全 文 ：食品研究与开发 2006.Vol.27.NO.4
匙羹藤酸分离提取工艺研究
刘慧坤,吕晓玲
(天津科技大学,天津 300222)
摘要:匙羹藤作为一种广泛分布于我国南方各省区的亚热带植物,其活性成分——匙羹藤酸具有预防和治疗糖尿病
的功效。使用香草醛-浓硫酸比色法测匙羹藤酸含量以匙羹藤酸的提取率为考察指标,考察了浸提溶剂、浸提时间、
浸提温度、浸提料液比四个因素的影响。以最佳条件为基础设计了浸提条件的正交实验,根据正交实验及显著性分
析,得出最佳浸提条件为:浸提温度70℃、乙醇浓度50%、料液比1:15(m/V)、浸提时间2h。
关键词:匙羹藤酸;分离;提取工艺
STUDYONEXTRACTIONOFGYMNEMICACIDFROMGYMNEMASYLVESTRE
LIUHui-kun,LVXiao-ling
(TianjinUniversityofScience&Technology,Tianjin300222,China)
Abstract:Gymnemasylvestre,aplantnativetothetropicalforestsofsouthofChina,hasgymnemicacid
canusedtopreventandtreatdiabetes.Gymnemicacidcanbedeterminedbyspectrophotometryofdealt
withmixedliquidof8%vanilin-sulphuricacid.Theoutputofgymnemicacidwasregardedasanexam-
inetargetandtheinfluencesofsoakingtime,soakingtemperature,ratioofmaterialtowaterandex-
tractablesolventontheextractionhavebeenstudied.Theorthogonaltestwereusedtodeterminationthe
bestextractionprocesswasasfolows:theleavesofGymnemasylvestrewereextractedwith50%
ethanol,70℃,theratioofmaterialtowateris1:15for2h.
Keywords:gymnemicacid;separation;extractionprocess
作者简介:刘慧坤(1981年),女,硕士研究生。
森林匙羹藤 (我国名为“ 武靴藤”)(Gymnema
Sylvestre),属于萝摩科,拉丁名Gymnemasylvestre
Roxb,英文名 RamsHorn,印度名 Gurmar、Me-
shashringi。森林匙羹藤是一种大型的多年生热带藤
蔓植物,生长在海拔100～1000m的原始森林或未
开垦的丛林地带,原产地在印度的中西部,另外发
现在中国、印尼、日本、马来西亚、斯里兰卡、越南和
南非也有分布。
森林匙羹藤是一种印度传统草药,其应用已有
两千多年的历史。研究表明,其叶的乙醇提取液可
抑制高血糖 [1],其活性成分是匙羹藤酸(Gymnemic
acid),为一系列三萜皂苷化合物[2]。
国外研究证明,匙羹藤酸能抑制大鼠在小肠内
吸收葡萄糖,从而抑制血糖值上升,因而可用来防
治糖尿病和肥胖症[3]。为了充分开发我国丰富的匙
羹藤植物资源,我们对匙羹藤叶匙羹藤酸(总皂苷)
提取工艺进行了研究。
秦民坚,吴靳蓉等人曾做过匙羹藤叶总皂苷提
取工艺研究[4],采用香草醛-高氯酸比色法测总皂
苷含量,以匙羹藤浸膏中总皂苷的产量为考察指
标,应用正交实验法考察了乙醇浓度、提取时间和
药材粉碎度三因素对有效成分提取的影响。而本实
验以匙羹藤酸的提取率为指标,考察了浸提溶剂、
浸提时间、浸提温度、浸提料液比四个因素对匙羹
藤酸提取率的单独和混合作用的影响。
1 材料、仪器与药品
1.1药材
匙羹藤药材购于广西。为萝摩科植物匙羹藤
