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不同提取方法
对杜香熊果酸提取得率的影响
张乔会1，逄锦慧2，杨 喆1，董施彬1，宁亚萍1，王建中1，*
(1.北京林业大学生物科学与技术学院，林业食品加工与安全北京市重点实验室，北京 100083;
2.北京林业大学材料科学与技术学院，林木生物质化学北京市重点实验室，北京 100083)
摘 要:为了研究不同提取方法对杜香中熊果酸提取得率的影响。本文通过超声波辅助提取、室温提取、闪式提取等
几种方法提取杜香熊果酸，比较不同提取条件下熊果酸的提取得率，观察经过以上提取后杜香料渣表面结构的改变情
况，并分析了料渣表面结构的改变和熊果酸提取得率的关系。结果表明，室温提取 24h、超声 30min 和闪式提取 3min
所得提取得率依次为 0.58%、0.83%和 1.18%。从物料表面结构看，物料破碎越严重，提取得率越大，同时杂质也越多。
几种方法对物料的破碎大小依次为闪式提取、超声波辅助提取、常温浸提。从熊果酸提取得率来看，闪式提取法优于
超声法，闪式提取 3min为宜。
关键词:杜香，熊果酸，闪式提取，超声提取
Effects of different extraction technologies on the
extraction yield for Ledum Ursolic acid
ZHANG Qiao－hui1，PANG Jin－hui2，YANG Zhe1，DONG Shi－bin1，NING Ya－ping1，WANG Jian－zhong1，*
(1.Beijing Key Laboratory of Forest Food Processing and Safety，College of Biological Sciences and Technology，
Beijing Forestry University，Beijing 100083，China;2.Beijing Key Laboratory of Lignocellulosic Chemistry，
College of Materials Science and Technology，Beijing Forestry University，Beijing 100083，China)
Abstract:To study the effects of different extraction technologies on the extraction rates of Ursolic Acid from
Lduem.Ursolic Acid was extracted by ultrasonic treatment，extraction in room temperature for 24h and flash
extraction.The extraction rates and the changes of the surface structure of Ursolic Acid after treated by the three
above－mentioned extraction methods were investigated，while the relationships between the changes and the
extraction rates of Ursolic Acid were analyzed. The results showed that the extraction rates of Ursolic Acid by
ultrasonic treatment for 30 minutes，extraction in room temperature for 24h and flash extraction for 3minutes were in
order of 0.58%，0.83% and 1.18% . From the structure of the surface material，more serious of the crushing of
material，extraction rate was higher，and more impurities.The order of the fragmentation degree of the material was
flash extraction，ultrasonic treatment and extraction in room temperature.Therefore，from the point of Ursolic Acid
