全 文 ：No.1.2008
收稿日期:2007-06-05 *通讯作者
基金项目:国家科技部科技基础性工作专项基金项目(2001DEA20022)。
作者简介:曾里(1973—),女,重庆璧山人,硕士,讲师,研究方向为食品生物技术。
曾 里,曾凡骏 *,张 杰,王 威
(四川大学食品工程系,成都 610065)
摘要:以元宝枫叶为原料,研究超声波技术在元宝枫黄酮浸提中的应用。实验通过改变溶剂浓度、
提取时间、料液比等条件对产品提取得率的影响进行了探讨,并比较了传统浸提法、超声波两种方
法的提取,结果表明超声波法提取元宝枫黄酮是一种快速、高效、节能的新型提取方法,具有一定
的实用价值。
关键词:超声波;元宝枫叶;黄酮;浸提
中图分类号:TS255.36 文献标志码:A 文章编号:1005-9989(2008)01-0163-04
超声波技术
应用于元宝枫黄酮浸提的研究
Studyontheprocessforflavonoidsextractedfromtheleavesof
Acertruncatumbungebysupersonic
ZENGLi,ZENGFan-jun*,ZHANGJie,WANGWei
(DepartmentofFoodScienceandEngineering,SichuanUniversity,Chengdu610065)
Abstract:ExtractedflavonoidsbysupersonicfromleavesofAcertruncatumbungewasstudied.Andtheefect
用前景。
AB-8大孔树脂纯化艾蒿黄酮的最佳条件为(树脂
柱体积为 22mL,柱长度 12cm,柱内直径 1.3cm
时)上样量4mL,淋洗剂为pH4的蒸馏水,洗脱剂为
pH4的50%乙醇,洗脱剂用量为5倍柱体积,树脂可
以重复使用 3次。产品真空干燥后纯度达 69.37%,
回收率为64.98%。
参考文献:
[1] 周峰,秦路平,连佳芳,等.艾叶的化学成分、生物活性和
植物资源[J].药学实践杂志,2000,18(2):96-98
[2] 张彬,李彩侠,吴亚卿.黄酮类化合物的研究进展[J].食品
与机械,2005,21(5):70-73
[3] 顾静文,刘立鼎,陈京达,等.艾蒿和野艾蒿精油的化学成
分[J].江西科学,1998,16(4):273-276
[4] 刘志勤,曹纬国.青海枸杞叶黄酮含量的测定[J].青海科
技,2004,(1):46-47
[5] 张素华,王正云.大孔树脂纯化芦笋黄酮工艺的研究[J].
食品科学,2006,27(2):182-186
[6] 李春美,钟朝辉,窦宏亮,等.大孔树脂分离纯化柚皮黄酮
的研究[J].农业工程学报,2006,22(3):153-157
[7] 冯涛,曹东旭,高辉,等.大孔吸附树脂对竹叶黄酮的吸附
分离特性研究[J].广州食品工业科技,2002,19(1):9-11
[8] 郑功源,杨安树,邓丹雯.大孔吸附树脂分离纯化藜蒿中
黄酮类化合物[J].食品科技,2003,(1):11-13
[9] BoqiangFu,JieLiu,HuanLi,etal.Theapplicationof
macroporousresinsintheseparationoflicoriceflavonoids
andglycyrhizicacid.JournalofChromatographyA,2005
(1089):18-24
[10]YujieFu,YuangangZu,WeiLiu,etal.Preparativesepa-
rationofvitexinandisovitexinfrompigeonpeaextracts
withmacroporousresins[J].ChromatographyA,2007,(1139):
206-213
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
提取物与应用
163
DOI:10.13684/j.cnki.spkj.2008.01.059
No.1.2008
元宝枫[1](Acertruncatumbunge)为槭树科槭树属
的落叶乔木,因翅果形状像中国古代金锭 “元宝”
而得名。汉代许慎 《说文》中称之为槭树,这是它最
早的名称。 《中国植物志》定名为 “元宝槭”,河北
称为元宝树,陕西又名五角枫。研究发现元宝枫叶
中含有糖、氨基酸、蛋白质、黄酮、有机酸、强心
