全 文 ：第 12 卷 第 1 期 山东商业职业技术学院学报 Vol． 12 No． 1
2012 年 2 月 Journal of Shandong Institute of Com

merce and Technology Feb． 2011
亚临界水萃取元宝枫种壳中单宁工艺
条件优化初探
蒋彬彬，李敏霞
(山东轻工业学院 山东省微生物工程重点实验室，山东 济南 250353 )
摘 要: 以元宝枫种壳为原料，采用亚临界水萃取技术探索单宁提取的最佳工艺条件。以单因素实验为基
础，通过正交实验确定了元宝枫种壳中单宁提取的最佳工艺条件为:粉碎粒度为 40 ～ 60 目，萃取时间为 60min，去
离子水用量为 18mL /g，萃取温度为 106℃。在此工艺条件下单宁的提取率为 94． 65%。经正交实验方差分析，粉碎
粒度和萃取温度是影响单宁提取的关键因素。
关键词: 元宝枫种壳;单宁;亚临界水;提取工艺
中图分类号: O656 文献标识码: A 文章编号: 1671 － 4385(2012)01 － 086 － 05
Preliminary Study on Extraction and Optimization of Tannin from the Seed
Hull of Acer Truncatum with Subcritical Water
JIANG Bin － bin，LI Min － xia
(Shandong Provincial Key Laboratory of Microbial Engineering，Shandong Polytechnic University，Jinan，Shandong 250353，China )
Abstract: With the seeds hull of Acer truncatum as raw material，the extracting technology of tannin was
studied by subcritical water and the optimal conditions was obtained based on the single condition of extracting tan-
nin from the seed hull of acer truncatum． The optimal extraction conditions were as follows:particle size 40 ～ 60，
extracting time 60min，deionized water 18mL /g，extracting temperature 106℃ ． In this condition，the content of
tannin has been markedly increased and reached the maximum (94． 65%)． Particle size and temperature deter-
mined by orthogonal analysis of variance are two key factors．
Key words: seed hull of acer truncatum;tannin;subcritical water;extraction
收稿日期: 2011 － 12 － 21
作者简介: 蒋彬彬(1974 －) ，男，山东临沂人，在读硕士，主要研究方向为微生物酶技术。
从元宝枫种壳中提取的单宁具有很好的药用价
值，其在镇静、催眠、镇痛、抗凝和止泻方面的效果显
著［1］。单宁分为水解类和缩合类，缩合类的单宁可
代替铬鞣剂而广泛应用于皮革生产，避免了铬鞣剂
带来的污染，从元宝枫种壳中提取的单宁是优质缩
合型的［2］。
实验采用亚临界水萃取技术进行单宁的提取，
亚临界水是指在一定的压力下，将水加热到 100℃
以上临界温度 374℃以下的高温，水体仍然保持在
液体状态［3 － 4］。亚临界水萃取技术(subcritical wa-
terextraction，SWBE)是指以水为萃取剂，通过改变萃
取温度，改变水的极性，从而可以选择性的萃取样品
中的无机或有机化合物［5］。亚临界水萃取技术具
