全 文 ：西北林学院学报 1 9 9 4 , 9 ( 4 ) : 4 6~ 5 0
Jo u r n a l o f N o rt h
wes
t F o
r e s t r y C o 】le g e
浸液预处理对杜仲叶速溶粉提取率的影响 ’
王蓝 ` , 张康健 2) 梁志荣 3) 杨祥 3) 陈荣 3)
( i )西北林学院木材工业系 , 7 1 2 1 0 0 ,陕西杨陵 ; z )西北林学院园林系 , 7 12 1 0 0 , 陕西杨陵 ;
3
“ 陕西长林杜仲公司 , 71 2 1 0 , 陕西杨陵 .第一作者 . 51 岁 ,男 ,副教授 )
摘 要 浸液经过 有处理后 , 杜仲叶速溶粉的提取率可 以提 高约 30 % 。 这对一个年处理
杜仲叶 4 0 0t 的生厂生; 来说可带来 30 多万元的效益 。 实脸还表明 ,杜仲浸液糖度与浓度成
正比 。 现行条件下浸提时间以 10 Om in 为宜 。
关键词 杜仲叶 ;浸 眨 ; 速溶粉
中图分类号 R 2 8 4 · 2 5 7 8 9 · 4
杜仲 ( E uc om m ia u ltn o id e s Ol iv . )是杜仲科杜仲属植物 ,为我国特有经济树种 , 已被国家列
为二类重点保护植物 。杜仲在传统上都是取其皮入药 。它能“ 补中益气 、 坚筋骨强志 ” , “ 暖子宫 、
安胎气 ” , “ 充筋力 、 强阴道 ” , “ 医肾虚 、 腰痛 、风冷伤肾” , “ 去关节湿淫 、 治腰膝酸痛 、腿足抬挛 ”
等 。 作为保健品 “ 久服轻身耐劳” , 是我国传统的医病强身佳品 . 近年来的研究表明杜仲叶中也
含有与皮相似的多种有效药性成分 。 于是杜仲叶身价倍增 。 尤其是国际市场对叶的需求增加
较快 ,加之国内以叶为原料的加工业的兴起 ,使杜仲叶的价格成几倍上翻 . 这对以叶为原料的
杜仲叶速溶粉生产企业造成压力 。研究如何提高速溶粉得率 ,减少原料消耗 ,降低浸提成本 , 显
得十分必要 。
1 实验材料和方法
.1 1 材料来源
取用陕西长林杜仲公司生产的杜仲叶速溶粉 。
取用略阳产 、采摘时间相同 、 保存时间相同的同批干杜仲叶 。
.l’ 2 实验方法
1
.
2
.
1 浏定杜仲叶速溶粉溶液的糖量与浓度的关来 将杜仲叶速溶粉配成不同浓度的溶液 ,
用手持糖量计测其糖量 (百分数 ) 。 将过程重复 3 次 ,并求其平均值 , 找出杜仲叶速溶粉溶液的
糖量与浓度的关系 。
1
.
2
.
2 实验 “ 溶液预处理 ” 对杜仲叶浸提得率的影响 将干杜仲叶清洗后凉干 ,在保持各项浸
提工艺参数不变的条件下 , 进行浸液是否经过预处理的浸提对 比实验 。 在 浸提过 程中每隔
10 m in
,用手持糖量计测其溶液糖量 , 直到其糖量不再明显增加时为止 。 其过程都分别重复 3
次 。
收稿 日期 1 9 9 4一 0 8一 0 6 修 回 日期 1 9 9 4一 1 0一 0 5
, 该项研究来自林业部 “杜仲系列产品开发 ” 中试科研项 目 .
4 期 王 蓝等 浸液预处理对杜仲叶速溶粉提取率的影响
2 实验结果与分析
2
.
