全 文 ：作者简介:纵伟(1965 -),男 ,郑州轻工业学院食品工程学院副教授 、
博士。 E-m ail:zongw ei1965@ 126. com
收稿日期:2005 - 11 - 19
第 22卷第 2期
2 0 0 6年 3月
FOOD＆MACH INERY
食品与机械 Vo l. 22, No. 2
M a r. , 2 0 0 6
超声强化提取大叶紫薇叶中总三萜的研究
An u ltrasonic extraction method of total tr iterpenes in
lagerstroem ia spec ious leaves
纵　伟 1
ZONGWei
1
　 夏文水
2
X IA Wen-shui2
(1. 郑州轻工业学院食品工程学院 , 河南 郑州　450002;2.江南大学食品学院 ,江苏 无锡　214036)
(1. School of Food Engineering , Zhengzhou University of L ight Industry, Zhengzhou, Henan 450002, Ch ina;
2. S chool of Food Science, Southern YangtzeUniversity, Wux i, J iangsu 214036, China)
摘要:通过响应面分析优化了超声强化提取大叶紫薇中总三
萜的工艺条件 , 并与常规回流法进行了比较分析。 结果表
明 , 超声强化提取大叶紫薇中总三萜的最佳工艺条件为:固
液比为 1∶10(w ∶w ), 乙醇浓度 95%,浸泡时间 120 m in、超
声功率 190W、超声时间 25 m in。 超声强化提取和常规回流
法提取的产品成分基本相同 , 但超声强化提取的提取时间大
大减少。
关键词:超声提取;大叶紫薇;总三萜;响应面分析
Ab stract:The RSA software w as u sed for extraction technology of tota l
tri terpenes in lagers troem ia speciou s leaves by u ltrason icw ave. U ltrason ic
w ave and heat ingm ethodw ere com pared. The resu ltsw ere as fo llow s:th e
op tim um cond itionw as pre-m arinate the m aterial 120 m in, and then ex-
tracted 25m in w ith the u ltrason ic w aves under 190W , the alcohol con tent
w as 95%. and ratio ofm aterial to a lcoho l1∶10 (w ∶w ).
Keywords:U ltrasonic extract ion;Lagerstroem ia specious leaves ;Tota l
tri terpenes;Respon se su rface analys is
大叶紫薇(Lage rstroem ia spec ious L. )为千屈菜科的落叶
乔木 , 大叶紫薇的叶 、花 、果和茎传统上被用来制作保健饮
料 , 具有降低血糖的效果 [ 1 , 2] 。研究表明:大叶紫薇降血糖的
主要成分为三萜类成分 [ 3] , 为了充分利用大叶紫薇资源 , 减
少能源 、溶剂消耗等生产成本 , 需要对大叶紫薇三萜类成分
的提取工艺条件进行优化。
超声技术近年来被用于植物活性成分的提取 , 其原理是
利用超声波产生的强烈振动 、空化作用 、粉碎作用 , 将植物中
的活性成分提取到溶剂中去 [ 4] , 该法简单 、提取效率高 、副产
物少 , 能达到比常规提取更理想的效果。
响应面分析( response su rface analy sis, RSA)是一种优化
工艺参数 , 解决多变量问题的一种统计方法 , 随着计算机技
术的发展 , 它成为一种精确度高 、优化效果好 , 具有很高实用
价值的优化技术 [ 5] 。
本试验采用响应面分析优化超声提取工艺条件 , 并采用
高效液相(H PLC)对超声提取所得的提取产物于常规回流法
所得的产物进行比较分析。
1　材料与方法
1. 1　实验材料
大叶紫薇叶:采自广东 ,干燥后粉碎冷藏备用;
乙醇 、甲酸等:均为分析纯;
乙腈:为色谱纯 。
1. 2　实验仪器
HH - 2型数显恒温水浴锅:国华电器有限公司;
JY88 - II超声波细胞粉碎机:上海新芝生物技术研究
所;
800型离心沉淀器:上海手术器械厂;
UV - 754紫外可见分光光度计:上海第三分析仪器厂;
SHB -C循环水多用真空泵:郑州杜甫仪器厂;
SBW - 1旋转蒸发器:上海申玻仪器公司;
FA1104电子天平:上海精科天平厂;
热恒温鼓风干燥箱:上海跃进医疗器械厂;
粉碎机:上海标本模型厂;
W aters 709高效液相色谱仪:W aters公司。
1. 3　大叶紫薇叶中总三萜提取方法
1. 3. 1　超声提取　通过预实验 , 确定影响超声提取的主要
因素为超声前浸泡时间 、超声功率和超声时间 , 以这三个因
素采用响应面分析法确定最佳工艺条件 , 实验因素和水平见
表 1。
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表 1　实验因素和水平表
浸泡时间 /m in
90 120 150
超声功率 /W
180 200 220
超声时间 /m in
20 25 30
编码　 X 1 X2 X 3
编码值 - 1 0 1 - 1 0 1 - 1 0 1
　　将 10. 00 g粉碎到 60目的大叶紫薇叶按实验方案提取 ,
提取后过滤并收集滤液 , 在滤渣中加入乙醇作溶剂 , 继续超
声提取 2次 , 将 3次所得的滤液收集后抽滤 , 将所得的滤液
真空浓缩 , 在 25 mL容量瓶中用乙醇溶剂定容 , 然后薄板点
样 , 分析总三萜的含量 ,计算总三萜得率:
得率 =提取物中总三萜质量干叶质量 ×100%
