态，且结合生产成本综合考虑选择，确定乙醇浓度为80%。

2.10不同洗脱流速对苦瓜皂苷纯化的影响

不同洗脱流速对苦瓜皂苷纯化的影响见图4。

图4　不同洗脱流速对苦瓜皂苷纯化的影响Fig.4　Effect of elution flow velocity on the purification of saponins in bitter melon

从图4可知以3%BV/min流出的洗脱液，在收集到第9管时，洗脱液吸光度值趋于零，洗脱完全；以4%BV/min滴出洗脱液，在收集到第11管时，洗脱液吸光度值趋于零；以5%BV/min滴出洗脱液，收集到第14管后，洗脱液吸光度值才趋于零。比较三者，达到洗脱完全所用的时间相差不大，从洗脱剂用量来考虑，以3%BV/min的洗脱流速进行洗脱时洗脱剂用量最少。因此选定流速控制为3%BV/min。经过计算可知苦瓜皂苷提取率为4.8%，其纯度可达到46.5%。

3　结论

结果表明苦瓜皂苷最佳提取参数为：乙醇浓度70%、提取时间3h、提取温度70℃、料液比1∶20（g/mL）。AB-8大孔吸附树脂最佳纯化工艺条件为：吸附流速4%BV/min，80%的乙醇洗脱流速为3%BV/min。得苦瓜皂苷提取率为4.8%，其纯度可达到46.5%。

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Study on Extraction and Purification of Saponins in Bitter Melon

DONG Jia-bao，DUAN Li-ping，TAN Li，YANG Jian-zhang，HU Sha，QUAN Qin-guo，LIAO Xiang-yang
（Department of Biochemistry，Hunan University of Science and Engineering，Yongzhou 425199，Hunan，China）

This paper researched the extraction and purification of saponins from the bitter melon powder.The optimum parameters were as following：70%ethanol，3 h，70℃and material fluiol compares was 1∶20（g/mL）. The optimum purification conditions were confirmed as follows：AB-8macro-porous resins，adsorption flow velocity of 4%BV/min，the elutent was 80%ethanol，the eluting velocity of flow 3%BV/min.The yield of saponins was 4.8%，the purity of saponins can reach to 46.5%.

bitter melon；saponins；extraction；purification；AB-8 resins

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.13.012

董加宝（1982—），男（汉），讲师，硕士，研究方向：食品化学与营养。

2014-12-27