Gymnemasylvestre(Retz.)Shcult的干燥叶。
1.2仪器
VIS-723分光光度计(上海精密科学仪器有
限公司);FA2004分析天平 (上海精科天平公司生
产)
1.3药品
香草醛、乙醇、浓硫酸、以上试剂均为分析纯。
2 方法与结果
2.1匙羹藤酸的测定
采用浓硫酸-香草醛比色法测定匙羹藤酸含
图1匙羹藤酸的结构通式
食品工艺
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食品研究与开发2006.Vol.27.NO.4
量[5]。
2.1.1最大吸收波长的选定
经光谱扫描表明,匙羹藤皂苷与香草醛浓硫酸
反应生成物在550nm处有最大吸收峰。
2.1.2工作曲线的建立
以匙羹藤酸的结构类似物油茶皂苷单体为对
照品绘制了匙羹藤酸的标准曲线。该油茶皂苷经红
外、核磁检测确定为三萜皂苷单体。精确称取油茶
标准品21mg,用蒸馏水溶解并转移至10mL容量
瓶中,用蒸馏水稀释定容至10mL。取此液0.1mL,
0.15mL,0.20mL,0.25mL,0.30mL,分别置于干净
试管中,并加水至溶液体积为0.5mL,准确加入8%
(m/v)香草醛溶液0.5mL,于冰水中冷却后加入77%
(v/v)硫酸4.0mL,摇匀,混合物于60℃加热15min,
再于冰水中冷却 10min,取出置于室温中,以试剂
为参比溶液,用1cm比色皿在波长550nm处测定
吸光度。以吸光度A与标准溶液的质量百分比浓度
C(mg/mL),求得回归方程,通过摩尔质量浓度换算为
匙羹藤酸浓度与吸光度值标准曲线:
C=0.0608A+0.0012R2=0.9974。
2.2匙羹藤酸提取工艺单因素的研究
2.2.1匙羹藤干叶的预处理
匙羹藤干叶粉碎,以乙醚为溶剂,采用索氏抽
提法,除去粗脂肪。
2.2.2溶剂单因素实验
准确称取脱脂干燥后的匙羹藤碎叶0.5g,置于
15mL具塞离心管中。分6组,每组3个平行。分别用移
液管量取5mL蒸馏水、20%、40%、60%、80%、100%
的乙醇溶液,用振荡器震匀,70℃浸提4h,静置冷却,
离心,取 25μL上清液,采用浓硫酸-香草醛比色
法测定吸光值,确定最佳溶剂比。
2.2.3温度单因素实验
准确称取脱脂干燥后的匙羹藤碎叶0.5g,置于
15mL具塞离心管中。用移液管量取5mL50%乙醇
溶液,用振荡器震匀。分8组,每组3个平行。分别于
20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃
水浴加热浸提 4h,静置冷却,离心,取 25μL上清
液,采用浓硫酸-香草醛比色法测定吸光值。确定
最佳浸提温度。
2.2.4时间单因素实验
准确称取脱脂干燥后的匙羹藤碎叶0.5g,置于
15mL具塞离心管中。用移液管量取5mL50%乙
醇溶液,用振荡器震匀。分6组,每组3个平行。分
别于 60℃水浴浸提 0.5h、1h、2h、3h、4h、5h、。
静置冷却,离心,取25μL上清液,采用浓硫酸-香
草醛比色法测定吸光值,确定最佳浸提时间。
2.2.5料液比单因素实验
准确称取脱脂干燥后的匙羹藤碎叶0.5g,置于
15mL具塞离心管中。分6组,每组3个平行。分别用移
液管量取2.5mL、5mL、7.5mL、10mL、12.5mL、15mL
(即料液比为 1:5、1:10、1:15、1:20、1:25、1:30)50%
乙醇溶液,用振荡器震匀。于60℃水浴浸提2h。静
置冷却,离心,分别取10μL、20μL、30μL、40μL、
50μL、60μL上清液,采用浓硫酸-香草醛比色
法测定吸光值,确定最佳料液比。
图2匙羹藤酸提取溶剂单因素实验
图3匙羹藤酸提取温度单因素实验
图4匙羹藤酸提取时间单因素实验
图5匙羹藤酸提取料液比单因素实验
食品工艺
乙醇浓度(%)
提
取
率
(
%
)
温度(℃)
提
取
率
(
%
)
料液比
提
取
率
(
%
)
0 20 40 60 80 100
