分相萃取法纯化朝鲜蓟中洋蓟素的工艺研究

柏珊珊　邓爱华　易梦媛　易明霞　卢俊明　刘慧

摘要：以朝鲜蓟提取物为原料、乙酸乙酯为萃取剂，考查萃取时间、分相时间、提取物质量浓度、相比、萃取温度、pH值等因素对萃取率的影响，并通过正交试验优化洋蓟素的最佳萃取参数。结果表明，朝鲜蓟中洋蓟素的最佳萃取参数为萃取时间30 min，分相时间80 min，提取物质量浓度10.0 g/L，相比1.25∶1，萃取温度35 ℃，pH值4.0，此时洋蓟素萃取率达到67.37%。

关键词：朝鲜蓟;洋蓟素;乙酸乙酯;萃取

中图分类号：G640      文献标志码：A    doi：10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2020.02.042

Abstract：Artichoke extract as raw material，ethyl acetate was selected for the phase separation of cynarian. The individual effects of extraction times，phase separation times，concentration，phase ratio，temperature and pH on the yield of cynarian were investigated in the single factor experiments. Orthogonal experimental design was employed to provide a basis for the development of a mathematical model predicting the yield of cynarian as a concentration，phase ratio，temperature and pH. The optimal values of the independent variables were found to be：extraction times 30 min，phase separation times 80 min，concentration 10 g/L，phase ratio 1.25∶1，temperature 35 ℃ and pH 4.0. Under these optimal conditions，the maximum yield of cynarian reached up to 67.37%.

Key words：artichoke;cynarian;acetic acid ethyl ester;extraction

0   引言

朝鮮蓟（Cynara scolymus L.）属于菊科菜蓟属多年生草本植物，富含多酚、黄酮及萜类化合物[1]，具有保肝降脂、抗肿瘤、抗HIV病毒及治疗消化不良和防治重金属吸收等功效[2-3]。朝鲜蓟多酚中的洋蓟素是保健食品及医药产品的主要功效成分，研究人员先后开发了一系列洋蓟素纯化的方法，如大孔树脂吸附法[4]、膜分离法[5]等，该方法耗时、设备投资大，导致生产成本较高，为此开发一种低成本的洋蓟素纯化方法显得尤为重要。有机溶剂萃取法具有成本低、投资少、易产业化等特点，受到广大研究者的青睐[6]。试验以朝鲜蓟鲜果水提物为原料，采用乙酸乙酯-水-盐酸体系萃取朝鲜蓟提取物中的洋蓟素，以期为朝鲜蓟提取物中洋蓟素的纯化提供理论基础。

1   材料与方法

1.1   材料与仪器

朝鲜蓟果，产自常德西洞庭朝鲜蓟基地;洋蓟素标准品（纯度99.5%），北京盛世康普化工技术研究院提供;乙酸乙酯等（AR）、盐酸（AR），国药集团化学试剂公司提供。

LC-1620A型高效液相色谱仪，大连伊力特公司产品;HJ-6型磁力搅拌器，上海国华仪器公司产品;PHS-25型pH计，上海精密科学仪器公司产品;FA1004B型电子分析天平，上海平轩科学仪器有限公司产品;RE52A型旋转蒸发仪，上海亚荣生化仪器厂产品;YB-700A型高速多功能粉碎机，浙江速峰公司产品。

1.2   试验方法

取新鲜朝鲜蓟果粉碎，用60%乙醇水溶液按照料液比1∶20（g∶mL）在95 ℃下浸提90 min，减压浓缩，真空干燥，备用。配置朝鲜蓟提取物水溶液，盐酸调节pH值，然后加入乙酸乙酯，在一定的温度下搅拌，静置分层，用高效液相色谱检测上下相中洋蓟素的含量。

1.3   试验设计

1.3.1   洋蓟素标准曲线绘制

精密称取洋蓟素对照品适量，用甲醇定容至  100 mL，配制质量浓度为0.184 mg/mL的对照品储备液。取对照品储备液适量，加甲醇分别配制质量浓度为4.6，9.2，18.4， 46.0，92.0 μg/mL的洋蓟素标准溶液。以乙腈-水-冰醋酸（13∶87∶2）为流动相，检测波长320 nm，柱温25 ℃，进样量20 μL。得到洋蓟素标准曲线方程为Y=505.17X-1 823.4，R2=0.998，R2接近于1，表明洋蓟素质量浓度为4.6～92.0  μg/mL时线性关系良好。

1.3.2   单因素试验

配制一定质量浓度的朝鲜蓟提取物水溶液，加入乙酸乙酯萃取。分别考查萃取时间（10，20，30，

40，50 min）、分相时间（40，60，80，100，     120 min）、提取物质量浓度（5.0，7.5，10.0，12.5， 15.0 g/L）、乙酸乙酯/水溶液体积比（0.50∶1，0.75∶1，1.00∶1，1.25∶1，1.50∶1）、萃取温度（15， 25，35，45，55 ℃）、pH值（2.0，3.0，4.0，5.0， 6.0，7.0）等对洋蓟素萃取率的影响。在考查某一因素对洋蓟素萃取率影响情况下，其他因素分别固定为萃取时间30 min，分相时间80 min，提取物质量浓度10.0 g/L，相比1∶1，萃取温度25 ℃，pH值7.0。

