全 文 ：2009年 3月
第 38卷　第 1期
山 西 林 业 科 技
S HANXI　 FORESTRY SCIENCE AND T ECHNOLOGY
Mar. 2009
Vol. 38　 No. 1
运用超声法提高皂荚皂甙浸出率的研究
刘英翠
(山西省林业科学研究院 ,山西　太原　 030012)
摘　要: 应用超声技术对皂荚皂甙的提取工艺进行了多因素的研究 ,得出提取皂荚皂甙的最佳工艺参数:浸泡水温
为 45°C,时间 12 h;超声频率 1 000 k Hz,时间 30 min,浸出率达 24. 50%。实验证明 ,该超声工艺比传统浸提工艺浸
泡时间节省 33% ,节能 20. 1% ,浸出率提高了 4. 1% ,可以作为实验室和大规模生产的模拟工艺。
关键词: 超声技术 ; 皂荚 ; 皂甙 ; 浸出率
中图分类号: S789. 5　　文献标识码: A　　文章编号: 1007-726X ( 2009) 01-0018-03
Study on Improving the Extraction Rate of Saponins
inGled its ia Sinensis by Ultrasonic
Liu Yingcui
(Shan xi Acad emy of Forestr y Sciences, 030012 Taiyuan , China )
Abstract: Th e ex tr action techno lo g y of saponins in Gleditsia sinensis by ultra sonic w as researched fr om multiple
facto rs, the best pa ramete rs o f the techno log y w ere obtained that the tempera ture o f wa ter is 45°C, the soaking
time is 12 h , the fr equency o f ultr asonic is 1 000 k Hz, the ultrasonic time is 30 min, then the ex tr action rate can
r each 24. 50% . The paper show ed tha t the ultrasonic technolog y saves mo re tim e ( 33% ) and mo re energ y
( 20. 1% ) and improves the ex traction r ate ( 4. 1% ) than traditional ex traction technolog y , so the technolog y can
be simula tion technolog y fo r lab and ex tensive pr oduction.
Key words: ult rasonic technolog y; saponins; Gleditsia sinensis; ex tra ction r ate
基金项目: 国家林业局植物新品种保护项目 ( 2008029)
收稿日期: 2008-11-20
作者简介: 刘英翠 ( 1974-　 ) ,女 ,河北广宗人 , 2005年毕业于北京林业大学 ,助理工程师。
　　皂荚 (Gleditsia sinensis L. ) ,又名皂角 ,落叶乔
木或小乔木 ,在我国广泛分布于东北、华北、华东、华
南等地。皂荚含大量的皂甙 ,含量为 15%～ 30% 。皂
甙是非常优良的天然非离子表面活性剂 ,对眼、皮肤
均无刺激 ,对人类生态环境无影响。皂荚皂甙不仅可
作为传统的洗涤品 ,还可在医药、农药、生物、纺织、
金属加工、石油开采、泡沫灭火等诸多领域进行应
用 ,前景十分广阔。本文以皂荚为原料 ,根据超声波
的热效应、机械粉碎和空化作用 ,对提取皂荚皂甙的
工艺进行了多因素的研究 ,目的为探索一条提取皂
荚皂甙的最佳工艺流程。
1　实验材料与方法
1. 1　材料
皂荚原材料采自山西省。
1. 2　方法
仪器: 超声波发生器 ,旋转蒸发仪 (上海亚荣
RE-52) ,真空干燥箱 ,电子天秤。
流程:采用水提取—无水乙醇溶解法 [1 ] ,样品处
理流程见图 1。
图 1　皂荚皂甙的提取步骤
2　结果与分析
2. 1　工艺参数考察与浸出率的关系
2. 1. 1　超声时间与皂荚皂甙浸出率的关系
称取皂荚荚果粗粉 6份 ,每份 50 g ,分别加入蒸
馏水 500 mL浸泡 18 h,以频率为 20 kHz的超声波分
别处理 0 min, 10 min, 20 min, 30 min, 40 min,
60 min,提取液再参照样品处理流程图 1操作 ,最后
得到高纯度皂甙 ,称重 ,计算浸出率 ,见表 1。
表 1　超声时间与皂荚皂甙浸出率的关系
超声时间
/min
皂荚皂甙质量
/g
皂荚皂甙浸出率
/%
0 9. 89 19. 78
10 11. 24 22. 48
20 11. 38 22. 76
