全 文 ：无患子总皂苷的提取工艺研究
黄素梅 ,王敬文 ,杜孟浩 ,张金萍 ,姜景民 (中国林业科学院亚热带林业研究所 ,浙江富阳 311400)
摘要 [目的 ]确立无患子皂苷提取的最佳工艺。 [方法]通过单因素试验和正交试验 ,研究各种提取条件(提取溶剂、提取温度、提取时
间、提取次数、料液比)对无患子皂苷得率的影响 ,优化其提取工艺。 [结果] 无患子皂苷的最佳提取工艺为:提取溶剂为乙醇 ,提取温度
为 60℃时 ,料液比为 1∶9,提取时间为 3h,提取为 3次。在该条件下 ,无患子皂苷得率为 9.32%。 [结论 ]该工艺操作简单、提取效率高、
对环境友好 ,适合于无患子皂苷的工厂化生产。
关键词 无患子;皂苷;提取工艺
中图分类号 S567.1+9 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2010)01-00354-03
ResearchontheExtractionTechnologyofTotalSaponinsfromSapindusmukorossiGaerth.
HUANGSu-meietal (ResearchInstituteofSubtropicalForestry, ChineseAcademyofForestry, Fuyang, Zhejiang311400)
Abstract [ Objective] TheresearchaimedtoestablishtheoptimumextractiontechnologyofsaponinsfromthepericarpsofSapindusmukoros-
siGaerth.[ Method] Insinglefactorexperimentandorthogonalexperiment, theefectsofvariousextractionconditions(i.e.extractionsol-
vent, extractiontemperature, extractiontime, extractiontimesandratioofmaterialtosolventetc.)ontheyieldofsaponinswerestudied, and
theextractiontechnologyofthesaponinswasoptimized.[ Result] WhenthepowderofthepericarpswasextractedwithEtOH(solid-to-solvent
ratio=1∶9, W/V)forthreetimesat60℃for3hours, namelyinthebestextractioncondition, thelargestyieldofsaponins(9.32%ofraw
material)wasobtained.[ Conclusion] ThistechnologyforsaponinsextractionfromS.mukorossiGaerth.issimple, efficientandenvironmen-
talyfriendly.Anditissuitableforsaponinsproductioninindustry.
Keywords SapindusmukorosiGaerth.;Saponin;Extractiontechnology
基金项目 浙江省农业科技重点项目(2007C12018);国家林业局林业
公益性行业科研专项基金(200804032)。
作者简介 黄素梅(1974-),女 ,广西永福人 , 博士 ,副研究员 , 从事天
然产物化学研究。
收稿日期 2009-08-17
无患子皂苷是无患子科植物无患子(Sapindusmukorosi
Gaerth.)假种皮的主要成分 ,主要包括以常春藤皂苷元(hed-
eragenin)为基本骨架的三帖类皂苷及一些倍半萜皂苷 。无
患子在东南亚各国 、我国的台湾省及淮河以南各省均有分
布 。其假种皮中含有大量皂苷 ,具有较强去污能力 [ 1] ,易降
解 ,且无有害残留 ,对皮肤刺激性小 ,是洗发香波 、化妆品以
及各种生物洗涤剂的优良原料 [ 2] 。无患子皂苷也是很好的
农药乳化剂 ,对棉蚜虫 、红蜘蛛和甘薯金华虫等均有较好的
杀灭效果 [ 3] 。同时 ,其具有抗病毒 、降血压等多种药理作
用 [ 4-11] 。因此 ,无患子皂苷在医药及日化领域的价值倍受重