extraction rate，flash extraction was superior to ultrasonic treatment and flash extraction for 3 minutes was
appropriate.
Key words:Ledum;Ursolic Acid;flash extraction;ultrasonic treatment
中图分类号:TS201.1 文献标识码:B 文 章 编 号:1002－0306(2014)23－0217－06
doi:10． 13386 / j． issn1002 － 0306． 2014． 23． 037
收稿日期:2014－04－02
作者简介:张乔会(1986－)，男，硕士研究生，研究方向:林果产品加工
利用。
* 通讯作者:王建中(1951－)，男，硕士，教授，研究方向:林产品加工利用。
基金项目:林业公益性行业科研专项(201004081)。
杜香(Ledum palustre L.)为杜鹃花科杜香属的常绿
灌木［1］，是我国东北、内蒙古大兴安岭林区的主要森林
组成树种，其分布面积约占大兴安岭林地面积的
70%［2］。大兴安岭杜香干叶年生产量达 536925t·a －1［3］，
小兴安岭杜香的蕴藏量可达 8776.7t·hm －2·a －1，其中
允收量以鲜重计为 1843.2t·hm －2·a －1［3］。杜香枝叶含
有多种挥发性成分、熊果酸、多糖等成分［4－7］。
熊果酸具有抗炎［8］、镇静、增强机体免疫力、保
肝［9－10］、抗癌、抗肿瘤［11－16］、美白、抗菌等药理作用。
能溶于醇，不溶于水、石油醚等，其提取采用乙醇热
提法、甲醇渗漉法、超临界提取、回流提取法，并辅助
超声波、微波提取等。醇提一般辅以一定的温度，杂
质较多;超声波产生的振动作用加强了胞内物质的
释放、扩散及溶解;微波辅助提取是利用微波能来提
高萃取率的新发展起来的技术;闪式提取是在高剪
切力的作用下破坏物料的物理结构从而溶出其中物
218
质。各种方法各有优点也各有不足，同时闪式提取
杜香熊果酸鲜有报道，杜香资源大，开发利用杜香熊
果酸价值高，研究不同方法提取杜香熊果酸对其利
用具有重要意义。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
杜香 由内蒙古金河林业局 2013 年 7 月中旬采
集提供，由北京林业大学植物专家坚定为杜香;无水
乙醇(AＲ)、石油醚(AＲ)、香草醛(AＲ)、冰醋酸
(AＲ)、高氯酸(AＲ)、去离子水、活性碳、熊果酸标准
品 HPLC≥98%，中国食品药品检定研究所。
HHS4 型恒温水浴锅 上海浦东跃新科学仪器
厂;KQ－500E型超声波清洗器 昆山市超声仪器有
限公司;QI－901 涡旋混合器 海门市其林贝尔仪器
制造有限公司;台式离心机 上海安亭科学仪器厂;
ＲE－ 5203 旋转蒸发仪 上海亚荣生化仪器厂;
METTLEＲ TOLEDO电子天平 梅特勒－托利多仪器
(上海)有限公司;冷冻干燥机 FD－1 北京德天佑科
技发展有限公司;JHBE－50S闪式提取控制器 郑州
金星科技有限公司;T6 紫外可见分光光度计 北京
普析通用仪器有限责任公司;Tensor27 型 FT－ IＲ 红
外光谱仪 德国 Bruker 公司;S－3400N 扫描电子显
微镜 日本日立公司;E－1010 溅射镀膜机 日本日
立公司。
1.2 实验方法
1.2.1 试样的制备 将杜香枝叶切分成 2～3cm的小
段后于 40℃烘箱中烘干，然后用 BL－05 粉碎机粉
碎，80 目过筛，将过筛后的粉末按 1∶5 加入石油醚脱
脂脱色 12h，过滤除去石油醚并将粉末放入 40℃烘箱
中烘干，然后存于室内阴凉干燥处备用。
1.2.2 杜香中熊果酸的提取工艺 采用 90%的乙醇
液提取，回收溶剂并用石油醚和水除杂，用活性碳脱
色，并置于冷冻干机中干燥。
1.2.3 杜香熊果酸的定性检测 准确称取熊果酸标
准品 10mg及提取样品置容量瓶中，用无水乙醇溶解
并定容到 100mL，以乙醇作为对照液。利用紫外光
谱对杜香醇提熊果酸及熊果酸标准品进行紫外可见
光谱扫描，扫描范围为 200～800nm，扫描速度快，扫
描次数为 3。利用 Tensor27 型 FT－IＲ 红外光谱仪对
杜香醇提熊果酸及熊果酸标准品进行红外测定，红
外测定范围为 400～4000cm －1，分辨率为 2cm －1。并对
标准品和样品的光谱结果进行比对鉴定。
1.2.4 熊果酸粗提物得率计算 按以下公式计算提
取得率:
P(%)=m/W × 100
式中:P－熊果酸粗提物提取得率;m－提取得到
的杜香熊果酸的干重;W－杜香粉末的重量。
1.2.5 粗提物中熊果酸含量的测定 样品中含量的
测定采用分光光度法，参考温媛媛方法进行测定［17］。
1.2.5.1 熊果酸标准曲线的绘制 精密称取 105℃干