30 12. 33 24. 66
40 12. 27 24. 53
60 12. 34 24. 68
从表 1可以看出 ,随着时间的延长 ,皂荚皂甙的
浸出率大体呈逐渐增加的趋势 ,超声时间为 30 min
时 ,浸出率比 20 min的提高 2% ,比 60 min的减少
0. 02% , 40 min的浸出率反而比 30 min的小 ,考虑
到节省时间 ,超声时间选择 30 min为好。
2. 1. 2　超声频率与皂荚皂甙浸出率的关系
称取皂荚荚果粗粉 3份 ,每份 50 g ,分别加入蒸
馏水 500 mL浸泡 18 h,用不同频率的超声波处理
30 min,提取液再参照样品处理流程图 1操作 ,得到
高纯度皂甙 ,称重 ,计算浸出率 ,见表 2。
表 2　超声频率与皂荚皂甙浸出率的关系
频率
/kHz
皂荚皂甙质量
/g
皂荚皂甙浸出率
/%
20 11. 27 22. 54
800 12. 38 24. 76
1 000 12. 97 25. 94
从表 2可以看出 ,随着超声频率的提高 ,皂荚皂
甙的浸出率逐渐增加 ,这是由于频率越高 ,超声波产
生的震动越强烈 ,速度越快 ,强烈的空化效应加速溶
剂渗入皂荚中 ,促使皂甙溶解。因此为了得到高的浸
出率 ,在超声时间相同的情况下选择超声频率为
1 000 kHz。
2. 1. 3　浸泡时间与皂荚皂甙浸出率的关系
称取皂荚荚果粗粉 3份 ,每份 50 g ,分别加入蒸
馏水 500 mL,浸泡不同时间 ,以超声时间为 30 min,
频率为 1 000 kHz的超声波处理 ,提取液参照样品
处理流程图 1进行操作。 称重 ,计算浸出率 ,见表 3。
表 3　浸泡时间与皂荚皂甙浸出率的关系
浸泡时间
/h
皂荚皂甙质量
/g
皂荚皂甙浸出率
/%
5 10. 85 21. 70
8 11. 61 23. 22
12 12. 23 24. 46
15 12. 36 24. 72
18 12. 29 24. 58
从表 3可以看出 ,皂荚浸泡时间在 5 h , 8 h, 12 h
3个时间段皂甙浸出率增加较明显 ,每个时间段之
间皂甙浸出率都会增加 1% ～ 2% , 12 h的皂甙浸出
率比 15 h, 18 h的分别增加 0. 26% , 0. 1%。考虑到节
省时间 ,浸泡时间定为 12 h为好 ,浸出率达到
24. 46%。
2. 1. 4　浸泡水温与皂荚皂甙浸出率的关系
称取皂荚荚果粗粉 3份 ,每份 50 g ,分别加入蒸
馏水 500 mL,在不同温度下浸泡 18 h,以频率为
1 000 kHz的超声波处理 30 min,提取液参照样品处
理流程图 1操作。 称重 ,计算浸出率 ,见表 4。
表 4　浸泡温度与皂荚皂甙浸出率的关系
浸泡温度
/°C
皂荚皂甙质量
/g
皂荚皂甙浸出率
/%
25 11. 90 23. 80
45 12. 06 24. 12
60 12. 16 24. 31
90 12. 18 24. 36
由表 4可知 ,随着浸泡水温的提高 ,皂甙浸出率增
加。 45°C的皂甙浸出率比 25°C的高 0. 3% ,比 60°C,
90°C的低 0. 19% , 0. 06% ,考虑到低温提取在工业上
对设备和成本都有利 ,故提取温度选择 45°C。
2. 2　超声提取工艺与常规水浸提工艺浸出率比较
称取皂荚荚果粗粉 2份 ,每份 50 g ,一份用 45°C
水温浸泡 12 h,频率为 1 000 kHz的超声波处理
30 min,过滤液照样品处理流程图 1操作 ,另一份照
样品处理流程图 1直接操作。计算浸出率 ,详见表 5。
表 5　超声提取工艺与常规水浸提工艺浸出率比较
提取
方法
原材料
质量
/ g
提取出的
皂荚皂甙
质量
/g
生产 1 g皂荚
皂甙用的
原材料质量
/g
皂荚皂甙
浸出率
/%
浸泡
所需
时间
/h
常规法 50 10. 20 4. 90 20. 40 18
超声法 50 12. 25 4. 08 24. 50 12
19第 1期　　　　　　　　　　　　　　刘英翠 : 运用超声法提高皂荚皂甙浸出率的研究　　　　　　　　　　
　　从表 5可以看出 ,超声法和常规法生产 1 g皂荚
皂甙需要的原材料分别是 4. 08 g , 4. 90 g ,故前者比
后者节省原材料 20% ;超声法与常规法相比 ,皂甙浸
出率高 4. 1% ,浸泡时间节省 33. 3%。上述结果说明
超声法较好。
3　小结
利用超声技术提取皂荚皂甙的最佳工艺流程和
参数为: 50 g 皂荚粗粉加入 45°C, 500 mL水浸
泡 12 h,以 1 000 kHz频率的超声波处理 30 min,过
滤液照样品处理流程图 1处理。该工艺与常规法水
浸提相比 ,可节约原材料 20. 1% ,浸泡时间缩短
33. 3% ,浸出率为 24. 50% ,提高 4. 1% ,所以该方法
具有省时、节能、提取率高等优点 ,可以作为实验室
和大规模生产的模拟工艺。
参考文献:
[1 ]　梁静谊 ,蒋建新 . 皂荚皂甙提取工艺的研究 [ J]. 中国
野生植物资源 , 2003, 22( 6): 58-61.
