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银叶树果壳中单宁提取工艺优化研究



全 文 :书第 29卷 第 8期
Vol.29 No.8
钦 州 学 院 学 报
JOURNAL OF QINZHOU UNIVERSITY
2014年 8月
Aug.,2014
欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟
[收稿日期]2014-04-09
[基金项目]钦州学院校级科研项目:微波法提取小球藻中 EPA和 DHA的工艺研究(2012XJKY-12B)。
[作者简介]胡上英(1985-) ,女,广西钦州人,钦州学院物理与电子工程学院教师。
银叶树果壳中单宁提取
工艺优化研究
胡上英1,庞庭才2,钟秋平2,林美芳2
(1.钦州学院 物理与电子工程学院,广西 钦州 535000;2.钦州学院 海洋学院,广西 钦州 535000)
[摘 要] 以银叶树果实外壳为原料,采用热水浸提法提取单宁,考查了溶剂浓度、提取时间、提取温度、
料液比对单宁提取率的影响。在单因素的基础上,采用 L9(3
4)的正交试验设计,结果得到提取银叶树果壳单宁
的最优工艺条件。实验结果表明:在提取时间为 90min、温度为 50℃、提取溶剂为 70%丙酮、料液比为1 ∶ 60
(g ∶ mL)条件下,单宁提取率达 6. 78%。
[关键词] 银叶树果壳;单宁;热浸提
[中图分类号] Q946 [文献标识码] A [文章编号] 1673-8314(2014)08-0024-04
银叶树(Heritiera littoralis Dryand)属梧桐科
银叶树属植物,是热带亚热带海岸红树林中的一
种,零星分布我国广东、海南、广西沿海[1-3]。已
有研究表明,银叶树具有较高的药用价值,其种子
为主要的药用部位,有涩肠止泻的作用,可治疗痢
疾、腹泻等疾病[4-5]。目前,对银叶树的研究仅限
于其果实和遗传性状的研究[6-7],其果壳还是作
为废料不被利用,对其的研究也比较少,本实验采
用热浸提法对银叶树果实外壳中的单宁含量进行
了提取,选出最佳的提取银叶树单宁的工艺条件。
为银叶树果壳的药用成分提取和研究打下基础。
1 材料与方法
1. 1 材料与试剂
银叶树果壳采摘于广西防城港,清洗烘干,粉
碎过 100目筛备用。丙酮、甲醇、乙醇、钨酸钠、磷
钼酸、碳酸钠、磷酸、单宁酸标准品等均为分析纯。
1. 2 仪器
HH-4数显恒温水浴锅(金坛市科析仪器有
限公司) ;EL204电子天平(梅特勒-托利多(上海)
有限公司) ;ERZ-A5110A 全自动新型鼓风干燥箱
(上海智诚分析仪器制造有限公司) ;V-1800PC可
见分光光度计(上海美谱达仪器有限公司)。
1. 3 方法
1. 3. 1 标准工作曲线的绘制方法
标准曲线的绘制[8],准确称取单宁标准品
50mg于 50mL容量瓶中,加蒸馏水溶解并定容至
刻度,混匀。再用蒸馏水稀释 10 倍即为 0. 1mg /
mL 标准溶液。吸取单宁标准溶液 0mL、0. 5mL、
1. 0mL、1. 5mL、2. 0mL、2. 5mL、3. 0mL、3. 5mL,分
别置于盛有 30mL 蒸馏水的 50mL 容量瓶中。加
Folir - Denis 试剂 2. 5mL 及饱和 Na2CO3 溶液
5mL,加水稀释至 50mL。充分混合,并于 30min
后在波长 750nm处测定吸光度值,试剂空白为参
比液。绘制标准工作曲线,以吸光值为纵坐标,浓
度为横坐标,得回归方程:y = 0. 0754x + 0. 0025,
R2 = 0. 9996,浓度在 0 ~ 3. 5μg /mL 范围内呈良好
的线性关系。
第 8期 胡上英,庞庭才,钟秋平,林美芳:银叶树果壳中单宁提取工艺优化研究
1. 3. 2 样品中单宁测定方法
将烘干的银叶树果壳粉碎后,然后过 100 目
标准筛。加入提取溶剂浸提,离心过滤后加入 F-
D试剂显色,于波长 750nm 处测定吸光度值,利
用标准曲线方程计算出样品中单宁的浓度,按下
式计算单宁的含量。单宁提取率公式:
单宁提取率(%)=
C×V×P×100
m
×100% (1)
式中:m为银叶树果壳样品的量,mg;C 为从
标准曲线查得的提取液所含单宁的浓度(ug /
mL) ;V为浸提液体积;P为稀释倍数;
1. 3. 3 浸提工艺最佳提取溶剂的选择
本实验选用蒸馏水、50%乙醇、50%丙酮、
50%甲醇四种溶剂提取溶剂。提取条件为:料液
比 1 ∶ 20,提取温度 50℃,时间 60min。采用分光