1.3.3   正交试验设计

根据单因素试验结果，固定萃取时间30 min，分相时间80 min，从中优选得到提取物质量浓度、相比、萃取温度、pH值的适宜范围，进行四因素三水平的正交试验。

正交试验因素与水平设计见表1。

2   结果与分析

2.1   单因素试验

2.1.1   萃取时间对萃取率的影响

萃取时间对萃取率的影响见图1。

由图1可知，随着萃取时间的增加，洋蓟素逐渐扩散到乙酸乙酯相中，萃取率不断增大。当萃取时间达到30 min时，萃取达到饱和，再增加萃取时间，对萃取率的影响不大，因此萃取时间选择30 min。

2.1.2   分相时间对萃取率的影响

分相时间对萃取率的影响见图2。

由图2可知，由于乙酸乙酯与水部分互溶，需要较长时间才能完全分相。当萃取的洋蓟素全部进入有机相，萃取率达到最高，因此分相时间选择80 min。

2.1.3   提取物质量浓度对萃取率的影响

提取物质量浓度对萃取率的影响见图3。

由图3可知，由于有机相中洋蓟素未达到溶解饱和，随着提取物质量浓度的增加，洋蓟素的萃取率增大;当提取物质量浓度过高时，部分杂质也会进入有机相，从而影响洋蓟素的萃取效率，因此提取物质量浓度选择10.0 g/L。

2.1.4   相比对萃取率的影响

相比对萃取率的影响见图4。

由图4可知，洋蓟素的萃取率随乙酸乙酯比例的增大而增大，当乙酸乙酯与水溶液比例达到1∶1时，增加有机相对萃取率的影响不明显，为了降低有机溶剂的使用量，相比选择1∶1。

2.1.5   萃取温度对萃取率的影响

萃取温度对萃取率的影响见图5。

由图5可知，随着萃取温度增加萃取率先增加后减少。萃取温度的增加会提高溶质的传质效率，提高萃取率，同时也会加快乙酸乙酯的挥发速度，降低乙酸乙酯量，因此萃取温度选择35 ℃。

2.1.6   pH值对萃取率的影响

pH值对萃取率的影响见图6。

由图6可知，溶液pH值在3～4时，萃取率最大，当pH值大于4之后萃取率呈下降趋势。可能是洋蓟素属于酚酸类化合物，中性条件下分子呈电离状态，不利于洋蓟素分子进入有机相，因此pH值选择4.0。

2.2   正交试验

正交试验结果与分析见表2。

由表2可知，影响洋蓟素萃取率的因素的主次顺序是D>C>B>A，即影响朝鲜蓟提取物中洋蓟素萃取率的因素依次是pH值>萃取温度>相比>提取物质量浓度，最佳优化方案为A3B3C2D2，即朝鲜蓟提取物质量浓度12.5 g/L，相比1.25∶1，萃取温度35 ℃，pH值4.0。

为了验证该正交试验优化结果的可靠性， 在上述最佳萃取工艺条件下进行3次优化验证试验，测得洋蓟素的萃取率分别为67.51%，67.24%，67.37%，平均值为67.37%，均高于表2中的萃取率数据，表明在此优化条件下可以获得最好的萃取效果。

3   结论

采用正交试验方法对朝鲜蓟初提物中洋蓟素的最佳萃取工艺进行优化，通过正交试验确定洋蓟素的最佳萃取工艺条件为萃取时间30 min，分相时间80 min，提取物质量浓度10.0 g/L，相比1.25∶1，萃取温度35 ℃，pH值4.0。正交试验中影响朝鲜蓟提取物中洋蓟素萃取率的因素主要次序是pH值>萃取温度>相比>提取物质量浓度，在最佳萃取工艺条件下进行3次优化验证试验，测得洋蓟素的平均萃取率为67.37%。

参考文献：

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師明月，曹清明，钟文惠. 朝鲜蓟多酚类化合物研究进展[J]. 食品与机械，2018，34（12）：166-171.

冯建光. 大孔吸附树脂分离纯化朝鲜蓟叶中洋蓟素的研究[J]. 中草药，2011，42（6）：1 109-1 113.

张孝友，陈文良，周云，等. 膜分离技术分离纯化朝鲜蓟叶中洋蓟素的工艺研究[J]. 食品工业科技，2011（4）：255-257.

胡居吾，李雄辉，熊伟，等. 分相萃取法制备高纯度绿原酸的工艺研究[J]. 食品科学，2010，31（14）：37-41. ◇