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石楠叶中熊果酸的索氏提取工艺优化

2018-05-18廖婵娟彭国平

畜牧兽医科学 2018年6期
关键词:果酸乙醇工艺

廖婵娟,彭国平

(1.湖南农业大学生物科学技术学院,长沙 410128;2.邵阳职业技术学院,邵阳 422000)

0 引言

石楠(Photinia serrulata Landl)为蔷薇科(Rosaceae)苹果亚科(Maloideae)植物,世界约有60种现分布于东亚、东南亚和北美;其中我国有40余种,分布于我国秦岭及淮河以南各地。石楠叶为华东地区较常用的药材,药用价值较高。据《本草纲目》记载,它可治头风,有补肾壮阳,治疗关节疼痛的功效。现代医学表明,临床上用石楠叶治疗腰背酸痛、风湿痹痛、足膝无力和荨麻疹等,效果较好。

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。熊果酸纯品为白色针状结晶(乙醇中结晶),味苦,其分子式为C30 H48O3,分子量为:456.68。熔点285~287 ℃,不溶于水和石油醚,易溶于二氧六环、吡啶、乙醇和甲醇。熊果酸具有广泛的生物学效应,尤其是其保肝、抗炎、抑菌、抗肿瘤、增强免疫功能、降血糖血脂等作用日益引起人们的重视。

本论文探索以石楠叶为原料,以醇提取法提取熊果酸的工艺条件,优化工艺参数,为以后的中试和工业化生产提供了参考。

1 材料与仪器

1.1 材料

石楠叶、无水乙醇、稥草醛、冰醋酸、高氯酸、熊果酸标准品。

1.2 仪器

索氏提取器、电子分析天平、中药粉碎机、紫外分光光度计仪。

2 方法

2.1 原料预处理

石楠叶晒干,用小型中药粉碎机粉碎后过40目筛,备用。

2.2 提取工艺流程

将过筛后的石楠叶粉末4.00 g,置于索氏提取器套袋内,然后向索氏提取器烧瓶中加入一定体积,浓度为40%~100%的乙醇溶液,提取30~150 min;提取完抽滤,用紫外分光光度计分析滤液中熊果酸的含量,减压回收滤液中的有机溶剂。

2.3 单因素试验

影响提取的主要因素有:乙醇浓度、物料比、提取温度和提取时间,分别对以上因素进行提取工艺的单因素试验。

2.4 正交设计试验

根据单因素试验结果,选择影响石楠叶提取物提取效果因素中有意义的水平进行正交设计试验,经统计分析确定其最佳提取工艺条件。

2.5 分光光度法测熊果酸含量

方法:用5%稥草醛-冰醋酸及高氯酸在60℃热水浴中加热15 min显色,在波长548 nm处用分光光度计测定枇杷叶中的熊果酸含量。结果:回归方程为Y=0.0180X+0.0979,相关系数r=0.9986。

2.6 单因素实验

2.6.1 乙醇浓度对熊果酸提取率的影响

采用提取温度为80℃,提取时间为90 min,料液比为1∶20的条件下,以石楠叶熊果酸提取物得率为指标确定乙醇的最佳提取浓度,通过实验数据分析,随着乙醇浓度增大,熊果酸的提取率逐渐增大,当乙醇浓度为80%时,熊果酸的提取率最高。随着乙醇浓度的增加,熊果酸的提取率有所下降,因此,本实验采用的乙醇浓度为80%。

图1 乙醇浓度与熊果酸提取率的关系

2.6.2 物料比对熊果酸提取得率的影响

采用乙醇浓度为80%,提取温度为80℃,提取时间为90 min,考察不同物料比对熊果酸提取得率的影响,通过实验数据分析,随着物料比中溶剂用量的增加,熊果酸的提取得率增加,但当物料比达到1∶20(g:mL),再增加溶剂用量,熊果酸的提取率增加趋势缓慢,因此,本实验采用的物料比为1∶20。

图2 液固比与熊果酸提取率的关系

2.6.3 提取温度对熊果酸提取率的影响

采用乙醇浓度为80%,提取时间为90 min,物料比为1∶20,考察不同提取温度对熊果酸提取得率的影响,通过实验数据分析,随着提取温度增大,熊果酸的提取率逐渐增加,当提取温度为90℃的时候熊果酸的提取率最大,因此,本实验采用提取温度为90℃。

图3 温度与熊果酸提取率的关系

2.6.4 提取时间对熊果酸提取得率的影响

采用乙醇浓度为80%,提取温度为80℃,物料比为1∶20,考察不同提取时间对熊果酸提取得率的影响,通过实验数据分析,熊果酸提取率随时间的增加而升高,但当时间超过2 h后,熊果酸提取率增加趋势平缓,考虑到成本以及效益,因此,本实验采用提取时间为120 min。

图4 提取时间与熊果酸提取率的关系

2.7 熊果酸醇提取工艺条件的优化

在单因素实验的基础上,为综合考察乙醇浓度(A)、物料比(B)、提取温度(C)、提取时间(D)对熊果酸提取率的影响,采用四因素三水平正交表L9(34)作正交实验,试验设计和结果分别见表1和表2。

表1 熊果酸醇提取法提取工艺优化L9(34)正交试验因素水平表

表2 熊果酸醇提取法提取工艺优化L9(34)正交试验设计及结果

表中的实验数据和极差分析表明,就熊果酸的提取率而言,影响因素作用大小依次为B>C>A>D,即物料比>提取温度>乙醇浓度>提取时间。熊果酸提取率最佳工艺条件为:A2B3C3D1即提取剂选用乙醇浓度为80%,物料比为1:25(g:mL),提取温度为90℃,提取时间为90 min。

2.8 结论

熊果酸醇提取法在单因素试验的基础上,对乙醇浓度、物料比、提取温度和提取时间四因素进行正交试验以确定最佳提取工艺条件。结果表明,其最佳提取工艺参数为:乙醇浓度为80%,物料比为1:25(g:mL),提取温度为90℃,提取时间为90 min。

参考文献

[1] 李宏杨,刘国民,刘飞,等.熊果酸及五环三萜同类物的研究进展[J].湖南工业大学学报,2009,23(5):18–21.

[2] 马莎莎,赵震宇,刘平怀,等.丁香不同提取方法提取物的抗氧化活性[J].精细化工,2018(2):218-227.

[3] 危晴,杨国伟,王晓杰,等.锁阳中熊果酸的索氏提取工艺优化[J].食品研究与开发,2013,34(7):85-88.

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