燥至恒重的熊果酸标准品 10mg，用无水乙醇定容至
100mL的容量瓶中，即得 0.1mg /mL 的熊果酸标准品
溶液。分别精密吸取熊果酸标准品溶液 0.5、0.6、0.7、
0.8、0.9、1.0mL 置试管中，加热挥去溶剂，加 5%香草
醛－冰醋酸 0.2mL，高氯酸 0.8mL，60℃ 水浴加热
15min，取出冷却后移至 10mL容量瓶中，加冰醋酸稀
释至刻度，摇匀后在 548nm处测定吸光度，同时以试
剂空白作为参比。
1.2.5.2 样品中熊果酸含量的测定 准确称取不同
方法提取所得样品 10mg，用无水乙醇定容至 100mL
的容量瓶中，即得 0.1mg /mL 的熊果酸标准品溶液。
取 0.8mL置试管中，加热挥去溶剂，加 5%香草醛－冰
醋酸 0.2mL，高氯酸 0.8mL，60℃水浴加热 15min，取
出冷却后移至 10mL 容量瓶中，加冰醋酸稀释至刻
度，摇匀后以试剂空白作为参比在 548nm 处测定吸
光度，并计算出熊果酸含量。
1.2.6 杜香中熊果酸提取工艺的实验设计 设计不
同的提取方法，具体为超声波提取 30min、室温浸提
24h、闪式提取 1min、闪式提取 2min、闪式提取 3min、
闪式提取 4min，考察不同方法对杜香中熊果酸提取
得率的影响。
1.2.6.1 超声波提取 设定料液比 1∶20，提取温度为
室温，提取时间 30min，物料粒度分别为 80 目，用超
声波辅助提取，超声波功率为 440W。
1.2.6.2 室温浸提 设定料液比 1∶20，提取温度为室
温，提取时间 24h，物料粒度分别为 80 目，辅以轻微
的震荡。
1.2.6.3 闪式提取 设定料液比 1∶20，提取温度为室
温，物料粒度分别为 80 目，提取时间分别为 1、2、3、
4min，使用闪式提取器进行辅助提取。
1.2.7 提取后料渣的电镜扫描 在扫描电子显微镜
(SEM)设备下观察提取后的料渣的表面形态，扫描
电镜采用 10 千伏的加速电压，检测前，使用溅射镀
膜机对材料表面进行喷金。
1.2.8 数据处理 实验数据均采用 Microsoft excel
2007 进行处理。
2 结果与分析
2.1 杜香熊果酸的紫外及红外检测结果
从熊果酸标准品及杜香熊果酸提取样品的紫外
波长扫描谱图来看，两者都在 204nm 处有最大吸收
峰，且整个紫外－可见波长范围内只有 204nm处的一
个峰，符合熊果酸的紫外特征吸收，证明提取物中含
有熊果酸。
图 1 熊果酸标准品的紫外扫描谱图
Fig.1 UV scanning spectrum of Ursolic Acid standard
从图 3 可以看出，熊果酸标准品在 3526.78、
219
图 2 熊果酸样品的紫外扫描谱图
Fig.2 UV scanning spectrum of Ursolic Acid sample
2959.40、1717.94、1454.61、1385.57、1244.77cm －1等处都
有明显有吸收峰，为熊果酸中－OH、－C = O、－C－H、
表 2 不同提取方法粗提物的颜色及状态
Table 2 Color and form of the impure extracting by different extraction technologies
提取方法 粗提物颜色、状态 提取方法 粗提物颜色、状态
超声波提取 30min 淡黄色、粉末 闪式提取 2min 黄黑色、胶黏状
室温提取 24h 淡黄黑色、粉末 闪式提取 3min 黄黑色、胶黏状
闪式提取 1min 黄黑色、胶黏状 闪式提取 4min 黄黑色、胶黏状
－CH3等基团的振动。从图 4 可以看出，从杜香中提
取的熊果酸样品的红外谱图在 3522.78、2951.39、
1721.86、1446.43、1385.34、1244.36cm －1等处也均有
峰，与熊果酸标准品的特征峰基本一致，说明提取物
中含有熊果酸。
图 3 熊果酸标准品的红外光谱图
Fig.3 IＲ spectrum of Ursolic Acid standard
图 4 熊果酸样品的红外光谱图
Fig.4 IＲ spectrum of Ursolic Acid sample
2.2 不同方法提取杜香中熊果酸实验结果
2.2.1 提取得率 从图 5 可以看出，3min 内，随着闪
式提取时间的增加，提取得率增大，之后随时间的增
加提取得率不再变化。超声波辅助提取的得率高于
室温浸提 24h，但低于闪式提取 2min 以上的提取得
率。总体来说，闪式提取得率(提取 2min 以上)＞超
声波辅助提取 30min ＞室温浸提 24h。
图 5 不同提取方法的提取得率
Fig.5 Extraction rate of different extraction technologies