光度法测定吸光度值,按回归方程计算提取率。
1. 3. 4 提取工艺参数的确定方法
为获得从银叶树果壳中提取单宁的最佳工艺
条件,取各个单因素的最佳条件峰值,选 L9(3
4)
做正交试验,确定提取银叶树果壳中单宁的最佳
工艺参数。
表 1 因素水平表
水平
因素
A浓度
/%
B料液比
/(g ∶ mL)
C温度
/℃
D时间
/min
1 50% 1 ∶ 60 40 60
2 70% 1 ∶ 80 50 90
3 90% 1 ∶ 100 60 120
2 结果与分析
2. 1 单因素试验
2. 1. 1 不同溶剂对单宁提取率的影响
采用蒸馏水、50%乙醇、50%丙酮、50%甲醇
浸提银叶树果壳中的单宁物质,按照公式(1)进
行计算得出结果。结果如图 1所示。
图 1 提取溶剂对单宁提取率的影响
由图 1可知,在相同浸提条件下,50%丙酮溶
液提取效果比其他溶剂好。原因是丙酮—水体系
能够打开单宁物质中的鞣酸—蛋白质的连接键,
对单宁的溶解能力最强。所以本实验选择丙酮作
为提取溶剂。
2. 1. 2 不同浸提液浓度对单宁提取率的影响
在料液比为 1 ∶ 20,温度为 50℃,提取时间
30min的条件下,考查不同丙酮浓度(10%、30%、
50%、70%、90%)对单宁提取效果的影响,以选取
最佳浸提液浓度。结果如图 2所示。
图 2 丙酮浓度对单宁提取率的影响
由图 2可知,随着丙酮浓度的逐渐升高,提取
量也随之增高,丙酮浓度达到 90%时,单宁提取
量达到最高值;主要是因为单宁物质在有机溶剂
中的溶解度更大,而在水中则溶解更少,因此在丙
酮浓度较低时单宁物质的溶出较少,浓度高时则
溶出较多。
从图 2 中可以看出,丙酮浓度 90%时为最佳
提取溶剂浓度,但高浓度丙酮具有易挥发特性,从
实验成本及经济节约方面考虑,选择采用浓度为
50%丙酮作为最佳提取溶剂浓度比较合适。
2. 1. 3 不同料液比对单宁提取率的影响
图 3 料液比对单宁提取率的影响
在丙酮浓度为 50%,温度为 50℃,提取时间
30min的条件下,考查不同料液比(1 ∶ 60、1 ∶ 80、
52
钦州学院学报 第 29卷
1 ∶ 100、1 ∶ 120、1 ∶ 140)对单宁提取效果的影响,
以选取最佳料液比。其结果如图 3。
由图 3可知,随着料液比增大,单宁提取率也
逐渐增大,当料液比为 1 ∶ 100 时,单宁提取率达
到最大值,超过 1 ∶ 100 后单宁提取率下降明显,
说明样品中的单宁可能已基本溶出。所以选用最
佳料液比为 1 ∶ 100。
2. 1. 4 不同温度对单宁提取率的影响
在丙酮浓度为 50%,时间为 30min,料液比
1 ∶ 100的条件下,考查了不同温度(30℃、40℃、
50℃、60℃、70℃)对单宁提取效果的影响,以选取
最佳提取温度。其结果如图 4。
图 4 提取温度对单宁提取量的影响
由图 4 可知,当温度为 50℃时,提取率达到
最大峰值,随着温度的升高,单宁提取率逐渐降
低。过高的温度会使得单宁易发生降解、氧化等
化学反应,同时也会加快丙酮的挥发,因此提取温
度的最佳条件为 50℃。
2. 1. 5 不同提取时间对单宁提取率的影响
在丙酮浓度为 50%,料液比为 1 ∶ 100,温度
50℃的条件下,考查了不同提取时间(30min、
60min、90min、120min、150min)对单宁提取效果的
影响。以选取最佳提取温度。其结果如图 4。
图 5 提取时间对单宁提取率的影响
由图 5可知,随着提取时间的增加,单宁提取
率也逐渐增加,90min处理单宁含量最高而后逐渐
降低,说明经过一定的提取时间(90min)后达到浸
提最大值。单宁物质在 90min 内已经可能被基本
溶出,但时间过长可能使单宁部分氧化,导致单宁
含量下降。因此,浸提时间的最适条件为 90min。
2. 2 正交设计试验与分析
以丙酮浓度、料液比、提取温度、提取时间作
为考察因素,进行正交试验探讨最佳提取工艺条
件,从表 2中可知:各因素水平之间的极差大小为
C>B>A>D,提取温度对试验结果影响最大,其次
为料液比、丙酮浓度、提取时间,最优工艺条件为
A3B1C2D2,即丙酮浓度为 90%,料液比为 1 ∶ 60
(g ∶ mL) ,温度为 50℃,提取时间为 60min。但从
正交实验得出的数据来看,单宁提取率最高为
6. 78%,试验因素组合为 A2B1C2D3,即丙酮浓度
为 70%,料液比 1 ∶ 60(g ∶ mL) ,温度为 50℃,提
取时间为 90min。为确定提取工艺的最优方案,
对这两组组合进行验证实验,其结果如图 6。