甙、鞣质、萜和酚等各类化学成分,其中黄酮类含
量较高[2]。元宝枫叶作为一种黄酮提取的新资源有着
很好的前景,工业上考虑到提取溶剂的成本及操作
安全性,多使用乙醇、水溶液作为提取溶剂,为了
达到较高产物收率,传统提取工艺比较费时、耗能。
超声波是一种弹性机械振动波,它在溶液中疏
密相间地向前辐射,使液体流动而产生数以万计的
微小气泡,这些气泡纵向传播,在负压区形成、生
长,而在正压区迅速闭合。在此 “空化”效应中,气
泡闭合可形成101MPa的瞬间高压,连续不断产生的
高压就像一连串小 “爆炸”,不断冲击物料表面。超
声波就是通过这种超声化作用向物质提供能量,产
生强烈振动、空化效应及搅拌作用,使其局部升温
和局部高压,破坏植物组织结构,产生局部粉碎作
用,强化提取过程。因此超声提取具有提取速度快、
得率和纯度较高的优点,并且可免去高温对活性成
分的影响[2-4]。
本研究就是利用乙醇溶液做溶剂对元宝枫叶进
行超声波处理,探讨了超声提取法对元宝枫黄酮类
物质的浸出特性影响,并研究比较了与传统水浴浸
提法的提取效率,为超声波在元宝枫黄酮的浸提方
面的研究奠定了基础。
1 材料与方法
1.1 实验材料
元宝枫叶:四川元宝公司。
KQ-100DE型数控超声波清洗器:昆山市超声仪
器有限公司,超声功率 100W,工作频率 40kHz,
清洗容量4L,执行标准(Q/GSFY008-1996);TG628A
分析天平:成都天平仪器四厂;TG电热恒温水浴
DSY-1-4孔:北京爱琦霞商贸中心;752紫外光栅分
光光度仪:上海精密科学仪器有限公司;冷凝回流
提取装置。
乙醇;亚硝酸钠;氢氧化钠;硝酸铝;芦丁标
样:生化试剂,中国药品生物制品检定所。
1.2 方法
1.2.1 超声波提取元宝枫黄酮工艺
元宝枫叶→烘干→粉碎→过筛→石油醚脱蜡→
按一定比例加乙醇浸润,超声波处理→抽滤→定
容→检测提取量→计算出得率
1.2.2 标准曲线的绘制 标准芦丁—吸光度:将一定
量样品液置25mL比色管中,用30%乙醇补充至12.5
mL,加入0.7mLNaNO2(1∶20),摇匀,放置 5min后
加入0.7mLAl(NO3)3(1∶10)6min后再加入 5mL1mol
NaOH,摇匀,用30%乙醇稀释至刻度,10min后于
波长510nm处进行比色测定,试剂为空白参比。
准确称取芦丁标准试剂 35.2mg,105℃烘 1.5
h,用甲醇配制成 100mL溶液,贮于棕色容量瓶备
用。分别取1、2、4、6、8mL为标准,按上述检测
方法进行测定,其结果见表1。
绘制标准曲线后,标准曲线的回归方程为:A=
11.401C-0.0052,相关系数 r=0.9996,判定为吸光
值与芦丁浓度线性显著相关。式中:A为吸光度,
C为芦丁浓度(mg/mL)。并从表1中看出,数据重现性
良好。
1.2.3 提取液中总黄酮的测定 移取样液 2mL,于
25mL比色管中,按标准芦丁—吸光度测定法,以试
剂为空白参比,在510nm的波长下测定其吸光度A,
并以芦丁浓度和吸光度的关系式计算,得出芦丁浓
度C(mg/mL),经过换算求出元宝枫叶中的总黄酮得率
(%),即为:
总黄酮得率(%)=
Y× 25
吸取毫升数
×V
W×1000
×100
式中:V为提取液体积,mL;
W为元宝枫叶样品质量,g。
2 结果与分析
2.1 几种影响因素对超声波浸提的影响
同水浴浸提一样超声提取也要受到料液比、乙
醇浓度、时间、温度因素的影响,所以以下我们将对
料液比、乙醇浓度、时间、温度这几个因素进行研究
表1 标准芦丁浓度对应吸光度值表
芦丁浓度/
(mg/mL)
0.0070050.014010.028020.042030.05604
吸光度值(A) 0.079 0.147 0.321 0.468 0.636
ofextractingamountbychangingthesolventconcentration,extractingtime,proportionofthematerialand
solutionwasdiscussed.Theefectofextractionwascomparedwithtraditionalmethods.Theresultsshowed
thattheextractingbysupersonictreatmenthadmanyadvantages,suchashigherextractingrateandeficiency
forthesavingoftimeandcost.