有无毒、无害、环保、设备简单、易于操作、快速、得率
高等优点。
1 材料与方法
1． 1 材料与仪器
元宝枫种壳，石油醚(沸程 60 ～ 90℃) ，氨水，醋
68
DOI:10.13396/j.cnki.jsict.2012.01.002
酸锌(1moL /L) ，氯化铵 －氨水缓冲液(pH = 10) ，铬
黑 T(0． 5%)指示剂，乙二胺四乙酸二钠(0． 05mol /
L) ，FeC13(1%) ，去离子水。所用试剂均为分析纯。
亚临界水提取装置:自制亚临界水萃取装置
(内胆是半径为 3． 0cm，高为 14cm，圆柱体，体积约
为 400mL) ;H －15FR型离心机(上海我要仪器股份
有限公司) ;DFY － 400 型摇摆式万能粉碎机(深圳
市化学品有限公司) ;HH － S4 恒温水浴锅(巩义市
瑞利设备有限公司) ;TD － 210 型电子天平(济南上
地科技有限公司)。
1． 2 实验方法
1． 2． 1 元宝枫种壳中单宁提取的工艺流程
前处理:将元宝枫种壳粉碎至 0 ～ 20 目，并于 5
倍于元宝枫种壳的体积加入石油醚脱脂，脱脂结束
后，过滤，烘干备用。
工艺流程:种壳→干燥→粉碎→石油醚脱脂→
亚临界水萃取→测定→蒸发→干燥→成品
1． 2． 2 单因素实验
分别从元宝枫种壳的粉碎粒度、萃取温度、萃取
时间、去离子水用量、萃取压力五个因素对单宁的提
取效果进行考察，以确定其最佳影响范围。
1． 2． 3 正交实验
以单因素实验为基础，从粉碎粒度、萃取时间、
萃取温度、去离子水用量等四方面，利用 4 因素 3 水
平正交实验结果分析，综合考察其对单宁提取效果
的影响，以确定最佳萃取工艺条件。
1． 2． 4 单宁含量的测定［6］
单宁含量的测定方法:量取一定体积、液温
(20℃)提取液并移人烧杯中，加蒸馏水至 300ml，
35℃水浴。精确量取 1mol /L的醋酸锌溶液 20ml置
于 500ml容量瓶中，加入 14ml 氨水，摇匀使沉淀溶
解，缓慢定量移入预热溶液内，边移入边振荡摇匀，
移毕继续振摇 2min后置于原水浴锅保温 30min(不
断的间歇震摇)。反应完毕后，冷却降温至 20℃，定
容、摇匀，取反应溶液于 3000r /min 离心 5min，取上
层清液 3500r /min离心 10min后，精确量取 20mL上
层清液，加入 300mL蒸馏水、25mL 氯化铵 － －氨水
缓冲液和 4 滴铬黑 T 指示剂，以 0． 05mol /L 的乙二
胺四乙酸二钠(EDTA·2Na)滴定至溶液由酒红色
变成暗蓝色，并用空白校正。1ml 醋酸锌(1mol /L)
消耗单宁 0． 1446g(实验常数)。络合法［7］测定单宁
的含量按下式计算:
单宁含量 w(%)= 0． 1446 × V ×100G
其中:0． 1446 为实验常数;
V =20 －(25Q × MEDTA)/MZn
Q:校正后的 EDTA·2Na 标准溶液滴定消耗量
(mL) ;
MZn:醋酸锌标准溶液摩尔浓度(mol /L) ;
MEDTA:EDTA·2Na 标准溶液摩尔浓度(mol /
L) ;
G:样品重量。
1． 2． 5 元宝枫种壳中单宁总量的测定
取元宝枫种壳粉 20g，在实验室所得出的最佳
提取条件下进行，连续重复提取，直到最后的提取液
加 1% FeC13 不呈绿色为止。测定每次提取出的单
宁量，算出单宁总量。
1． 2． 6 单宁提取率的计算
提取率 =每次提取出的单宁量 /单宁总量
2 结果与讨论
2． 1 粉碎粒度对单宁萃取效果的影响
称取样品 10g，加入 200mL 去离子水，在温度
106℃，压力 60 × 105Pa的条件下，将粉碎粒度为 0 ～
20 目，20 ～ 40 目，60 ～ 80 目，80 ～ 100 目的样品分别
萃取 30min。萃取结果如下:
图 1 粉碎粒度对元宝枫种壳中单宁
萃取效果的影响
由图 1 可以看出随着粉碎粒度的增大，单宁的
提取率提高，粉碎粒度为 40 ～ 60 目时单宁的萃取效
果最好，后随着粉碎粒度的进一步加大，单宁的提取
率呈现减小的趋势。这是因为:随着粉碎粒度的提
高，物料与去离子水的接触面积变大了，有利于去离
子水渗透到元宝枫种壳中，使单宁被有效萃取，提取