在确定影响超声提取的主要因素的基础上 ,采用响应面
分析法确定最佳工艺条件。
1. 3. 2　直接回流提取　将 10. 00 g样品加入 95%的乙醇在
85 ℃回流 6 h, 提取 3次 ,收集 3次滤液 ,抽滤 ,真空浓缩 , 在
25 mL容量瓶用乙醇定容 , 然后薄板点样 , 分析总三萜的得
率 , 采用 HPLC分析比较超声提取和直接回流提取的产物组
成和总三萜的含量。
1. 3. 3　总三萜含量的分析　采用薄层色谱分离 、分光光度
法测定大叶紫薇叶中的总三萜含量 [ 6] 。
1. 3. 4　提取物的 H PLC分析　定容后的提取物经 0. 45 μm
滤膜过滤后进行 H PLC分析 ,色谱条件如下:Luna C18色谱柱
(5 μm, 250×4. 60 mm ), 流动相为乙腈和 0. 2%甲酸(60:
40), 流速 1. 0 mL /m in, 检测波长 204 nm , 进样量 10 μL。
2　结果与讨论
2. 1　响应面优化提取工艺条件
选用 3因素 3水平中心试验 , 共进行 15次试验。 依据
实验设计方案得实验结果见表 2。
表 2　设计方案及响应值
试验号 X 1 X 2 X 3 Y
1 0 - 1 - 1 1. 976
2 0 - 1 1 2. 12
3 0 1 - 1 1. 934
4 0 1 1 1. 878
5 - 1 0 - 1 1. 892
6 - 1 0 1 1. 794
7 1 0 - 1 1. 724
8 1 0 1 1. 528
9 - 1 - 1 0 1. 794
10 - 1 1 0 1. 766
11 1 - 1 0 1. 906
12 1 1 0 1. 57
13 0 0 0 2. 188
14 0 0 0 2. 148
15 0 0 0 2. 174
　　表 2中 15个实验点可分为 2类 , 前 12个实验点为析因
实验 , 后 3个实验点为中心实验。
以总三萜的得率为响应值 , 运用 SAS RSREG程序对 15
个实验点得响应值进行回归分析 ,拟合的回归方程为:
Y =2. 17 - 0. 06475X 1 - 0. 081X2 - 0. 02575X 3 -
0. 32675X 1X 1 - 0. 077X2X1 - 0. 08425X 2X2 -
0. 0245X3X1 - 0. 05X3X2 - 0. 10875X3X3
回归方程和回归方程各项的方差分析结果见表 3。
表 3　回归方程和回归方程各项的方差分析结果
回归项 n自由度 平均平方和 P r >F
一次项 3 0. 091333 0. 0743
二次项 3 0. 430723 0. 0031
交互项 3 0. 036117 0. 2759
总模型 9 0. 558173 0. 0137
　　从表 3可知 , 总模型 R 2 =0. 9407,表明回归方程拟合很
好 , 方程的总模型和方程的二次项 P r 大于 0. 01, 小于 0. 05,
表明方程的总模型和方程的二次项对总三萜的得率影响显
著 , 而方程的一次项和交互项大于 0. 05, 表明其对总三萜得
率的影响不显著 , 可忽略。因此 ,方程可简化为:
Y =2. 17 - 0. 32675X21 - 0. 08425X22 - 0. 10875X23
RSA的图形是响应值对各实验因子 X1 、X 2和 X 3所构成
的一个三维空间的曲面图 , 从响应面分析图上可找到各因素
之间的相互作用 , 图 1和图 2为各因素之间对得率影响的响
应面和等高线图。
图 1　浸泡时间和超声功率对得率
影响的等高线图和响应面图
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科研开发 　 2006年第 2期
从图 1和图 2可直观的看出 , 最佳提取条件为:浸泡时
间的最佳值在 120 m in附近 , 超声功率为 190W 左右 ,超声时
间取 25 m in左右 ,但为进一步验证最佳条件 , 将回归方程对
X1 , X 2和 X 3 分别 求一阶 偏导并 令其等 于 0, 解 得:
X1 =0. 049 39, X 2 = - 0. 502 4, X3 = - 0. 002 899时 , Ym ax =
2. 149。
图 2　浸泡时间和超声时间对得率
影响的等高线图和响应面图
提取得最佳条件为:浸泡时间 121. 5 m in、超声功率
190. 0W和超声时间 24. 9 m in。 考虑到实际操作 , 确定提取
总三萜的最佳条件为:浸泡时间 120 m in、超声功率 190W和
超声时间 25 m in。
用以上工艺条件放大 10倍 ,重复提取 3次 , 总三萜得率
平均为 2. 191%,高于表 2中各得率。表明响应面分析优化
的工艺条件可行。
2. 2　超声提取和直接回流提取的比较
对超声提取物和直接回流提取物进行 H PLC分析 , 见图
3。从图 3中可以看出 ,二种提取物的 HPLC出峰基本相同。
分别测定超声提取和直接回流提取的得率 ,比较 2种提
取方法的提取效果 , 结果见表 4。
表 4　超声提取和直接回流提取的得率比较 /%　
方法 得率
超声提取　　 2. 191±0. 078
直接回流提取 2. 189±0. 051
　　对超声提取的得率和直接回流提取的得率通过方差分
析表明 , 两者差别不显著 ,但超声强化的提取时间大大减少。
图 3　超声提取(A)和直接回流提取(B)的比较
3　结论
(1)通过分析影响超声提取的因素 , 并在此基础上进行
响应面优化 , 可以得出最佳提取条件为:浸泡时间为
120 m in ,超声功率为 190W ,超声时间为 25 m in。
(2)通过对超声提取与直接回流提取提取物的 HPLC
图谱比较 , 表明两种提取方法提取的物质基本相同。
(3)超声提取方法简单 ,具有提取效率高 、时间短 、无需
加热等优点 , 是一种较理想的提取大叶紫薇叶中总三萜的方
法。
参考文献
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第 22卷第 2期 纵　伟等:超声强化提取大叶紫薇叶中总三萜的研究