Keywords:supersonic;leavesofAcertruncatumbunge;flavonoids;extraction
提取物与应用
164
No.1.2008
图1 料液比—黄酮得率关系图
讨论。
2.1.1 料液比对超声波浸提的影响 准确称取元宝枫
叶干粉(5g),选择实验条件料液比1∶20,在提取温度
40℃下,料液比分别为 1∶8、1∶15、1∶22、1∶29、1∶
36,超声作用15min。结果如图1。
由图 1可知,元宝枫叶中黄酮的提取得率随溶
液量的增加而增加,但整个曲线虽然呈上升趋势,
但在1∶15到1∶20这一段斜率最大,提取量增加最多;
而从1∶20到1∶35这段斜率减小,得率从5.75增加到
5.85,增幅很小。
分析原因,在一定范围内溶剂用量增加有助于
元宝枫总黄酮的浸出。溶剂用量少,提取不太完全;
但溶剂用量太大,超声波加热的负荷增大,达到提
取完全所需要的时间也要增长,使所得提取溶液中
黄酮浓度降低。因此,在提取量相差不多的时候,选
择料液比较小的可以节约成本,综合考虑,采用1∶20
比较合理。
2.1.2 溶液浓度对超声波浸提的影响 准确称取元宝
枫叶干粉(5g),选择实验条件料液比1∶25,在提取温
度 40℃下,以乙醇浓度分别为 30%,40%,50%,
60%,70%,80%,90%,超声作用 15min。结果见
图2。
由图2可知,开始提取得率随乙醇浓度的增大而
提高,乙醇浓度大于40%(v/v)以后,提取得率开始下
降,40%(v/v)的乙醇作为溶剂浸提效果最好。元宝枫
叶中黄酮的提取得率在乙醇浓度40%时达到最大值。
分析原因,超声波萃取时一方面溶剂的极性对
萃取效率有很大的影响;另一方面还要求溶剂对分
离成分有较强的溶解能力。对于元宝枫叶这种固体
试样,一般只能选用极性溶剂,因为极性溶剂能更
好地吸收超声波,从而提高溶剂的活性,有利于使
固体试样中的黄酮与基体物质有效地分离,同时,
元宝黄酮溶于乙醇溶液,因此选用乙醇溶液作为萃
取溶剂。比较不同浓度的乙醇溶液,40%乙醇萃取得
率最高,则可能是由于当乙醇浓度过高时沸点下降
过大,导致溶剂挥发过大,不利于黄酮的溶出。
2.1.3 时间对超声波浸提的影响 准确称取元宝枫叶
干粉(5g),选择实验条件乙醇浓度 40%,料液比1∶
20,在提取温度 40℃下,分别用超声作用 10、
15、20、30、40、50min。结果如图 3。
图 3显示,以 60%乙醇为溶剂,在前 25min
元宝枫叶总黄酮得率与超声波时间呈现正比关系,
25min内微波时间越长,黄酮得率越高,但 25
min后黄酮得率不再增加,在 30min后反而有所
下降。分析原因,可能是由于超声波所具有的机
械粉碎和空化效应等作用,增大了物质分子运动
频率和速度,增加了溶剂的穿透力,提高有效成
分溶出速度和溶出数量,从而大大缩短了黄酮的
提取时间,长时间反而对黄酮有分解作用,以及
长时间超声波蒸发水分导致了黄酮溶出减少。
2.1.4 提取温度对超声波浸提的影响 准确称取
元宝枫叶干粉(5g),选择实验条件乙醇浓度 40%,
料液比 1∶20,分别在提取温度 30、40、50、60℃
下超声作用 30min。结果如图 4。
在温度 45℃以下,提取温度越高越好,而温
度高于 45℃以后温度升高,提取效果反而下降。
分析原因,这可能和由于超声波的高效率有关。
因超声波自身有热效应,可以使组织局部升温,
会导致黄酮分解。因此外部温度不宜过高,取 40
℃即可。
图2 乙醇浓度—黄酮得率关系图
图3 时间—黄酮得率关系图
图4 提取温度—黄酮得率关系图
提取物与应用
165
No.1.2008
因素
1 1(40) 1(15) 1(40) 1(1∶15) 2.38
2 1 2(20) 2(50) 2(1∶20) 3.79
3 1 3(30) 3(60) 3(1∶25) 4.53
4 2(50) 1 2 3 5.33
5 2 2 3 1 5.01
6 2 3 1 2 5.44
7 3(60) 1 3 2 6.04
8 3 2 1 3 6.08