率增加;当粉碎过细时元宝枫种壳在较高温度下出
现焦糊现象，甚至还会出现结块现象，对单宁的萃取
不利，影响萃取效果。因此将元宝枫种壳的粉碎粒
度定在 20 ～ 80 目的范围内，比较合适。
2． 2 萃取时间对单宁萃取效果的影响
称取粉碎至 40 ～ 60 目的样品 10g，加入去离子
水 200mL，在压力为 60 × 105Pa 的条件，温度为
78
106℃，分 别 萃 取 20min，30min，40min，50min，
60min，70min，80min。
图 2 萃取时间对元宝枫种壳中单
宁萃取效果的影响
由图 2 可知，随着时间持续单宁提取率逐渐升
高，当达到 50min时，提取率达到最大值，随着萃取
时间的进一步延长则出现下降趋势。这是由于开始
随着萃取时间增长，萃取物可以与萃取剂充分作用，
单宁的提取率则会提高，但一定时间后，胞内溶液和
浸提液浓度趋于平衡，单宁溶出量减少，非单宁成分
溶出量增多。同时，浸提时间过长会使浸提物的部
分蛋白质变性，对单宁产生一定的不可逆束缚，从而
导致单宁的提取率下降。因此将萃取时间定在 40
～ 60min范围内。
2． 3 去离子水用量对单宁萃取效果的影响
称取粉碎至 40 ～ 60 目的样品 10g，在压力为 60
× 105Pa，温度为 106℃的条件下，分别加入去离子
水 150mL，160mL，170mL，180mL，190mL，200mL，
210mL萃取 50min。
图 3 去离子水用量对元宝枫种壳中
单宁提取效果的影响
萃取罐中水溶液体积的大小不仅会影响到罐中
萃取压力的大小，也同时会影响样品在萃取液中的
分散程度。加入不同体积的水，测定结果如图 3 所
示，随着去离子水加入量的增加，单宁的提取率随之
增加，当加入 180mL 去离子水时，单宁的提取率达
到最大值，但随着去离子水的加入量的进一步增加，
单宁含量有所下降。这是因为去离子水加入过多会
起到稀释的效果，因此，我们选择加入去离子水的体
积为 170 ～ 190mL。
2． 4 萃取温度对单宁萃取效果的影响
称取粉碎至 40 ～ 60 目的样品 10g，加入去离子
水 180mL，在压力为 60 × 105Pa 的条件下，分别在
100℃，102℃，104℃，106℃，108℃，110℃的温度下
萃取 50min。
图 4 萃取温度对元宝枫中壳中单宁
提取效果的影响
由图 4 可知，开始随着温度的升高，单宁的提取
率随之增加，当温度达到 104℃单宁提取率达到最
大值，后随温度的进一步升高，单宁的提取率下降。
这是由于，温度升高可使分子运动加快，有利于单宁
进入去离子水中，从而提高单宁的提取率。但随着
温度的进一步升高，部分单宁会被降解，因此单宁的
提取率反而会下降。所以将单宁萃取温度定在 102
～ 106℃范围内。
2． 5 萃取压力对萃取率的影响
称取粉碎至 40 ～ 60 目的样品 10g，加入去离子
水 180mL，在温度为 104℃的条件下，在压力分别
为:50 × 105Pa，60 × 105Pa，70 × 105Pa，80 × 105Pa，90
× 105Pa，100 × 105Pa的条件下萃取 50min。
图 5 萃取压力对元宝枫种壳中单宁
提取效果的影响
由图 5 可知，随着压力的增大，单宁的提取率也
88
随着增大，但幅度不是很大。由此可见萃取压力对
单宁提取率的影响较小，萃取压力一般只要使水处
于液态即可。考虑到萃取效果及能耗的问题将压力
定为 80 × 105Pa。
3 正交实验
以去离子水作溶剂，从粉碎粒度、萃取时间、去离
子水用量、萃取温度等四方面因素考虑，利用 4因素 3
水平进行正交实验，方案及结果见表 1、表 2和表 3。
表 1 正交试验因素水平表
水平
因素
A粉碎粒度
(目)
B萃取时间
(min)
C去离子水用量
(mL /g)
D萃取温度
(℃)
1 20 ～ 40 40 17 102
2 40 ～ 60 50 18 104
3 60 ～ 80 60 19 106
表 2 正交试验结果表
实验号
因素水平
A B C D
单宁提取率
(%)
1 1 1 1 1 78． 63
2 1 2 2 2 78． 54
3 1 3 3 3 86． 92