2.2.2 提取过程中温度的变化 从表 1 可以看出，超
声波辅助提和闪式提取器辅助提取都会明显导致提
取温度的变化，且在 1～3min 内，随着闪式提取时间
增加，温度呈线性上升。超声波在传播过程中，声能
可以不断被介质所吸收，吸收的能量几乎全部转变
为热能，从而导致介质本身和待萃取成分温度升高，
增大了有效成分的溶解度这种吸收声能引起植物组
织内部温度的升高是瞬时的，因此可使被提取成分
的生物活性保持不变;而闪式提取产生的温度变化
可能是由于闪式提取刀头的高速转动和物料的摩擦
产生机械摩擦，从而将机械能转化为热能，所以随着
闪式提取时间的增加，温度也随着增加，但当温度达
到一定水平后，由于产生的热量和周围空气产生热
交换，使提取温度不再上升。
表 1 不同方法提取后物料的温度变化
Table 1 Change of the material’s temperture
after extract by different methods
提取方法
提取前后
温度变化
(℃)
提取方法
提取前后
温度变化
(℃)
超声波提取 30min + 20 闪式提取 2min + 22
室温提取 24h 0 闪式提取 3min + 30
闪式提取 1min + 10 闪式提取 4min + 30
注:+表示温度上升，－表示温度下降。
2.2.3 提取粗产物的比较结果 从表 2 可以看出，超
声波辅助提取及室温提取的粗产物颜色明显要浅，
且呈粉末状态;用闪式提取器辅助提取的粗产物颜
色深，呈胶黏状。因而可以推断出用闪式提取器辅
助提取可能因为提取液含有 15%的水，且闪式提取
刀头摩擦产热导致局部温度快速升高，从而导致杜
书220
香粉末中的多糖及其他组分溶出，使得粗产物黏性
增加、颜色加深。超声波辅助提取的粗产物由于受
超声的影响，也溶出一些其他组分，但瞬时升温对多
糖的溶出影响不大。
2.2.4 不同方法得到样品中熊果酸含量测定结
果 从图 6 可知，熊果酸浓度在 5～10μg /mL 范围内
呈良好线性关系，回归方程为 y = 0.0732x－0.1264，相
关系数 Ｒ2 = 0.9991。
图 6 熊果酸标准曲线
Fig.6 The standard curve of ursolic acid
从表 3 可以看出，不同方法提取得到的熊果酸
样品中熊果酸的含量略有差异，但差异不大。其中
含量最高的是用超声波辅助提取得到的样品，其次
是室温提取得到的样品。闪式提取得到的样品中熊
果酸的含量随着闪式提取时间的增加而逐渐降低，
这与闪式提取得到的样品颜色较深、杂质较多相匹
配。但含量降低的程度很小，可能是增加的熊果酸
的提取率，但也增加杂质的提取率，使得样品中熊果
酸的含量有一定的降低。
表 3 不同提取方法粗提物的中熊果酸含量
Table 3 The content of ursolic acid by
different extraction technologies
提取方法
熊果酸含量
(%) 提取方法
熊果酸含量
(%)
超声波提取 30min 84.37 闪式提取 2min 83.05
室温提取 24h 83.65 闪式提取 3min 82.33
闪式提取 1min 83.49 闪式提取 4min 82.14
2.3 提取后杜香粉末的扫描电镜结果
图 7 原料的扫描电镜图(500 ×)
Fig.7 Scanning picture of
original medicinal meterials by SEM(500 ×)
2.3.1 500 倍放大结果 从图 7～图 13 可以看出，放
大 500 倍时，24h 浸泡、超声波提取 30min 与未处理
的几个样品没有明显的区别。但闪式提取后的样品
就能看出明显的差别，与前几个样品比较，经过闪式
提取后的样品颗粒度明显比其他处理的要细，且随
着闪式提取时间的加长，颗粒度变细的程度也逐渐
增大。
图 8 室温提取 24h料渣的扫描电镜图(500 ×)
Fig.8 Scanning picture of extraction in
room temperature for 24 h by SEM(500 ×)
图 9 超声波辅助提取 30min的扫描电镜图(500 ×)
Fig.9 Scanning picture of extraction for
30 minutes by ultrasonic assisted by SEM(500 ×)
图 10 闪式提取 1min的扫描电镜图(500 ×)
Fig.10 Scanning picture of flash extraction
for 1 minutes by SEM(500 ×)
2.3.2 3000 倍放大结果 从图 14～图 20 可以看出，
没有经过处理的粉末表面比较光滑，没有碎裂，也没