1浸液糖量与浓度的关系
对实验给果 (表 1) 的数据进行回归处理 。 设戈 为糖量 , Y` 为浓度 ,建立直线回归方程 Y `二
A + B x
、 ,求得 A 一 。 . 2 4 6 买 B资 0 . 9 19 3 ,相关系数 二一 。 . 9 98 李。 则回归方程为 :
Y * 一 0 ; 2 4 6 3 + 0 . 9 1 9 3X ` ( l )
根据 ( 1) 绘制的回归曲线 (图 1) 可以看出〕浸液糖量与其浓度成正 比 。
表 1 ` 不同浓度下的糖最
T a b , e , 、 u g a r 。 o n : e n t 、。 d ; f fe 、 , , 。。 n c e n t ar t i o n s 。 , 。 X , : 泣。 :
}
糖量 (写 )浓度 (% )—第一次 第二次 第三 次 」平均1 2 . 5 0 1 3 . 1 0 1 3 . 2 0 13 . 5 0 1 3 . 2 71 0 . 0 0 1 0 , 0 0 10 ` 8 0 1 0 . ’ 8 0 1让 5 38 . 3 3 8 . 9 0 8 . 90 9 , 0 0 8 . 937 . 1 4 7 . 8 0 7 . 10 7 . 5 0 7 . 4 7 ,6.3ǎ次à侧提6 . 2 5 6 . 1 0一 ` . 5 0 6 . 2 0 6 . 2 75 . 5 6 5 . 8 0 5 . 9 0 5 . 9 0 5。 8 95 . 0 5 . 0 一 5 . 0 .5 0 5 . 0 3 6 ` 9 1 2.4 5 .4 80 ,.8 0 .48 0 4 . 80 糖量 (% )篡 黑 瑞 ` : :: 一 :: ;: F枷异 eR黯老最黑:artz on— a n d s u g a r co n t e n t2 . 2 浸液预处理对浸提得率的影响浸液未经预处理 ,对实验结果 (表 2) 的数据进行回归处理 。 设 it 为时间 , V ` 为糖量百分数 ,建立指数 回归方程 v , = 4 . 0 一八 e B, ` 。 求得 A = 2 . 7 2 4 4 , B = 一 0 . 0 1 9 6 7 ,相关系数 r = 0 . 9 8 5 7 ,则回归方程为 :V ` 一 4 . 0 一 2 . 7 2 4 4e 一 0· “ , , ` , “ ( 2 ) 表 2 浸液糖量随浸提时间变化表T a b艳 2 . v a ` 认, io 叭 “ f “ 呀 a r c o n齐e n , 竺i , h e xt r a c , i o n ’ im e糖量 (% )时间 ( nr i n )—第一次 第二次 第兰次 平均n`八`匕d亡Jgù几Od巴月 乙乃n`RQJC01t亡口刃n了内了.…`1q乙,`心朽j八d3JO丹C」1 . 7 2 1 乃`叮,自心ó,ùq山ù几乙0`OJt了80曰q乙亡U工月.…ù .盆,曰乃`,O乙ù门J丹几Q口;;: ;:q`,山几O今自口门2O曰甘,é自叮亡dt了一月.…口`乃QnJ竹C3心`q``QO几乙口n八`自了, 10乙勺孟性bōI月矛.…,ó,目,曰.J丹j口ncC3根据 ( 2) 式绘制的 回归曲线如图 2 中的①所示 。浸液经过预处理 , 实验的结果 (表 3) 的数据进行回归处理 。 设 , 、 为时间 , V ` 为糖量百分数 ,建立指数回归方程 v `二 4 . 8一 A e气求得 A `2 . 6 3 2 0 , B = 一 0 . 0 2 1 0 1 ,相关系数 r = 0 . 9 7 6 一 6 。则回归方程为 : ·V ` ~ 4 . 8 一 2 . 6 3 2 o e 一 “ · O2川 “ ( 3 )根据 ( 3) 式绘制 的回归曲线 (图 2) 中的② 。可以看出 ,在相同时刻 、 浸液经过预处理的其浸液糖量均 比未经处理的要高 。2 . 3 最佳浸提时间的确定浸提时间是浸提过 程的一个重 要参数 , 时 1 02 D3 04 05 06 07 08 09 01 0 01 1 01 2 0
西北林学院学报 9 卷
间过短 、 浸提不充分 , 会影响浸提得率 , 浪费
原料 , 增加生产成本 ; 而时间过 长 ,则降低生
产效率 , 空耗动力 ,多付人员工资 ,增加设备