视 ,具有广阔的市场前景。
皂苷类化合物具备亲水和疏水结构 ,可用水或有机溶剂
提取。目前 ,无患子皂苷提取以水提法为主 ,但水提过程中
会产生杂质 ,导致皂苷纯度降低。魏凤玉等 [ 12-13] ,饶厚曾
等 [ 14-15]分别介绍了水提 -大孔树脂吸附 、超滤法分离 、微波
提取等无患子皂苷提取工艺 ,但也存在清洗困难 、溶剂损失
大 、纯度不高等缺点 。鉴于此 ,笔者从易于操作 、低成本等角
度出发 ,筛选无患子皂苷的最佳提取工艺 ,以期为无患子皂
苷的产业化生产提供参考 ,同时进一步促进无患子皂苷的深度
开发利用。
1 材料与方法
1.1 材料 供试材料为无患子果实 ,采自浙江省天台县 。
供试试剂为甲醇 、乙醇 、丙酮 、正丁醇 ,均为分析纯(国药集团
化学试剂有限公司);乙腈为色谱纯;常春藤皂苷元对照品 ,
购于中国药品生物制品检定所(生产批号:111733-200603)。
供试仪器为 RE52CS旋转蒸发器(上海亚荣生化仪器厂), 10-
2AB型电热鼓风干燥箱 (天津市泰斯特仪器有限公司),
FW80型高速万能粉碎机(天津市泰斯特仪器有限公司), T-
114电子天平(德国赛多利斯公司), DK-S26电热恒温水浴锅
(上海森信实验仪器有限公司), Waters2695高效液相色谱
仪(美国 , Waters公司)。
1.2 方法
1.2.1 材料预处理。取出无患子种子 ,将其假种皮置于电
热鼓风干燥箱 ,于 80～ 100℃烘干 ,用粉碎机粉碎成 80目粉
末 ,备用。
1.2.2 无患子皂苷的分析测定 。以 0.4 mg/ml常春藤皂苷
元甲醇溶液为对照 ,采用高效液相色谱分析法测定无患子皂
苷含量 [ 16] 。色谱条件:色谱柱:SymmetryTM C18(3.9 mm×150
mm);柱温:40 ℃;流动相:CH3CN:H2O(H2O:90% ～ 20%,
30 min),流速:1 ml/min;检测波长:210 nm。无患子皂苷得
率(%)=100%×(纯皂苷产量 /无患子假种皮干重)。
1.2.3 无患子皂苷的提取。
1.2.3.1 单因素试验设计 。称取 10g无患子粉末 ,在不同
提取条件下反复提取 2次 ,合并滤液作为样品提取物(除提
取次数对皂苷得率的影响试验外),以考察提取溶剂 、提取温
度 、提取时间 、提取次数 、料液比等对无患子得率的影响。
1.2.3.2 正交试验设计。在单因素试验的基础上 ,用 10 g
无患子粉末 ,以无水乙醇为提取溶剂 ,在 60 ℃条件下 ,对提
取次数(A)、料液比(B)(W/V)、提取时间(C)等因素进行
L9 (34 )正交试验 ,见表 1。
表 1 正交试验因素水平
Table1 Factorsandlevelsoforthogonaltest
水平
Levels
提取次数 A∥次
Extractiontimes
料液比B
Solid-liquidratio
提取时间 C∥h
Extractiontime
1 1 1∶8 2
2 2 1∶9 3
3 3 1∶10 4
责任编辑 陈红红 责任校对 张士敏安徽农业科学 , JournalofAnhuiAgri.Sci.2010, 38(1):354-356
2 结果与分析
2.1 单因素试验分析
2.1.1 提取溶剂对皂苷得率的影响。由图 1可知 ,其他条
件一定时(料液比为 1∶20,提取温度 60℃,提取时间为 6 h,
提取 2次),在甲醇 、乙醇 、丙酮 、正丁醇 、水 5种提取溶剂中 ,
以甲醇提取的皂苷得率最高 (13.27%),其次为乙醇
(9.03%)。以丙酮 、水为提取溶剂时 ,皂苷得率最低。提取
物中 ,甲醇及水的提取物均为黄褐色粉末 ,极易吸湿结块;乙
醇提取物为乳黄色粉末 ,丙酮及正丁醇提取物则为黄白色 ,
这 3种提取物吸湿性明显小于甲醇及水的提取物。无患子
皂苷为白色粉末 [ 17] ,因此根据提取物的颜色可判断 ,甲醇及
水的提取物纯度较低 ,而乙醇 、正丁醇及丙酮提取物的纯度
较高 。由于甲醇及水提物的含杂质较多 ,易吸收空气中的水
分而结块 ,不利于保存 。虽然用乙醇提取皂苷得率低于用甲
醇提取 ,但是综合考虑提取物纯度 、产品的安全性及溶剂回
收的容易程度(可降低成本)等因素 ,以下试验选用乙醇为提
取溶剂。
图 1 提取溶剂对无患子皂苷得率的影响
Fig.1 EfectsofsolventsontheyieldofS.mukorossiGaerth.
