全 文 ：2005年 12月 云南化工 Dec. 2005
第 32卷第 6期 Yunnan Chem ical Techno logy Vo.l 32, No. 6
超声波提取元宝枫种壳中单宁的研究
高奕红 ,杨连利 ,王云芳
(陕西教育学院生化系 ,陕西 西安 710061)
收稿日期:2005-09-20
作者简介:高奕红(1979 ～ ),女 ,陕西人 ,教师。研究方向:溶液化学。
摘 要: 利用超声波以水为溶剂提取元宝枫种壳中单宁 ,对超声功率 、超声作用时间 、水量 、提取次数等因素
进行研究。其较佳条件为:超声功率中挡 、作用时间 10 ～ 20m in,固液比 1∶24,提取次数 1次。波谱分析得出单宁
类型为缩合型。
关键词: 元宝枫种壳;超声提取;单宁
中图分类号: S789. 5 文献标识码: A 文章编号: 1004-275X(2005)06-0025-27
Ultrasonic Extraction of Tanning from the Seed Hull ofAcer Trunca tum
GAO Y i-hong, YANG Lian-l i, WANG Yun-fang
(Departm en t of B iology and Chem istry, Shaanx i In stitu te of Education, X ian 710061, C hina)
Abstract: U ltrasonic ext raction of tann ing w ith w ater from the seed hu ll of Acer T run catum w as described, and the
in fluencing factorsw ere studied. The op tim al cond ition was chosen asm ed ium u ltrasonic pow er, extraction tim e of 10～ 20
m in, w eigh t ratio of liquid to solid as 24, and u ltrason ic treatment of1 tim e. Th e type of tann ing w as ana lyzed to be con-
den sed by IR.
Key w ords: seed s hu ll ofA cer truncatum;u ltrason ic treatm en t;tann ing
元宝枫因其翅果形状酷似中国古代的 “金锭 ”
而得名 ,主要分布于北方 ,以河北 、山西 、山东 、河
南 、陕西 、辽宁等省居多 。元宝枫种皮中提取的单
宁药用价值十分明显 ,具有镇静 、催眠 、镇痛 、抗凝
和止泻作用 [ 1] 。在皮革工业上 ,曾广泛应用的铬
鞣剂因其污染严重而逐渐被植物鞣剂即单宁这一
绿色资源所代替 。单宁有水解类和缩合类 ,水解
类单宁质量不高 ,不能满足制革等工业的要求 。
黑荆树中提取的单宁属于缩合类 ,目前广泛应用
于鞣革中。黑荆树在我国分布少 ,轮伐期长 ,因此
其单宁主要依靠进口 ,价格非常昂贵 [ 2] 。作者此
前通过定性实验已经证明元宝枫种壳中单宁为优
质缩合型 ,而且得到常规方法提取单宁的最佳工
艺条件 ,其为:60%丙酮 、浸提温度 80℃、抽提时间
3 h、浸提次数 2次 。
本文利用超声提取方法 ,对超声波功率 、超声
作用时间 、水量 、提取次数等因素进行了研究 ,通
过和常规方法比较 ,结果表明 ,利用超声提取 ,可
以用环保经济的溶剂 -水代替有机溶剂丙酮 ,大
大缩短提取时间 ,且能得到更高的单宁含量 ,通过
波谱分析再次证明所得单宁为优质缩合类 。
1 实验部分
1. 1 原料 、主要试剂及仪器
元宝枫种壳(取自西北农业大学 ,外观为棕色
片状物);丙酮 (AR,西安化学试剂厂)。
红外光谱仪 (VECTOR-22型 ,德国布鲁克公
司);台式离心机(A nke TGL-16G ,上海安亭科学仪
器厂);数控超声波洗涤器 (KQ-250DE ,昆山市超
生仪器有限公司)。
1. 2 实验方法
1. 2. 1 实验工艺
种壳→干燥→粉碎→石油醚脱脂→按一定比
例加水→超声处理→过滤→测定→蒸发→产品
1. 2. 2 单宁含量分析方法
采用络合滴定法 [ 3 ～ 7] ,即 Zn2+只与单宁反应
生成络合离子 ,该络合物为沉淀 ,剩余 Zn2+以铬黑
T作指示剂 ,用 EDTA标准溶液滴定。
1. 3 单宁类型鉴定
采用 VECTOR-22型红外光谱仪 ,以 KB r压片
对样品进行测试 。
2 结果与讨论
2. 1 超声对提取效果的影响
取干燥样品 25. 0 g,超声提取 [ 8 ～ 9] 结果与常规
方法比较 ,见表 1。
表 1 超声对提取效果的影响
提取方法 提取剂种类 提取剂量 /m L 时间 /m in单宁含量 /%
常规 60%丙酮 180 180 68. 6
常规 水 180 180 30. 2
超声波 60%丙酮 180 30 78. 45
超声波 水 180 10 80. 61
超声波 水 600 10 88. 13
超声波 水 600 5 65. 43
由表 1可见 ,采用常规提取法时 ,有机溶剂提取
率远大于水 ,而用超声波提取时 ,水的提取率优于有
机溶剂;再者 ,超声水提 10m in单宁提出量远大于
常规法 60%丙酮提 180m in的单宁提出量 ,即超声