4 2 1 2 3 91． 99
5 2 2 3 1 92． 40
6 2 3 1 2 83． 23
7 3 1 3 2 82． 35
8 3 2 1 3 87． 94
9 3 3 2 1 91． 22
K1 244． 089 252． 969 249． 801 265． 251
K2 268． 821 258． 897 261． 75 244． 119
K3 261． 510 261． 369 261． 669 266． 85
k1 81． 363 84． 323 83． 267 87． 417
k2 89． 207 86． 293 87． 250 81． 373
k3 87． 170 87． 123 87． 223 88． 950
极差 7． 844 2． 800 3． 983 7． 577
由正交实验表可以直接分析出:各因素对单宁
提取效果影响的大小顺序为 A ＞ D ＞ C ＞ B，即粉碎
粒度 ＞萃取温度 ＞去离子水用量 ＞萃取时间，其中
粉碎粒度的影响效果最显著，其次为萃取温度。最
佳的提取工艺条件为 A2B3C2D3，即粉碎粒度为 40 ～
60 目，萃取时间为 60min，去离子水用量为 18mL /g，
萃取温度为 106℃。在此工艺条件下萃取剂中单宁
的含量达到 94． 65%。
在正交实验中元宝枫种壳中单宁的提取率在
78． 54% ～92． 40%之间，其中单宁提取率最高的为
5 号实验组，含量为 92． 40%，而在 A2B3C2D3 条件下
提取的单宁含量为 94． 65%，单宁的提取效果有了
明显的提高，可见 A2B3C2D3 是提取元宝枫种壳中
单宁的最佳工艺。
对表 2 的结果进行方差分析，分析结果见表 3
表 3 元宝枫壳中单宁提取正交实验的方差分析表
因素 偏差平方和 自由度 F比
A粉碎粒度(目) 99． 383 2 1． 659
B萃取时间(min) 12． 410 2 0． 207
C去离子水用(mL) 31． 532 2 0． 526
D萃取温度(℃) 96． 279 2 1． 607
误差 239． 59 8
由表 3 可以看出，影响单宁提取率的最大因素
是粉碎粒度，F = 1． 659;其次为萃取温度 F = 1． 607。
而萃取时间和去离子水用量对单宁萃取效果的影响
不明显，其 F值分别为 0． 207 和 0． 526。可见，粉碎
粒度和萃取温度是元宝枫种壳中单宁提取的关键因
素。与正交实验结果一致。
3 结论
亚临界水萃取技术是一种非常有前景的活性物
质分离、提纯技术，国内该技术的利用还不是很多。
本文以元宝枫种壳为原料，利用亚临界水萃取单宁，
并得出最佳工艺条件为:粉碎粒度 40 ～ 60 目，萃取
时间 60min，去离子水用量 18mL /g，萃取温度
106℃，在此工艺条件下单宁提取率达到 94． 65%。
通过正交实验方差分析确定粉碎粒度及萃取温度是
元宝枫种壳中单宁提取的关键因素。
参考文献:
［1］王性炎，王性炎． 学述论文集［M］． 成都:四川民族出版
社，2001，8．
［2］高奕红，杨连利，王云芳．超声波中提取元宝枫种壳中单
宁的研究［J］．云南化工，2005，32(6) :43 － 46．
［3］Ozel M Z，Kaymaz H． Superheated water extraction，steam
distillation and soxhlet extraction of essention oils of origa-
num onites ［J］． Anal Bioanal Chem，2004，379:1127 －
1133．
［4］Li Bin，Yang Yu，Gan Youxin，etal． On － line coupling of
subcritical water extration with high － performance liguid
chromatograpgh via solid － phase trapping［J］． Joumal of
Chromatography A，2000，873(2) :175 － 184．
［5］HAWTHORNE S B，GRABANSKI C B，HAGEMAN KJ，