有过多的孔洞。而室温浸泡 24h 的粉末及闪式提取
1min的物料表面出现了很多的孔洞，可能是由于粉
末中的物质溶解后留下的空隙;电镜图片显示杜香
原料表面可见很多粒状附着物，可能是淀粉、蔗糖
等。超声波处理的粉末放大后可明显看到结构受到
破坏，其中很大部分都碎裂并分离。而经过闪式提
取处理的样品则主要表现在表面结构被机械破碎，
221
图 11 闪式提取 2 min的扫描电镜图(500 ×)
Fig.11 Scanning picture of flash extraction
for 2 minutes by SEM(500 ×)
图 12 闪式提取 3 min的扫描电镜图(500 ×)
Fig.12 Scanning picture of flash extraction
for 3 minutes by SEM(500 ×)
图 13 闪式提取 4 min的扫描电镜图(500 ×)
Fig.13 Scanning picture of flash extraction
for 4 minutes by SEM(500 ×)
粉末的表面一层受到了很大的机械破坏，且随着闪
式时间的加长，破碎的程度加大。
2.4 电镜与提取得率综合分析结果
结合提取后物料的电镜扫描照片及不同方法提
取的得率进行分析，可以看出，就提取熊果酸得率而
言，几种方法中最优的是闪式提取，其次是微波辅助
提取，最后是室温提取 24h，而闪式提取的时间设
3min即可。但从粗提物的颜色及状态来判断，闪式
提取的杂质最多，室温长时间提取次之，超声波辅助
提取杂质最少。可能是因为闪式提取除挤压和剪切
作用外，还产生许多次级效应，如涡旋扩散、粉碎、化
学效应等也都有利于使植物中有效成分向溶剂转
移，并充分和溶剂混合，促进提取的进行;闪提时间
在 3min内对提取呈正相关，但超过 3min 后，由于物
图 14 原料的扫描电镜图(3000 ×)
Fig.14 Scanning picture of
original medicinal meterials by SEM(3000 ×)
图 15 室温提取 24h的扫描电镜图(3000 ×)
Fig.15 Scanning picture of extraction
in room temperature for 24 h by SEM(3000 ×)
图 16 超声波提取 30 min的扫描电镜图(3000 ×)
Fig.16 Scanning picture of extraction for
30 minutes by ultrasonic assisted by SEM(3000 ×)
图 17 闪式提取 1min的扫描电镜图(3000 ×)
Fig.17 Scanning picture of flash extraction
for 1minutes by SEM(3000 ×)
料已经被挤压破碎得很细，加上升高温度及二级作
222
图 18 闪式提取 2 min的扫描电镜图(3000 ×)
Fig.18 Scanning picture of flash extraction
for 2 minutes by SEM(3000 ×)
图 19 闪式提取 3 min的扫描电镜图(3000 ×)
Fig.19 Scanning picture of flash extraction
for 3 minutes by SEM(3000 ×)
图 20 闪式提取 4 min的扫描电镜图(3000 ×)
Fig.20 Scanning picture of flash extraction
for 4 minutes by SEM(3000 ×)
用使得物质已经全部溶解到溶剂中而使提取得率不
再上升。室温长时间提取可能是因为物质在溶剂中
经过长时间的扩散，逐步转移到溶剂中;而超声法，
空化产生的极大压力造成被破碎物细胞壁及整个生
物体破裂，而且整个破裂过程在瞬间完成。同时超
声波产生的振动作用加强了胞内物质的释放、扩散
及溶解，加速植物中的有效成分进入溶剂［18］。
3 结论
综合以上分析可知，闪式提取及超声波辅助提
取都对物料造成较大的机械破坏使得提取得率增
加，闪式提取法以机械挤压摩擦造成机械破碎，而超
声波以机械空化及振动使物料造成机械破碎。物料
机械破碎的程度越大，提取得率越高，同时杂质越
多。为追求熊果酸最大提取得率，较优方法为闪式
提取 3min，提取得率为 1.18%，但闪式提取杂质较
多，超声波辅助提取杂质相对较少，如考虑简化纯化
步骤，较优方法为超声波辅助提取，提取得率为
0.83%。结合资源、能源及提取得率等分析，较优提
取方法为闪式提取 3min。当然，具体提取参数还有
待进一步研究分析。
参考文献
［1］中国科学院中国植物志编辑委员会 .中国植物志［M］.北
京:科学出版社，1999:4.