提取时间比常规提取时间大大减少 。上述结果说
明 ,利用超声提取 ,可以选用水作为溶剂 ,且大大减
少提取时间 ,这无论从经济性考虑 ,还是从环保性考
虑都有很大优势 。
2. 2 水量对提取效果的影响
由图 1可见 ,单宁提取量随水量的增加而不断
提高 ,但水量太多 ,溶解的杂质也多 ,影响最终产品
的纯度 ,同时 ,水量越大 ,后续浓缩工艺能耗增加 ,故
以用水量 600m l,即 w(种壳 )∶w(水 )=1∶24为合
适溶剂用量 。
图 1 水量对提取效果的影响
图 2 浸提时间对提取效果的影响
2. 2 超声功率对提取效果的影响
由表 2可见 ,随超声功率加大 ,单宁提取量在加
大 ,因为在低挡时 ,超声波对细胞膜的破碎作用比较
小 ,因此 ,溶出物较少 ,单宁得率低。随功率增加 ,膜破
碎程度增强 ,溶出物多 ,得率也高。但中档功率和高档
功率的提取量变化不是很明显 ,且在高挡时 ,超声波对
细胞膜的破碎作用很大 ,溶解杂质相应增加 ,影响单宁
质量。综合考虑 ,选超声功率为中挡。
表 2 超声功率对提取效果的影响
超声功率(W) 时间 /m in 单宁含量 /%
低档 30 69. 77
中档 30 83. 07
高档 30 84. 23
26 云南化工 2005年第 6期
2. 3 超声作用时间对提取效果的影响
从图 2可见 ,浸提时间为 10m in ～ 20m in时 ,浸
提效果最好 。时间太短时 ,溶出物较少 ,单宁含量
低 , 时间太长时 ,超声波对细胞膜的破碎作用加大 ,
溶解杂质相应增加 ,影响单宁含量和质量 。故选浸
提时间为 10m in ～ 20m in。
2. 4 提取次数对提取效果的影响
表 3 浸提次数对提取效果的影响
浸提次数 时间 /m in 单宁含量 /%
1 20 88. 56
2 20 80. 25
3 20 77. 36
由表 3可见 ,随提取次数增加 ,单宁含量明显降
低 ,故选 1次提取 。
2. 5 IR波谱分析
缩合类单宁以黄烷结构为主干 ,而水解类又
分为缩酚酸酯型和鞣花酸两种 。其结构如下:
从 IR谱图上分析
3420 cm
-1:νOH(缔合)
1380 cm
-1:ms酚羟基的面内弯曲振动
1285 cm
-1
s与 1050 cm - 1 m s:芳香醚的 A r-
O-C伸缩振动
1110 cm
-1
m s:仲羟基的 C -O伸缩振动
1900 ～ 1650 cm -1无峰 ,无 C =O
从 IR波谱上判定该单宁属于缩合类[ 10] 。
3 结论
通过对超声浸提元宝枫种壳提取效果的影响
因素初步研究 ,结果表明:超声浸提相对于常规浸
提可以采用环保经济的水作为提取剂 ,大大节省
提取时间 ,并得到较高的单宁含量;初步确定工艺
参数为:超声波功率中档 、超声作用时间 10 ～ 20
m in、w(种壳 )∶m (水 )=1∶24、提取次数 1次;
波谱分析得出单宁类型为缩合型 。
参考文献:
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(下转第 46页 )
27 2005年第 6期 高奕红等:超声波提取元宝枫种壳中单宁的研究
业与能源产业协调发展的问题 ,是一个重要的宏观
战略问题。云南水电资源丰富 ,到 2007年以后 ,在
建的水(火)电站逐步投产 ,电力紧张的矛盾将得到
解决 ,怎样消耗这些电力又将成为新的矛盾。在全
国的电力消耗中高耗能工业占了 29%,而在云南则
达到五分之二 ,怎样使能源供应和高耗能产业的发
展平衡 、协调 ,在宏观经济政策调控手段上要进行研
究。不能用 “面多了加水 ,水多了加面 ”的方法来进
行调控。当前电力供应矛盾十分突出 ,电力垄断与
高耗能产业之间的利益关系十分难以协调 ,如果这
些矛盾不解决 ,其后果对任何一方都不利。从高耗
能工业本身讲 ,要加适当的限制 ,在环保方面提高进
入的门坎 ,同时要采用新技术降低能耗。从电力供
应方面要有一批稳定的大用户 ,这对系统的安全稳
定运行有好处 ,电力工业的发展也得到保证 ,这就是
“矿电结合的问题 。要采用市场机制来解决双方
的利益冲突 ,相互进行投资和参股 ,作为电力企业可
以解决电力建设的投资不足问题 ,实现投资主体的
“多元化”从体制上消除垄断的形成 ,作为高耗能企
业可以用股权来保证电力的供应 ,即用应得的 “红
利”获得电量的供应。现在高耗能企业已经将资金
投向矿产资源的开发 ,对电力建设的投入也只是一
个时间问题 ,和电力企业是否接受投资的问题。应
尽快研究和出台 “矿电结合”的实施政策 ,形成两个
产业共同发展.谋求双赢的互动机制。
省委 、省政府决定用三年左右的时间积极推
进国有企业战略性改组 ,建立和完善现代企业制
度 ,培育出一批在国内外市场具有竞争力的大型
企业集团 ,从国际化工行业的发展趋势以及重化
工业的发展规律来看 ,实施产业整合是大势所趋 。
从 1979年实施改革开放以来 ,尽管新的政策的实
施和制定可以继续为经济发展提供动力 ,但这些
政策产生的 “边际效益 ”将明显减少 ,今后经济发
展的主要推动力量已经从特殊的优惠政策变成普
遍的市场机制 。作为云南工业化进程的主要担当
者和实现者的高耗能产业 ,必须用普遍的市场机
制作为深化改革和行业整合的根本动力。我们有
充分的理由相信 ,在省委. 省政府的正确领导下 ,
云南一定能够在新型工业化的进程中实现跨越式
发展。
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