etal． simple method for estimating polychlorinated bi － pheny
concentrations on soils and sediments using subcritical water
on coupled with solid － phase microextraction［J］． J Chron-
matogr A，1998，814(1) :151 － 160． (下转第 96 页)
98
方式解决问题。体育教师要以尊重信任的态度加以协调，以
免挫伤学生自尊心，打击学生的参与积极性和热情。
同时，恰当的安排体育游戏，有地方特色的传统体育，有
现代气息的休闲体育、娱乐体育、韵律体操与舞蹈等教学内
容，以及选择生动活泼的教学手段与方法，也是激活课堂气
氛的一种行之有效的方法和手段。因为它们常给人以愉快、
轻松、乐观、和谐的心理感受。而教学目标的具体化、科学化
对逐步建立学习信心、培养进取精神有独到的作用。
因此，体育教师应注重师生之间的情知协调，以便激活，
营造活跃的课堂气氛，以调动保持学生积极参与的热情，让
每一位学生每一堂体育课都有收获、有快乐心情，让每一位
职校学生都健康快乐，充满自信、充满朝气。
四、分层教学，加强意识
由于职业学校生源广泛、学生个性差异大，接受能力差，
心理素质较低，敏感而偏激。因此，在教学中体育教师应有
针对性的、对不同知识层、心理层的学生实施分层教学，并注
重学生的个性化教育和竞争意识、能力培养。
针对职业学校学生的个性差异大，体育教师应允许并重
视学生的个性存在，并在教学中注重个性化教育。个性化化
教育，就是要承认学生在智力、社会背景、情感和生理等方面
存在差异，并根据社会对其知识能力水平要求进行教育，使
之得到发展。教学中尊重学生个性、发展个性、培养自我责
任意识，发展个性是现代教育的一个重要标志。未来社会是
一个个性化强的社会，不同行业竞争强烈的社会，因此，不同
的社会需求，需要不同的社会人才，对不同个性化人才的需
求，是一种社会发展的必然。由此可见，职业学校培养的学
生，在未来社会存在很大潜能，对他们进行个性化教育尤为
重要。
由于对大多数职业学校的学生来说，他们所面临的是就
业前的最后求学阶段，因此，利用体育教学的特殊性，对学生
进行竞争意识和能力培养，非常重要。未来社会是一个竞争
强烈，以能力为本位的社会，要求人的适应能力、心理素质极
高。
由此可见，需要体育教师在教学中，对于那些表现欲不
强的、不善于竞争的学生，体育教师应多观察、多发现他们的
长处和闪光点，给予恰当、实时的表扬和鼓励，并创造条件，
让他们走上前来，表现自己;而对于那些敢于表现自己、属于
“挑战型”的学生，一方面允许他们“露能”、“冒尖”，允许他
们创新，同时人为设一些困难和障碍，使他们经受一定困难
和挫折后再达到目标，提高心理承受能力，另一方面要加强
团队精神和集体观念的培养，使他们能够在积极帮助别人的
同时也得到他人或集体的帮助，增强群体竞争能力;同时，也
不能忽略那些处于中间位置的同学，对他们也要一视同仁，
多加正确的引导和培养。
综上所述，作为一名职业学校的体育教师，应在教学中
注重学生的心理健康、能力培养，力争使每一名学生都向“完
全人”方向发展，使之适应社会、适应未来。
参考文献:
［1］崔宗祥．体育与健康［J］．山东教育，2006，(7)．
［2］李文江． 体育课选项教学问题的思考［J］． 体育教学，
2008，(10)．
［3］邓树勋．运动生理学［M］．北京:高等教育出版社，2009，
(6)．
(作者单位:胶南市职业中等专业学校)
(责任编辑:孙建华
櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈櫈
)
(上接第 89 页)
［6］赵志强，汪建根． 微波辅助麻栎壳斗单宁浸提的研究
［J］．皮革化工，2005，22(1) :35 － 38．
［7］杨文云，李志国，吴昊等．络合法测定塔拉单宁含量的研
究［J］．天津化工，2003，17(4) :39 － 41．
［8］杨连利，李仲瑾． 元宝枫种壳中单宁类型鉴定及含量测
定［J］．咸阳师范学院学报，2004，19(4) :31 － 33．
(责任编辑:孙 强)
69