全 文 ：食品研究与开发2006.Vol.27.NO.8
作者简介:周平(1980-),女(汉),硕士研究生,研究方向:天然产物的研
究与开发。
紫苏中迷迭香酸的乙醇提取优化实验研究
周平,吕晓玲
(天津科技大学食品科学与生物技术学院,天津 300457)
紫苏是国家卫生部首批颁布的既是食品又是药品
的60种中药之一[1],为喜温的短日性植物,适应性强,
作为多用途的经济植物在我国已有2000多年的栽培
历史,我国南北广大地区均有种植,资源遍布全国近
20个省份。紫苏含有多种具有生理活性的化学成分,
且紫苏的抗氧化性是草本植物中的佼佼者,其中的迷
迭香酸具有很强的抗氧化性。
迷迭香酸(Rosmarinicacid,简称RosA)是一种含多
酚羟基的酸,其化学名称为[R(E)]α-[3-(3,4-二羟基
苯基)-1-氧代 -2-丙烯基]氧基]-3,4-二羟基苯丙
酸,结构如图1所示[2],分子式是:C18H16O8。1958年首次
从迷迭香植物(Rosmariniusoficinalis)中分离提取而得
其名。迷迭香酸在植物中分布广泛,从高等双子叶植物
到低等苔藓类、蕨类植物都有含有迷迭香酸的报道,但
主要分布于唇形科(Lamiaveae),紫草科(Boraglnaceae)和
伞形科(Apiacea)中,是具有极强而且多方面生物活
性的物质,主要体现在以下几个方面,如:抗氧化[3]、
抗菌[4]、消炎[5]、抑制 HIV整合酶作用[6]、抑制透明质
酸酶等活性[7]。
本实验研究了乙醇热回流浸提法提取紫苏中迷迭
香酸的最佳工艺条件,并与热水浸提法进行了比较,为
进一步更加有效地开发和利用迷迭香酸提供依据。
1 材料与方法
1.1 材料
紫苏叶(由青岛鹏远天然色素研究所提供)
1.2 主要仪器与设备
摘 要:研究了采用乙醇提取法从紫苏中提取迷迭香酸的工艺条件。方法采用正交实验 L9(34)优化迷迭香酸乙
醇浸提法的提取工艺,硫酸亚铁比色法测定迷迭香酸含量。确定了最佳工艺条件为:50%乙醇为提取剂,料液
比为 1:50(w/v),提取温度为 65℃,提取时间为35min,迷迭香酸提取率为1.061%比热水浸提法提高了30.18%。
关键词:迷迭香酸;提取工艺;正交实验
STUDIESONOPTIMUMEXTRACTINGTECHNOLOGYOFROSMAINICACID
FROMFOLIUMPERILLAEWITHETHANOL
ZHOUPing,LVXiao-ling
(ColegeofFoodScienceandBiotechnology,TianjinUniversityofScienceandTechnology,Tianjin300457,China)
Abstract:TheextractionofrosmarinicacidfromFoliumPerilaebyethanolextractionprocessandtheoptimal
extractingtechnologicalconditionswerestudied.WeoptimizedtheextractionfactorswithL9(34)orthogonalexper-
imentaldesign,andthequantitativeanalysiswithFeSO4method.Theresultsshowedthattheoptimalextracting
technologicalconditionswereasfolows:extractionsolventwas50%alcohol,themassrationofmaterialtoliquor
was1:50(w/v),extractingtemperationwas65℃andextractingtimewas35min.Underthiscondition,theex-
tractingrateofrosmarinicacidcouldreach1.061%.Theextractionrateofrosmarinicacidbythismethodwas
higherthanthatbyhotwatersoakingabout30.18%.
