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正交试验优化沙枣果肉中鞣质的超声提取研究



全 文 :[5] 杨昌鹏,陈智理,王秀芳,等.火龙果果皮中提取果胶的工艺研究
[J].保鲜与加工,2007,7 (6):46-48
[6] 李军生,何仁,伍时华,等.超声波处理对提高南瓜多糖提取率
的影响[J].农业科技通讯, 2003(9): 33-34
收稿日期:2011-07-22
沙枣(Elaeagnus angustifolia L.),属胡颓子科胡颓
子属落叶乔木,是一种耐盐碱、生长快、易繁殖、药用价
值高的荒漠盐生植物,新疆蕴藏量很大[1]。沙枣的果实、
枝叶、花均能供药用,临床上多用于脾胃虚弱、消化不
良、肠炎腹泻、肺热咳嗽等疾病的治疗[2]。鞣质是沙枣的
主要成分有效之一,其含量高达7.7 %[3]。沙枣鞣质由于
能够凝固蛋白质而具有收敛性,内服可用于治疗胃肠
道出血、溃疡和腹泻等症,外用可保护创伤、灼伤的创
面,防止细菌感染。另外,因为鞣质的结构中具有较多
邻位经基,具有较强的还原性,具有清除自由基的作
用,是一种植物性抗氧化剂。为了提高沙枣中鞣质类化
合物的提取率,进而提高这一宝贵资源的应用价值,我
们对沙枣中鞣质类化合物的提取工艺进行研究。
1 仪器、试剂和材料
1.1 主要仪器
DL-360A超声波清洗器:上海之信仪器有限公司;
电热恒温水浴锅、循环水泵:巩义市英峪予华仪器厂;
电子天平:北京赛多利斯天平有限公司;RE52-05型旋
转薄膜蒸发器:上海亚荣生化仪器厂。
1.2 试剂和材料
试剂:丙酮、浓氨水、浓盐酸、碳酸钙、醋酸锌、固
体氯化铵、乙二胺四乙酸二钠等,均为分析纯。
正交试验优化沙枣果肉中鞣质的超声提取研究
马彦梅,龚晓武,李炳奇*
(石河子大学化学化工学院,新疆石河子 832000)
摘 要:研究超声辅助提取法在沙枣鞣质提取中的应用。提取采用正交设计法,以固液比、丙酮浓度、提取次数、提取
时间为因素,每个因素3个水平进行正交设计;用络合滴定法测定鞣质含量。结果显示:当丙酮浓度70 %,固液比1∶10,
提取次数2次,超声时间为40 min时效果最好。与温浸法相比,超声辅助提取法提取率有明显提高。
关键词:沙枣;鞣质;正交试验;超声提取
A Study on the Ultrasonic Extraction for Tannins from Elaeagnus angustifolia L. by Orthogonal Design
MA Yan-mei,GONG Xiao-wu,LI Bing-qi*
(School of Chemistry and Chemical Engineering,Shihezi University,Shihezi 832000,Xinjiang,China)
Abstract:To study the ultrasonic extraction technology on tannins extraction from Elaeagnus angustifolia L..
Orthogonal design was used to investigate four factors (material and solvent ratio,acetone concentration,
extraction times,extraction time) at three levels respectively,and determine the concent of tannins by the
titration. Results show that:the optimum extraction conditions are 70 % acetone extracting with material and
solvent ratio 1 ∶10,extracting 2 times,each time for 40 min by ultrasonic wave. Using ultrasonic extraction
technology to extract tannins from Elaeagnus angustifolia L.,compared to the soak extraction,the extraction
rate is markedly improved .