由图 6可知,验证试验结果表明正交分析出的
最优方案和直接从正交实验数据得出的最优组合
相比较,直接从正交实验数据得出的最优组合得出
的提取率更高。从节约资源和实验难易程度综合
因素考虑,选择最佳提取组合为 A2B1C2D3。
表 2 L9(3
4)正交试验表及结果
试验号
因素
A B C D
单宁提取
率(%)
1 1 1 1 1 6. 22
2 1 2 2 2 6. 43
3 1 3 3 3 5. 99
4 2 1 2 3 6. 78
5 2 2 3 1 6. 11
6 2 3 1 2 6. 07
7 3 1 3 2 6. 48
8 3 2 1 3 6. 20
9 3 3 2 1 6. 60
K1 6. 21 6. 50 6. 17 6. 31
K2 6. 32 6. 25 6. 60 6. 33
K3 6. 43 6. 32 6. 19 6. 33
R 6. 435 8. 280 13. 167 0. 448
最优方案 A3B1C2D2
因素主次 C B A D
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第 8期 胡上英,庞庭才,钟秋平,林美芳:银叶树果壳中单宁提取工艺优化研究
图 6 两组最优工艺提取率的比较
3 结论
本实验通过考查了溶剂浓度、料液比、提取温
度、提取时间对单宁提取率的影响。在单因素的
基础上,通过 L9(3
4)的正交实验确定最佳工艺条
件是:丙酮浓度为 70%,料液比为 1 ∶ 60(mg /g) ,
浸提温度为 50℃,浸提时间为 90min。该条件下
单宁提取率达 6. 78%。
参 考 文 献
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[8] 李学强,李秀珍.成熟欧李果肉中单宁提取条件的优化[J].
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Optimization of Extraction Process of Tannin from Shells of Heritiera
Littoralis Dryand
HU Shang-ying1,PANG Ting-cai2,ZHONG Qiu-ping2,LIN Mei-fang2
(1.Physics and Electronic College,Qinzhou University,Qinzhou 535000,China;
2.Ocean College,Qinzhou University,Qinzhou 535000,China)
Abstract:With shell of heritiera littoralis dryand as raw material,tannin was extracted through hot water extraction to exam-
ine the influences of solvent concentration,time,temperature and the material liquid ratio on the tannin extraction yield. On the
basis of single factor,L9(3
4)orthogonal experimental design was applied to obtain the optimal technological conditions of extrac-
ting silver-leaf nut shell tannins. Results show that the best extraction technology conditions were as follows:extracting time of 90
min,temperature of 50℃,extraction solvent of 70% acetone and the material liquid ratio of 1 ∶ 60.Under these conditions,the tan-
nin extraction flavones reaches 6.78%.
Key words:shell of Heritiera littoralis dryand;Tannin;Hot water extraction
[责任编辑 江元杪]
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