［2］冯旭，周勇，郭立新 .黑龙江省野生香料植物资源及其利
用［J］.国土与自然资源研究，1995，2:68－72.
［3］周以良 .中国大兴安岭植被［M］.北京:科学出版社，1991:
239－310.
［4］赵頔，张敏，武文斌，等 .杜香黄酮提取纯化工艺及其抗炎
作用研究［J］.中成药，2012，34(8) :1590－1594.
［5］路博琼，罗书勤，张力平 .超临界 CO2 萃取杜香挥发油工
艺优化及成分分析［J］.现代农业科技，2014(6) :173－176.
［6］姜玮，刘静波，陶旭，等 .均匀设计－BP 神经网络优化超临
界 CO2 提取杜香挥发油工艺［J］.农业工程学报，2011，27(2) :
293－296 .
［7］姜玮，刘静波，卢静，等 .杜香挥发油研究概述［J］.食品科
学，2010，31(13) :337－341.
［8］施凤 .熊果酸对大鼠活化型肝星状细胞的 NOX 及其调控
的信号网络的影响［D］.南昌:南昌大学，2013.
［9］欧阳灿辉，朱宣，张和，等 .熊果酸对肝纤维化大鼠肝组织
TGF－ β1 和 α－ SMA 表达的影响［J］.世界华人消化杂志，
2009，17(22) :2237－2243.
［10］李建勋 .熊果酸对大鼠肝纤维化的防治及相关机制的研
究［D］.广州:广东中医药大学，2012.
［11］Ｒamos A A，Pereira－Wilson C，Collins AＲ.Protective effects
of ursolic acid and luteolin against oxidative DNA damage include
enhancement of DNA repair in Caco－2 cells［J］.Mutat Ｒesearch，
2010，692(2) :6－11.
［12］Jang S M，Yee S T，Choi J，et al.Ursolic acid enhances the
cellular immune system and pancreatic β － cell function in
streptozotocin induced diabetic mice fed a high － fat diet［J］.
International Immunopharmacology，2009，9(1) :113－119.
［13］Ｒesende F A，Kato F H，Cunha W Ｒ，et al.Antimutagenicity
of ursolic acid and oleanolic acid against doxorubicin induced
clastogenesis in Balb /c mice［J］. Life Sciences，2006，79(13) :
1268－1273 .
［14］Zhang Y，Kong C，Zeng Y，et al.Ursolic acid induces PC－3
cell apoptosis via activation of JNK and inhibition of Akt pathways
in vitro［J］.Molecular Carcinogenesis，2010，49(4) :374－385.
［15］Subbaramaiah K，Michaluart P，Sporn M B，et al.Ursolic acid
inhibits cyclooxygenase － 2 transcriptionin human mammary
epithelial cell［J］.Cancer Ｒesearch，2000，60(1) :2399－2402.
［16］Cárdenas C，Quesada A Ｒ，Medina M A，et al. Effects of
ursolic acid on different steps of angiogenic process［J］ .
Biochemical and Biophysical Ｒesearch Communications，2004，
320(2) :402－408.
［17］温媛媛 .山茱萸中熊果酸的提取分离及其抗氧化活性研
究［D］.合肥:安徽农业大学，2010.
［18］郑静，常逎滔，林英 .超声波法和超声波酶法提取灵芝多
糖的条件研究［J］.食用菌学报，2006，13(1) :48－52.