9 3 3 2 1 6.29
K1 10.7 13.75 13.9 13.68 总和
K2 15.78 14.88 15.41 15.27 G=44.89
K3 18.41 16.26 15.58 15.94
均值1 3.57 4.58 4.63 4.56 平均和
均值2 5.26 4.96 5.14 5.09 G=14.96
均值3 6.14 5.42 5.19 5.31
极差R 2.57 0.84 0.56 0.75
较好水平 60 30 60 1∶25
因素主次
顺序
1 2 4 3
温度/℃
A
时间/min
B
浓度/%
C
料液比
D
实验号 得率/%
表2 正交实验及其结果分析
2.2 正交实验
由以上单因素实验选出正交实验各因素水平
范围为:乙醇浓度 40%、50%、60%,料液比 1∶
15、1∶20、1∶25,提取时间 15、20、30min,提取
温度 40、50、60℃。
正交实验选择 L9(34)正交表、以提取温度、提取
时间、溶剂浓度和料液比为4因素,做3水平的正交
实验。结果见表2。
从对正交实验的结果分析可以确定最佳浸提条
件为:溶剂使用60%(v/v)乙醇,料液比为1∶25,超声
作用时间为30min,浸提温度为50℃。
正交实验 4个因素对浸提效果影响的主次顺序
为浸提温度→超声作用时间→料液比→乙醇浓度。
2.3 超声波提取、水浴浸提两种方法的比较
本实验室同时对传统的水浴浸提做了研究,得
到的最佳水浴浸提条件为:60%(v/v)乙醇,料液比为
1:15,浸提时间为2h,浸提温度为80℃,提取2次。
准确称取元宝枫叶干粉(5g)2份,分别采用超声
波提取的最佳提取条件和水浴浸提的最佳条件,同
时做两组平行实验,结果见表3。
比较两种方法,两种方法的提取效率非常接近,
但超声波的提取优势是非常明显的,温度低,时间
大大减少,对减少能源的消耗和提高效率都是十分
显著的。可见超声波法十分快速、节能,具有一定的
实用价值。
3 小结
超声波提取技术应用于元宝枫黄酮的提取是可
行的、高效的,它具有强化提取过程、提取速度快、
得率高等显著的特点,在实际生产过程中具有节能、
省时的潜力。
超声波提取元宝枫黄酮的最佳浸提条件为:溶
剂使用60%(v/v)乙醇,料液比为1∶25,超声作用时间
为30min,浸提温度为60℃,提取得率为6.26%。
超声提取法与传统溶剂浸提法相比,其提取速
度快,提取温度低(由 80℃降至 60℃),浸提时间短
(由 4h降至 30min)。可见,超声波法是一种高效、
节能的提取新方法,有广泛的应用前景。
参考文献:
[1] 中药大辞典(上册)[M].上海:上海科学技术出版社,1986.
[2] 赵兵,王玉春,欧阳藩.超声波在植物提取中的应用.中草
药,1999,30(3):附1-3
[3] 李红兵,孙立华,孙国才.超声波提取法在中国药典中的
应用探讨.中国药品标准,2001,4(2):18-20
[4] 郭孝武.超声技术在提取中药甙类成分中的应用.中草
药,1996,27(增刊):234-236
表3 超声波提取与水浴浸提的比较
实验组 超声波提取得率/% 水浴提取得率/%
1组 6.35 6.08
2组 6.17 6.56
平均值 6.26 6.33
提取物与应用
日前,由农业部油料及制品质量监督检验测试中心制
订的《大豆热损伤率的测定》等 6项农业行业标准通过了
审定。
通过审定的其他 5项标准分别是:《动植物油脂紫外
吸光值的测定》、《食用植物油中维生素 E组分与含量的测
定》、 《油菜籽及饼粕中异硫氰酸酯的测定硫脲比色法》、
《芝麻中芝麻酚含量的测定高效液相色谱法》、 《植物油中
叔丁基羟基茴香醚(BHA)、2,6-二叔丁基对甲酚(BHT)和
特丁基对苯二酚(TBHQ)的测定高效液相色谱法》。
据了解,上述通过审定的 6项标准的制定和颁布实施,
有利于促进我国油菜、大豆、芝麻等油料作物及食用油脂
产业化发展,对促进我国油料产品深加工增值,阻挡国外
菜籽及大豆产品的进口冲击,保护民族油料产业健康发展
也具有重要意义和作用。 (陈静)
油料方面六项行业标准通过审定

166