saponins
2.1.2 提取温度对皂苷得率的影响。从图 2可以看出 ,其
他条件一定时(提取溶剂为无水乙醇 ,料液比为 1∶20,提取时
间为 6 h,提取 2次),在 40 ～ 70 ℃时 ,无患子皂苷得率随温
度增加而增大 ,温度上升至 70 ℃后 ,皂苷得率几乎不再上
升 。无患子皂苷在常温下易溶于乙醇 ,而温度的升高则更有
利于皂苷的溶出 ,但是温度过高 ,不但增加能耗 ,还会造成部
分皂苷水解 ,生成副产物 ,影响提取物的纯度及后续的利用 。
因此 ,将正交试验的提取温度设为 60 ℃。
2.1.3 提取时间对皂苷得率的影响。由图 3可知 ,其他条
件一定时(提取溶剂为无水乙醇 ,料液比为 1∶20,提取温度为
60℃,提取 2次),在 1 ～3 h之间 ,皂苷得率随提取时间的增
加而增大 ,提取时间达到 3h之后 ,皂苷得率增加幅度增幅很
小 。通常 ,随着提取时间的增加 ,原料中的组分逐渐扩散到
溶剂中 ,一定时间后 ,溶于溶剂中的组分达到一定浓度后 ,其
溶解速度变缓 ,最后趋于平衡。从结果可知 ,提取 3 h后 ,皂
苷的溶解速度开始变慢 ,并逐渐接近平衡状态。因此 ,为了
降低能耗 ,将正交试验的提取时间确定为 2、3、4 h。
2.1.4 提取次数对皂苷得率的影响。由图 4可知 ,其他条
件一定时(提取溶剂为无水乙醇 ,料液比为 1∶20,提取温度为
60℃,提取时间为 6h),皂苷得率随提取次数的增加而增大 ,
图 2 提取温度对无患子皂苷得率的影响
Fig.2 EffectsoftemperatureontheyieldofS.mukorossi
Gaerth.saponins
图 3 提取时间对无患子皂苷得率的影响
Fig.3 EffectsoftheextractiontimeontheyieldofS.mukorossi
Gaerth.saponins
提取次数为 2 ～ 4次时 ,其增幅变缓。从节能的角度考虑 ,将
正交试验的提取次数确定为 1、2、3次 。
图 4 提取次数对无患子皂苷得率的影响
Fig.4 EfectsoftheextractiontimesontheyieldofS.mukorossi
Gaerth.saponins
2.1.5 料液比对皂苷得率的影响。从图 5可以看出 ,其他
条件一定时(提取溶剂为无水乙醇 ,提取温度为 60 ℃,提取
时间为 6h,提取 2次),提取溶剂量的增加有利于皂苷的溶
出 ,皂苷得率也随之增加 ,提取溶剂在样品量的 8 ～ 15倍 ,皂
苷得率变化较小 ,但当提取溶剂量超过原料的 15倍后 ,提取
率的增加幅度有所上升。从尽可能减少成本的角度考虑 ,提
取溶剂的量以样品量的 8 ～ 10倍左右为宜。因此 ,将正交试
验的料液比确定为 1∶8、1∶9、1∶10。
2.2 正交试验 由表 2可知 ,各因素对无患子皂苷提取率
的影响的大小为:A>B>C,即提取次数对提取率的影响最
大 ,其次为料液比 ,提取时间影响最小 。最佳提取工艺条件
35538卷 1期 黄素梅等 无患子总皂苷的提取工艺研究
图 5 料液比对无患子皂苷得率的影响
Fig.5 Efectsofthesolid-liquidratioontheyieldofS.mukoros-
siGaerth.saponins
为 A3B2C2 ,即:提取次数 3次 ,料液比为 1∶9,提取时间为 3h。
经验证 ,在该条件下无患子皂苷得率为 9.32%。这说明优化
出的最佳工艺是稳定可靠的。
表 2 正交试验设计与结果
Table2 Designandresultoforthogonaltest
试验号
TestNo. A B C
无患子皂苷得率∥%
YieldofS.mukorosiGaerth.saponins
1 1 1 1 6.0
2 1 2 2 6.5
3 1 3 3 5.3
4 2 1 2 8.5
5 2 2 3 8.9
6 2 3 1 7.4
7 3 1 3 8.8
8 3 2 1 9.0
9 3 3 2 9.2
k1 5.9 7.8 7.5
k2 8.3 8.1 8.1
k3 9.0 7.3 7.7
R 3.1 0.8 0.6
3 结论与讨论
(1)通过单因素试验 、正交试验 ,确定无患子皂苷的最佳
提取工艺条件为:以乙醇为提取溶剂 ,提取温度为 60 ℃,料
液比为 1∶9,提取时间为 3 h,提取次数为 3次。在该条件下 ,
无患子皂苷的得率为 9.32%。
(2)乙醇回流法提取无患子皂苷具有工艺简单 、提取效
率高 、溶剂无毒且易回收再利用等优点 ,适于无患子皂苷的
工业化生产。
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356 安徽农业科学 2010年