耗损 , 同样也会增加成本 。应在综合考虑产品
价格 、燃料 、 动力 、 设备及人员工资等费用的
基础上确定出一个最佳的浸提时间。
在浸提过程中有两个因素是随时间变化
的 , 一个是浸液的糖量 , 一个是 浸提的费用 。
浸液糖量随浸提时间的增加而提高 ,开始较
快 , 逐渐减慢 ,糖量与时间呈指数函数关系 。
浸提费用包括燃料 、 电力 、 设备 、人员工资等 ,
随时间的增加而增加 。 其费用率 ( 即浸提单位
2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 12 0
时间 ( m in )
00
ejj任IOJ`,二
ǎ%à喇称
图 2 糖最一时间回归曲线
F ig u er 2 R e g r哪 i o n e u ver s be t w e e n s u卯 r
e o n t e n t a n d e x t r a e t t im e
重量的杜仲叶 ,在单位时间内所需的费用 )可认为是一个常数 , 因人工工资是计时的 ,设备折旧
是按年限摊消的 ,燃料 、 电力费虽然随时间有所波动 ,但其平均值大体上是不变的 。
浸液糖量增加意味着浓度增加 , 而浓度增加产量 表 3 浸液糖 t 随浸提时间变化表
就会增加 ,产值就会增加 。 费用的增加意味着成本在
增加 。 为了用一个数学模型表达这个过程 ,设杜仲叶
经浸提增加的产值为 V , 浸提时各项费用为 S , 则求
最佳浸提时间的间题可归结为使效益函数 F ~ V 一 S
极大 ,且满足某些约束条件 。 具体为 :
极大化 F ~ V 一 S ( 4)
其中 V = ( 4 . 8一 2 . 6 3 2 0e 一 o · “ , , 0 “ ) X C
S ~ D t
约束条件 。镇 t镇 1 20
式中 : C 为浸提产值增值率 , 即浸提单位重量的
杜仲叶时 ,使浸液的糖量每增加一个百分点所增加的
产值 . C 反映了最终产品速溶粉分解在浸提工序的价
值 .
T
a
bl e V a ir a t i加 5 o f s u g a r e o n t e n t w i t h
e X t r a C t lo n t l盯 l e
时间 ( m i n ) 糖量 (% )第 1 次 第 2 次 第 3 次
O曰Oó丹`匕心几乙,曰匕dl勺厂亡口O曰,压月了01三,且二4巴J厂d亡口.…八`气J八j4J任性
丹`n口,均心乃叮q月乎O曰1了O,口90“`n叮.…O`nJ内dC工3丹j,口J怡jdó,曰n`八`口,臼乃ó月才勺白0八`了1几n,臼口叮ftJl.…,目,dnj内J4月J任吮性咋`q乃八n,心几弓月布nUC`r,几,óO了`厅了.…2空UZ口3J,4任`月1 02 03 0
4 0
5 0
6 0
7 0
8 0
9 0
1 0 0
1 10
1 2 0
王兰
Z
。
7 2
D 如前所述为浸提费用率 , 即浸提单位重量的杜仲叶时 ,每延续单位时间所需的 费用 。
O簇 t簇 1 20 表示浸提的时间不可能为负数 ,最长不要超过 120 m in . 因实验表明 , 当浸提时
间接近 1 2Om in 时 ,浸液糖量已不再增加 . 显然超过 120 m in 后 , 空耗费用 , 得不到益处 。
查阅有关生产记录和核算资料 , 在现行条件下 C 一 1 30 , D 一 1 . 0 则可计算得表 4 。
从表 4 中可以看出使 F ~ V 一 S 极大的点在 10 m in 附近 。 这就是说当浸提到 1 0 m in 时 ,
应结束浸提 ,若继续延长浸提时间 , 浸提产值的增量 。 V 将低于浸提 费用的增量 苗 , 收不敷
出 ,效益就会出现负增长 。
如图 3 所示 , 乙V 线开始位置较高 , 逐渐下降 ,这 是因为开始时浸 出率较高 , 而后逐渐 减
弱 。 八夕线是一条水平线 ,这是因为假设浸提费用率是一个常数的缘故 。 在 。 v 与 。 S 两线的交
点处 , 即 O V 一苗 处就是效益函数 F 一 V 一 S 产生极大值处 . 从图上看 C 一 1 3 0 的 乙V 线与 D 一
4 期 王 蓝等 浸液预处理对杜仲叶速溶粉提取率的影响
1
.
0 的留 线交点正处在 10 o m in 附近 .