Key words:Elaeagnus angustifolia L.,tannins;orthogonal design;ultrasonic extraction
基金项目:教育部“春晖”计划项目(Z2006-1-83003)
作者简介:马彦梅(1977—),女(汉),讲师,硕士,主要从事天然药物
化学方面的研究。
*通信作者:李炳奇(1951—),男,教授,硕士生导师,主要从事天然
产物化学方面的研究。
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分离提取
食品研究与开发
Food Research And Development
2012年 2月
第 33卷第 2期
58
马彦梅,等:正交试验优化沙枣果肉中鞣质的超声提取研究
材料:沙枣(Elaeagnus angustifolia L.):采自石河子
地区,由石河子大学生命科学学院闫平教授鉴定,取其
果肉于60 ℃烘干,粉碎后过40目筛,备用。
2 方法与结果
2.1 鞣质含量的测定方法[3]
采用络合滴定法测沙枣鞣质的含量。精密吸取
1 mol/L醋酸锌溶液4 mL于100 mL容量瓶中,加饱和氨
水2.8 mL摇匀,使白色沉淀溶解。将上述制得的鞣质水
溶液加蒸馏水稀释到80mL,于水浴上温热至(35±2)℃,
然后定量的移入容量瓶中,并不断振摇,再置于(35±2)℃
水浴中继续温热30 min(间歇振摇数次),取出,冷却至
室温,加蒸馏水稀释至刻度,摇匀后过滤。精密吸取滤
液20 mL,置于500 mL锥形瓶中,加蒸馏水300 mL,氨-
氯化铵缓冲液(pH=10)25 mL,铬黑T指示剂少许,摇
匀,用0.05 mol/L EDTA-2Na标准溶液滴定至溶液由紫
色变为蓝色,结果用空白校正。
以下式计算鞣质含量:
鞣质含量/% =[0.156 5×(Vo-Vs)×M×20]/W×100
式中:0.156 5为由实验求得的比例常数;Vo为空
白对照消耗的EDTA-2Na体积,mL;Vs为样品消耗的
EDTA-2Na体积,mL;M为EDTA-2Na的浓度,mol/L;W
为样品重量,g。
2.2 沙枣中鞣质的超声辅助提取
2.2.1 单因素试验
2.2.1.1 丙酮浓度对提取效果的影响
分别精确称取2.000 0 g沙枣于7个锥形瓶中,依次
加入30、40、50、60、70、80、90 %的丙酮20 mL,在35 ℃
下超声提取30 min,过滤后按照2.1项的方法测定滤液
中的鞣质含量,其结果见表1。
由表1可以看出,70 %的丙酮做溶剂时提取效果
最好,因此选择丙酮浓度为60、70、80 %进行正交试验。
2.2.1.2 固液比对提取效果的影响
分别精确称取2.000 0 g沙枣于6个锥形瓶中,用70%
的丙酮分别按1∶6、1∶8、1∶10、1∶12、1∶14、1∶16的固液比在
35 ℃下超声提取30 min,过滤后按照2.1项的方法测定
滤液中的鞣质含量,其结果见表2。
由表2可以看出,随着提取溶剂的增加,鞣质的含
量逐渐升高,当固液比为1∶10后,鞣质的含量变化不
大。考虑到固液比太大,浪费溶剂。因此,选择固液比为
1∶8、1∶10和1∶12进行正交试验。
2.2.1.3 超声时间对提取效果的影响
分别精确称取2.000 0 g沙枣于6个锥形瓶中,以70%
的丙酮为溶剂,固液比为1∶10,35 ℃分别超声提取15、
20、25、30、35、40 min,过滤后按照2.1项的方法测定滤
液中的鞣质含量,其结果见表3。
由表3可以看出,当超声时间为35 min时提取效果
最好,因此,选择提取时间为30、35 min和40 min进行正
交试验。
2.2.1.4 提取次数对提取效果的影响
超声次数不同提取效果不同。试验发现超声次数
太多,浪费溶剂,提高成本;超声次数太少,不能充分提
取出有效成分。根据试验具体情况,选定超声次数为
1、2、3次进行正交试验。
2.2.2 正交试验
在对以上单因素分析和试验的基础上,对影响沙
枣鞣质提取效果的固液比、丙酮浓度、提取次数、提取
时间等4个因素,每个因素3个水平(见表4),用L9(34)进
行正交试验设计,其结果见表5。
试验结果表明,沙枣鞣质的最佳提取条件为
A2B2C2D3,即固液比1∶10,丙酮浓度70 %,提取次数2次,
超声时间40 min。根据极差分析结果,影响鞣质提取效
表 1 丙酮浓度对提取效果的影响
Table 1 Effect of acetone concentration in the extraction