9
8
7
6
5
4
2
3
1
0
0 20 40 60 80 100
9
8
7
6
5
4
0 2 4 6
9
8
7
6
5
4
提取时间(h)
提
取
率
(
%
)
0 10 20 30
9
8
7
6
5
4
50
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2.3正交实验法优化提取工艺
为得知多个因素协同作用时对匙羹藤酸提取
率的影响,选择正交表 L9(34),设计正交试验来考察
乙醇浓度、提取温度、提取时间、料液比对提取率的
综合作用。
3 结果与讨论
3.1单因素实验分析
由图2得到当乙醇浓度40%时,为匙羹藤酸
最大提取率。
由图3得到较高温度有利于匙羹藤酸的提取,
随温度升高,提取率也随之提高。考虑到温度高时,
会增加能耗,同时乙醇的挥发会给操作带来不利影
响。所以选取60℃为最佳提取温度。
由图 4可见,随着时间的延长,提取率总体呈
上升趋势。其中1h到2h之间提取率变化较为显
著,3h之后提取率变化不明显。因此选择2h为最
佳提取时间。
由图 5可见,随料液比的增加,提取率也逐渐
增大。料液比为1:5(m/V)时提取率最低。当料液比
大于1:10时,增加料液比提取率变化不明显。所以
选取1:10(m/V)为最佳料液比。
3.2正交实验分析
3.2.1级差分析
由表1级差R的大小可知:因素温度的极差
(1.857)最大,为主要因素;因素溶剂的极差(0.943)次
之;因素时间的极差 (0.164)与因素料液比的级差
(0.053)均比较低,所以可近似地认为这两个因素为
次要因素。分析两个主要因素作用得出温度的三个
水平中,80℃最佳。溶剂的三个水平中,50%最佳。
而时间和料液比并非显著因素,从节约和经济的角
度上选择 70℃和50%。最优工艺条件确定为:浸
提温度70℃、乙醇浓度50%、料液比1:15(m/V)、浸
提时间2h。
3.2.2方差分析
表2是方差分析的结果。由F值可知各因素对
实验结果影响的程度是温度 >溶剂 >时间 >料液
比,即影响最大的是提取温度,次之为溶剂。温度因
素有显著性差异(α=0.10)。以上两种分析得出相同
结果,即用浸提温度70℃、乙醇浓度50%、料液比
1:15(m/V)、浸提时间2h。为最佳提取条件。采用这
个条件,可以在很大程度上提高产量并且节省时
间。
参考文献:
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收稿日期:2005-12-16
表1匙羹藤酸提取率正交设计及结果表
1
2
3
4
5
6
7
8
9
均值1
均值2
均值3
级差
温度(℃)
60
60
60
70
70
70
80
80
80
6.613
7.670
8.470
1.857
时间(h)
2
3
4
2
3
4
2
3
4
7.513
7.677
7.563
0.164
溶剂(%)
40
50
60
50
60
40
60
40
50
7.457
8.120
7.177
0.943
料液比
1:10
1:15
1:20
1:20
1:10
1:15
1:15
1:20
1:10
7.560
7.613
7.580
0.053
提取率(%)
6.39
7.27
6.18
8.13
7.33
7.55
8.02
8.43
8.96
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
(上接第106页)
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收稿日期:2005-11-01
食品工艺
表2正交实验方差分析表 α=0.10
因素
温度
时间
溶剂
料液比
误差
偏差平方和
5.204
0.043
1.408
0.004
6.66
自由度
2
2
2
2
8
F比
3.126
0.025
0.846
0.002
显著性
*
51