当产品的价格上升或下降时 ,会影响到 C 值的增加
或减少 ,这时可以得到不同的 d V 线 。 图 3 中绘出了 C
一 1 2 0 , C ~ 1 3 0 , C ~ 1 4 0 时的 3 条 乙V 线 . 当燃料 、 电力 、
设备 、 人员工资等费用上升或下降时 ,会影响到 D 值的
增加或减少 ,这时可以得到不同的站 线 。 图 3 中绘出
了 D 一 .0 8 , D 一 1 . 0 , D 一 1 . 2 的 3 条水平线 。 这些 曲线
和 水平线的不同组合会得到不同的交点 , 即会得到不
同的最佳浸提时间 。 从图 3 可以看出 , 当 D 值不变时
(即浸提费用率不变时 ) , V 值的增加或减少 (即产品价
格 的上升或下降 ) , 其最佳浸提时间会延长或提前 . 当
V 值不变时 (即产品价格不变时 ) , D 值的增加或减少
(即浸提费用率的上升或下降 ) , 会使最佳浸提时间提
前或推后 。
表 4
丁 a b le 4
产值 、 费用随时间变化表
V a r i a t i o n s o f o u t p u t v a l u e
a n d c o s t w i t h e x t r a e t i o n t im e
时间 ( m i n ) V
10
20
30
40
50
60
70
8 0
90
1 0 0
1 10
1 2 0
3 4 7
.
1
3 9 9
.
1
4 4 2
.
0
4 7 5
.
8
5 0 4
.
4
5 2 6
。
5
5 4 4
.
7
5 6 0
。
3
5 7 2
。
0
5 8 2
.
4
5 9 0
。
2
5 9 6
。
7
10
2 0
3 0
4 0
5 0
6 0
70
8 0
9 0
1 0 0
1 1 0
1 2 0
V一 S
3 3 7
.
1
3 7 9
.
1
4 12
.
0
4 3 5
.
8
4 5 4
.
4
4 6 6
.
5
4 7 4
.
7
4 8 0
.
3
4 8 2
.
2
4 8 2
.
4
4 8 0
.
2
4 7 6
.
7
乙V 线
C 二 14 0
C ~ 1 3 0
C 二 1 2 0 .
,`08
线L.O公加
卜
1
.卜..
l02
3 结论
在对杜仲叶进行 浸提时 , 浸
提液经过预处理 , 其速溶粉得率
比浸液未经处理的明显要高 .
杜仲速溶粉溶液中的糖量
(百分数 )与浓度 (百分数 ) 成正
比 。
在确定杜仲叶最佳浸提时间
时 ,应综合考虑产品价值 、 浸提费
用等因素 。 在现行条件下 , 定在
1 0 0 m i n 为宜 .
应用浸液预处理法浸提杜仲
叶 , 可以使速溶粉的得率提高约
30 %
。 这一点已在工业生产装置
中得到验证 。 仅此 ,对一个年处理
杜仲叶 4 0 0t 的生产线来说 ,可带
来 30 多万元的效益 . 测定杜仲速
1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 60 7 0 8 0 9 0 10 0 1 10 12 0
t ( m in )
图 3 产值 、 费用增量随时间变化图
F ig u r e 3 V a ir a t i o n e u r y即 o f i n c er m e n t o f o u t p u t v a l u e
a n d e os t w i t h e x t r
a e t io n t im e
溶粉溶液的糖量与浓度的对应关系 ,确定浸提最佳时间的方法和结论 ,为进一步改进杜仲速溶
粉生产线工艺设计提供了科学依据 。
5 0西北林学院学报 9 卷
参 考 文 献
周政贤 . 杜仲 . 贵 阳 : 贵州人民出版社 , 19 8 0
张康健 . 杜仲 . 北京 : 中国林业出版社 . 19 9 。
秦振栋 . 杜仲皮和叶的 比较研究 见 : 药用植物科研论 文选编 ,酉安 :西北大学 出版社 , 1 9 8 3
T h e I n f lu e n e e o f t h e P r e t r e a t m e n t o f E x t r a e t e d L iq u id o n
t h e Y i e l d o f E x t r a e t f r o m E u
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` ’ Z h a n g K a n g j i a n
, ’ L ia n g Z h i r o n g , ,
( 1) 及 tP . of W 〔沁挂知汀 u st 勺 , 2) 及 tP . of aL nd s’a 加 A cr ht e ct u er ,
3 ) C 无a n g l加 E uc , m必 刃` 钊 。勿 Pm e n r oC
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A b s t r a e t T h e e x t r a e t io n
一
r a t e o f t h e i n s t a n t p o w e r m a y b e i一i e r e a s e e l b y 3 0 p e r e e n t t h r o u g h t l飞e
p r e t r e a tm e n t o f t h e e x t r a e t e d l iq u id f r o m e u e o m m ia l e a v e s
.
I t w i ll P r o d一l e e a b e n e f i t o f a b o u t 3 0 0
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,
f o r a m a n u f a e t u r e l i n e p r o e e s s i n g 4 0 0 t o n s o f e u e o m m i a l e a v e s
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K e y w o r d s e u e o m m ia le a v e s
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