[2 ]　张　娟 ,路金才 . 皂苷的提取方法及含量测定研究进
展 [ J]. 中国现代中药 , 2006, 8( 3): 25-28.
[3 ]　邹静恂 ,席宏伟 ,王　桥 . 超声提取对党参皂苷成分提
出率的影响 [ J]. 首都医科大学学报 , 1997, 11( 2): 31.
(上接第 17页 )
梯田、鱼鳞坑等水土保持工程措施 ,就地拦蓄雨水径流
入渗 ,可提高作物产量和林木成活率 ,改善农田生态系
统 ,增加区域生态系统的稳定性 ,拦截地表径流 ,减弱
对土壤的冲刷侵蚀作用 ,明显地保持了水土 [5 ]。
2)雨水集蓄利用是改善山区农民生活、促进农
村经济发展的重要措施。在我国 ,农村的水资源普遍
紧缺 ,农村生活用水问题是一大难题。通过雨水集蓄
利用可以缓解水资源紧缺、农村生活用水问题 ,实施
补充灌溉 ,提高农作物产量 ,改善群众的生活生产条
件 ,促进农村经济发展 [6 ]。在干旱、半干旱地区 ,在非
常缺水的状况下 ,开展雨水集蓄利用工作是解决人
畜饮水和发展灌溉的重要途径。
4　存在的问题
4. 1　认识方面
在基层农村的一些干部和群众对集雨工程存在
几种错误的认识:部分人认为 ,集雨工程无所不能 ;
而另外一些人则忽视了集雨工程的重要性 ,认为集
雨工程属于小打小闹 ,是一种群众性的自发行为 ,成
不了大气候 ,国家不值得花大力气投资建设。其实 ,
雨水集蓄是在特殊季节、特定的自然环境条件下发
挥特殊作用的微型水利工程 ,是对缺水地区抗旱水
源的有效补充 ,是合理开发利用雨水资源的一种好
形式 ,起着大中型工程无法替代的作用。
4. 2　技术方面
在雨水资源评价中 ,除对雨水资源的总量进行
评价外 ,更重要的是对可开发利用的雨水资源潜力
进行合理评价 ,以发挥当地雨水资源的最佳效益 ,避
免过度利用引发不良的环境问题。 目前各地对雨水
集蓄利用的水土保持、生态和社会效益研究也较少 ,
其深度还有待进一步加强。
目前尚未建立雨水集蓄工程群对区域环境的评
价制度。雨水集蓄利用虽然有许多优越性 ,但毕竟是
对正常水文循环的一种人为干预 ,众多的集蓄工程
联合运用可能会造成一定的负面影响。因此 ,下一步
需建立雨水集蓄工程群对区域环境影响的评价制
度 ,开展雨水集蓄利用对区域水环境、生态环境和局
部气候的影响研究。
4. 3　投入方面
兴建集雨工程的地区多数为贫困山丘区 ,地方
财力和群众自筹能力十分有限。在我国的很多区域 ,
投入不足是制约集雨工程发展的主要因素 ,今后国
家应进一步加大其扶持力度。
参考文献:
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业技术集成总体模式研究 [ J]. 节水灌溉 , 2007( 3): 1-
5.
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利用 [ J]. 中国水土保持 , 2005( 11): 45-47.
[3 ]　曹建生 ,刘昌明 ,张万军 . 太行山片麻岩区坡地渗流集
蓄技术 [ J]. 山地学报 , 2005( 5): 111-115.
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[5 ]　朱　强 ,李元红 . 论雨水集蓄利用的理论和实用意义
[ J]. 水利学报 , 2004( 3): 60-64.
[6 ]　李　琪 . 全国农村雨水集蓄利用系统及其发展 [ J]. 中
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