Keywords:rosmarinicacid;extractingtechnology;orthogonaldesign
图1 迷迭香酸(RosA)的化学结构
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食品研究与开发 2006.Vol.27.NO.8
751型紫外可见分光光度计(UV751GD,上海分析
仪器总厂),旋转蒸发器(RE-2000,上海亚荣生化仪器
厂),循环水式多用真空泵(SHB-Ⅲ,郑州长城科工贸
有限公司),电热恒温水浴锅(HH.SY11-Ni2,天津市中
环实验电炉有限公司),烘箱(101-3型,上海实验仪器
厂),雷磁PHS-3C精密pH计(上海精密科学仪器有限
公司)
1.3 方法
1.3.1 热水浸提法提取迷迭香酸
称取干燥样品 1.000g,按物料液比 1:40(w/v),于
100℃下,浸提2次,每次45min,最后合并提取液。用
18%的盐酸调节pH值至2.0～2.5之间,按照料液比
5:3(v/v)的比例,加入乙酸乙酯萃取3次,合并萃取液,
用 FeSO4比色法,在 572nm下测得吸光度,经计算得
到得率。
1.3.2 乙醇为溶剂的热回流提取法提取迷迭香酸
利用乙醇提取法提取迷迭香酸,考虑粉碎度、浸提
温度、乙醇浓度、浸提时间及料液比的影响。
粉碎干燥紫苏样品过筛(10、20、40、60)目,每次实验
精确称取 1.000g,以一定的料液比(1:10~1:50)加入不
同浓度的乙醇(10%~70%),于一定温度(45℃~85℃)
一定时间(15min~55min)下热回流提取并过滤,残渣
以同样方法再提取 1次,2次提取的滤液合并后将乙
醇蒸发,用蒸馏水定容到一定的体积(20mL~100mL)。
用18%的盐酸调节pH值至2.0～2.5之间。按照料液
溶剂比5:3(v/v)加入乙酸乙酯萃取 3次,合并萃取液,
用 FeSO4比色法,每项试验 3个平行样,在 572nm下
测得吸光度,经计算得到得率。
为进一步判断上述受控制的因素对试验结果的影
响程度,在单因素实验基础上,选择对提取温度、乙醇
浓度、提取时间及料液比这4个因素进行正交实验。因
为以上结果只是单个因素对得率的影响,而不能确定
在多个因素同时作用时哪个因素的影响最为明显。在
多个因素同时作用时,有可能单个因素之间有交互的
作用。设计正交实验L9(34),正交表表头设计见表1。
在正交实验后能够确定最佳提取条件,而且能够
确定哪个因素对实验得率的影响最大。
1.3.3 迷迭香酸得率的测定
FeSO4法[8]:从总萃取液(V总)中取1.00mL待测样
品(V测)放入一干燥试管中,自然挥干乙酸乙酯;向试
管中加1.00mL0.1mol/L醋酸钠溶液(NaAc,pH6.0),
封口后在50℃水浴中溶解提取物,再加 0.1mol/L醋
酸钠溶液(NaAc,pH6.0)3.97mL,后加入 30μL新配
的 0.2mol/L硫酸亚铁(FeSO4)溶液,暗处反应 60min,
以不加 FeSO4而加 30μL水的上述液体为对照,于
572nm处比色测得吸光度 A;根据公式 A=εCL及
ε=3.82×103L/mol·cm计算迷迭香酸的得率。
得率(%)=A/(ε·L)×(5/1000)×M×(V总 /V测)×
(1/m)×100
L:比色皿厚度(1cm) M:迷迭香酸的摩尔质量
(360.0g/mol)
C:样品浓度(mol/L) ε:摩尔消光系数(L/mol·cm)
V总:萃取液总体积(L)V测:取 1.00mL萃取待测
样品(L)
2 结果与讨论
2.1 热水浸提法
传统的热水浸提法优化的提取条件为料液比
1:40(w/v),于 100℃,浸提 2次,每次 45min,提取迷
迭香酸的得率为0.815%。
2.2 乙醇为溶剂的热回流提取法
2.2.1 粉碎度的确定
依据 1.3.2方法确定粉碎度对迷迭香酸得率的影
响结果如图2所示。
由图 2可见,在粉碎度为 20目以下时,迷迭香酸
的得率随粉碎度的增加而提高,在20目时得率达到最
大值。随后随着粉碎度的继续增加,其得率反而大幅度
降低,说明紫苏叶研磨得过细会使其中其他可溶性物
质大量溶出,从而影响了迷迭香酸的得率。因此,确定
20目为最佳粉碎度(P<0.01)。且由实验结果可知粉碎
度对迷迭香酸得率影响很大,以下实验均固定使用过
20目的紫苏叶。
表1 L9(34)乙醇浸提法提取迷迭香酸实验正交表头
因 素
水平
1
2
3
提取温度(℃)
65
75
85
乙醇浓度(%)
50
60
70
提取时间(min)
35
45
55
料液比(w/v)
1∶30
1∶40
1∶50
图2 粉碎度对得率的影响
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2.2.2 提取温度的选择
首先根据1.3.2方法对提取温度进行确定试验,其
实验结果如图3。
由图3可见,提取温度从45℃~85℃得率依次提
高,45℃时的得率最低为0.913%,85℃时的得率最高
为1.039%。而75℃与85℃比较,得率相差不多而且
温度较低、能耗少,从成本考虑,选择75℃为最佳提取
温度(P<0.05)适宜。
从提取温度这个因素进行比较,热水浸提法的最
佳提取温度为100℃,高于乙醇提取法,不利于节约能
源。因此,在该方面,乙醇提取法优于热水浸提法。
2.2.3 乙醇浓度的选择
乙醇是一种经常用于提取的溶剂,由于其无毒、易