丙酮浓度/%
30
40
50
60
70
80
90
鞣质含量/%
6.54
6.74
6.94
7.72
8.33
8.25
7.95
表 2 固液比对提取效果的影响
Table 2 Effect of Solid/Liquid in the extraction
固液比/(g/mL)
1∶6
1∶8
1∶10
1∶12
1∶14
1∶16
鞣质含量/%
7.17
7.52
8.16
8.19
8.27
8.23
表 3 超声时间对提取效果的影响
Table 3 Effect of ultrasonic time in the extraction
超声时间/min
15
20
25
30
35
40
鞣质含量/%
7.17
7.32
7.49
7.72
7.77
7.74
分离提取
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表 4 因素水平设置表
Tabel 4 Factors and levels of orthogonal design
序号
1
2
3
A固液比
1∶8
1∶10
1∶12
B丙酮浓度/%
60
70
80
C提取次数
1
2
3
D超声时间/min
30
35
40
果的因素大小为:固液比>提取次数>丙酮浓度>提取
时间。该提取工艺影响因素最大的是固液比,最小的提
取时间。
2.3 验证实验结果
精确称取沙枣粉末2.000 0 g,70 %的丙酮20 mL,
根据筛选得到的最佳提取条件平行提取3次。分别测定
沙枣鞣质的含量,结果见表6。
经验证实验,根据最佳提取条件提取的鞣质含量
均大于正交设计中的含量所得的结果正确。
2.4 超声辅助法与温浸法法对沙枣中鞣质提取效果
的比较
用上述最佳方案对沙枣中鞣质进行超声辅助提
取,并且与用温浸法对沙枣中鞣质提取进行比较,结果
见表7。
由表7看出,与普通的温浸提取法相比,超声辅助
提取法提取率有很大的提高。
3 结论
研究了用超声波辅助法提取沙枣鞣质的最佳条
件。通过正交试验确定最佳条件为:固液比1∶10,丙酮
浓度 70 %,提取次数2次,超声时间40 min。在上述最佳
条件下,提取并测定沙枣果肉中的鞣质含量达8.43 %,
高于文献[3]报道的数值。
用超声辅助法提取沙枣中的鞣质相比温浸法,提
取率有明显增加。超声辅助法提取沙枣中的鞣质,不仅
操作过程简单,提取时间短,而且提取效果好,对成分
破坏性小,是一种高效的提取方法。
参考文献:
[1] 马丽娟.沙枣的开发利用[J].宁夏科技,2000,6(4):37
[2] 江发寿,谢建新,刘金荣,等.沙枣的营养成分分析及沙枣油的理
化常数测定[J].石河子大学学报:自然科学版,2002,6(1):20-22
[3] 江发寿,赵继红,但建明,等.沙枣鞣质的含量测定[J].基层中药杂
志, 2002,16(2):25
收稿日期:2011-07-30
表 5 L9(34)正交试验设计及结果
Tabel 5 Results of orthogonal design
试验号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
K1
K2
K3
R
A固液比
1
1
1
2
2
2
3
3
3
7.96
8.29
8.09
0.33
B丙酮浓度
1
2
3
1
2
3
1
2
3
7.99
8.20
8.15
0.21
C提取次数
1
2
3
2
3
1
3
1
2
7.96
8.19
8.18
0.23
D超声时间
1
2
3
3
1
2
3
2
1
8.03
8.14
8.17
0.14
鞣质含量/%
7.60
8.14
8.13
8.32
8.37
8.19
8.05
8.10
8.12
表 6 验证实验结果
Tabel 6 Results of testify experimentation
样品
1
2
3
平均
鞣质含量/%
8.41
8.44
8.43
8.43
表 7 超声辅助法与温浸法对沙枣鞣质提取效果的比较
Tabel 7 Contrast on the results of ultrasonic extraction
technology and soak extraction
提取方法
超声辅助法
温浸法
鞣质含量/%
8.43
7.34
分离提取马彦梅,等:正交试验优化沙枣果肉中鞣质的超声提取研究
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