回收利用,是天然产物分离提取的常用提取剂。根据
1.3.2 方法对乙醇浓度进行确定试验,其实验结果如
图4。
由图4可见,乙醇作为溶剂提取的得率较高,而且
浓度在60%以下时得率呈增长趋势,浓度在 60%以
上时得率略有降低,这是由于乙醇浓度增大时,会将紫
苏中的一些非极性物质也溶解出来,如叶绿素等。所以
选择60%为乙醇提取的最佳浓度,其得率为1.217%
(P<0.01)。
2.2.4 提取时间的选择
根据1.3.2方法对提取时间进行确定试验,其实验
结果如图5。
从图5中可以看出,提取时间从15min~55min得
率依次提高,当提取时间达到 45min以后,延长时间
并没有使得率有明显提高。而45min与55min比较,
得率相差不多而且时间较短,从时间和成本考虑,选择
45min为最佳提取时间(P<0.05)。
单从提取时间这个因素上讲,乙醇提取法的最佳
提取时间与热水浸提法一致,均为45min。
2.2.5 料液比的选择
最后,根据 1.3.2方法对提取料液比进行确定试
验,其实验结果如图6。
由图 6可见,1:10(w/v,下同)的料液比得率最低,
随后迷迭香酸的得率随着料液比的提高得率逐渐升
高。当料液比达到1:40时得率较高,与料液比1:50相
比几乎一致。从成本考虑,选择1:40的料液比可以减
少提取溶剂和萃取溶剂用量,因此选择1:40的为最佳
料液比(P<0.01)。
单从提取料液比这个因素上讲,乙醇提取法的最
佳料液比与热水浸提法一致,均为1:40。
2.2.6 正交实验结果及分析
在进行了单因素的基础上,得到粉碎度、提取温
度、乙醇浓度、提取时间和料液比5个单因素对迷迭香
酸提取得率的影响。为得知多个因素协同作用时对迷
迭香酸提取得率的影响,选择正交表 L9(34),设计正交
试验来考察提取温度、乙醇浓度、提取时间、料液比对
得率的综合作用。
图3 温度对得率的影响
图5 时间对得率的影响
图6 料液比对得率的影响
图4 乙醇浓度对得率的影响
(%)
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从表 3方差分析中可以看出料液比为显著因素
(P=0.01) ,对照表 2正交分析表,得出 m34>m24>m14,说
明料液比的3个水平中,是第三水平最佳,即当料液比
为1:50时,提取率达到最好水平。而提取温度、乙醇浓
度和提取时间并非显著因素,从节约和经济的角度上
我们选择65℃、50%和35min。
乙醇提取法的最优工艺条件确定为:提取温度65℃、
乙醇浓度50%、提取时间35min、料液比1:50(w/v)。在
最优条件下迷迭香酸提取得率为1.061%。
3 结论
3.1由以上实验结果,可以确定在紫苏叶粉碎度为20
目时乙醇提取法提取迷迭香酸的得率最高。在该条件
下最佳工艺条件为:提取溶剂为 50%乙醇溶液,提取
温度65℃、提取时间35min、料液比1:50(w/v)。
3.2与传统热水浸提法相比较,乙醇提取法料液比为
1:50(w/v)略高于热水浸提法的 1:40(w/v) ,但其提取溶
剂中含有50%的乙醇,是可以回收再利用的。乙醇提
取法提取温度为65℃,大大低于热水浸提法的100℃,
很大程度上降低了能耗,节约了成本。总浸提时间由热
水浸提法的90min降低到70min,在生产中降低了生
产周期。综合以上,可以确定在本文选定的条件下,乙
醇提取法优于传统的热水浸提法。
3.3比较 2种提取方法在最优条件下提取迷迭香酸
的得率。结果表明,传统热水浸提法得率为0.815%,乙
醇提取法的得率为 1.061 %,高于传统热水浸提法
30.18%。
由此可见,乙醇提取法明显具有快速、低温、能耗
低、提取率高的特点。
参考文献:
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收稿日期:2006-03-14
表2 乙醇浸提法提取迷迭香酸试验正交分析表
实验
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
m1
m2
m3
R
提取
温度(℃)
65
65
65
75
75
75
85
85
85
m11=1.275
m21=1.305
m31=1.183
R1=0.122
乙醇
浓度(%)
50
60
70
50
60
70
50
60
70
m12=1.265
m22=1.154
m2=1.344
R2=0.190
提取
时间(min)
35
45
55
35
45
55
35
45
55
m13=1.235
m23=1.247
m33=1.281
R3=0.046
料液比
(w/v)
1:30
1:40
1:50
1:50
1:30
1:40
1:40
1:50
1:30
m14=1.041
m24=1.204
m34=1.517
R4=0.476
得率
(%)
1.053
1.117
1.655
1.571
1.019
1.325
1.170
1.326
1.052
表3 方差分析表
因素
浸提温度
乙醇浓度
浸提时间
料液比
误差
偏差平方和
0.024
0.055
0.004
0.351
0.43
自由度
2
2
2
2
8
F比
0.221
0.507
0.037
3.235
F临界值
3.110
3.110
3.110
3.110
显著性
*
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