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收稿日期:2009-01-17
作者简介:徐亚维(1974-),女 , 汉族 ,吉林省吉林市人 , 讲师 ,从事生物技术教学与研究工作。
野山楂果中原花青素提取工艺研究
徐亚维 ,刘　磊
(吉林农业科技学院生物工程学院 ,吉林 132101)
摘　要:在单因素的基础上 , 通过正交试验 ,对野山楂果中原花青素的提取工艺进行了探索 , 主要考察了料液比 、乙醇
浓度 、温度和提取时间四种因素的影响 , 得出最佳的提取工艺条件:温度 60℃, 料液比 1:15 , 时间 30min , 提取 3 次 ,乙醇浓
度 55%,然后进行纯化 ,所得原花青素纯度可达 60%以上。
关键词:野山楂果;原花青素;提取
中图分类号:TS262.7　　文献标识码:A
Study on the Extracting Procedure of Proanthocyandins from Wild Hawthorn Fruit
XU Yawei , LIU Lei
(Jilin Agricultural Science and Technology College　College of Bioengineering , Jilin 132101)
Abstract:The technology of extracting Proanthoeyanidins from hawthorn fruit was studied.The effects of four fac-
tors such as temperature of extraction , time of extraction , ratio of solid-liquid and solvent were investigated.
Through orthogonal test , the optimum conditions of extraction were obtained on the basis of single factor test , as fol-
lows:extracting temperature is 60℃, the ratio of solid and liquid is 1∶15 , the extracting time is 30minutes , the ex-
tracting times is three , the concentration Of ethanol is 55%, and eventually , the purity of proanthocyandins achieve
60% through purification.
Key words:wild hawthorn fruit;proanthocyandins;extracting
　　山楂果早已被证明对心血管功能改善 、降低
血清总胆固醇 、甘油三酯及抗动脉粥样硬化 ,降低
血压血脂等有一定的作用。而原花青素(OPC ,
Proanthoeyanidins)是一种由单体低聚原花青素和高
聚原花青素组成的多酚类化合物 ,广泛存在于植
物的叶 、茎 、皮 、果内 。它具有极强的抗氧化性[ 1] ,
并且还有保护心血管 ,预防高血压 ,抗肿瘤 ,抗辐
射及美容等作用[ 2] 。目前商品化的原花青素主要
来源于松树皮和葡萄籽[ 3] 。本文以野山楂为原
料 ,优化其中的原花青素的提取工艺 ,为原花青素
的研究提供理论依据 。目前常用的原花色素的提
取方法是溶剂提取法[ 4] ,本文采用该方法进行提
取并对其进行纯化 ,得出一条最佳的生产工艺 。
1　材料与仪器
1.1　材料与试剂
1.1.1　材料　野山楂果经 30℃烘干粉碎过 40目
筛备用。
1.1.2　试剂　无水乙醇 、甲醇 、浓硫酸 、香草醛 、
石油醚 、乙酸乙酯等 ,均为分析纯;AB-8吸附树
脂。
1.2　仪器
烘箱 、恒温水浴锅 、粉碎机 、高速离心机 、整套
层析柱等 。
2　试验方法
2.1　原花青素提取的单因素试验
2.1.1　料液比对提取率的影响　准确称量原料
2.0g ,用60%乙醇溶液为提取剂 ,料液比分别为 1:
5 、1:10 、1:15 、1:20 、1:25 , 在 60℃条件下提取
40min ,经初步纯化后定容至 150mL 容量瓶中 ,用
香草醛硫酸法存在 500nm处测原花青素的含量 。
2.1.2　乙醇浓度对提取率的影响　准确称量原
料 2.0g ,分别用 40%、50%、60%、70%、80%的乙
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醇溶液为提取剂 ,料液比为 1:15 ,在 60℃条件下提
取40min ,提取一次 ,经初步纯化后定容至 150mL
容量瓶中 ,用香草醛硫酸法存在 500nm 处测原花
青素的含量。
2.1.3　提取时间对提取率的影响　准确称量原
料2.0g ,用 60%乙醇溶液为提取剂 ,料液比为 1:
15 ,在60℃条件下 ,提取时间分别为 20min 、30min 、
40min 、50min 、60min ,提取一次 ,经初步纯化后定容
至150mL容量瓶中 ,用香草醛硫酸法存在 500nm
处测原花青素的含量 。
2.1.4　温度对提取率的影响　准确的称量原料
2.0g ,用 60%乙醇溶液为提取剂 ,料液比为 1:15 ,
分别在 40℃、50℃、60℃、70℃、80℃条件下 ,提取
40min ,提取一次 ,经初步纯化后定容至 150mL 容
量瓶中 ,用香草醛硫酸法存在 500nm 处测原花青
素的含量 。
2.1.5　正交试验 　在单因素的基础上 ,以温度 、
浓度 、料液比 、时间设计 L9(34)正交试验 ,以得到
原花青素的最佳提取工艺 。
2.2　原花青素的纯化
2.2.1　初步纯化　将提取液在 4 000r·min-1条件
下离心 10min ,取上清液 ,加 3倍体积的石油醚萃
取脂质并沉淀原花青素 ,弃醚相后加 2倍体积的
乙酸乙酯 ,充分摇动待反映完全后弃水相 ,挥发乙
酸乙酯 ,得原花青素粗品干粉 。
2.2.2　高度纯化 　把初步纯化的原花青素用蒸
馏水溶解后加入层析柱中进行动态吸附 ,用四倍
体积的去离子水洗涤柱子 ,然后用洗脱液洗脱柱
子 ,得纯度较高的原花青素洗脱液 ,干燥 ,得纯度
较高的原花青素干品 。
2.3　原花青素的测定
本试验采用香草醛硫酸法测定原花青素的含
量[ 5-6] 。
2.3.1　原理　原花青素 A环化学活性较高[ 7-8] ,
其上的羟基可与香草醛发生酚醛缩合反应 ,在浓
酸作用下形成有色的正碳离子 ,据此正碳离子的
吸光度可测定原花青素的含量 。如图 1。
2.3.2　方法　取 1mL 原花青素稀释液加入 5mL
显色剂室温显色 20min ,以 60%乙醇代替原花青素
稀释液做空白对照 ,在 500nm 处测其吸光度 。本
文用 100g原料中含有的原花青素的质量表示原花
青素的含量。
线性回归分析得原花青素的浓度(C)与吸光
度(A)的回归方程为:A=2.045 8C+0.009 3 , R2=
0.995 3。
显示剂为 1%香草醛甲醇溶液:10%硫酸甲醇
溶液=1:1 ,现配现用。
3　结果与分析
3.1　料液比对提取率的影响　见图 2。
从图 2可见料液比在 1:5 ～ 1:15时 ,随着料液
比的增加原花青素的含量显著增加 , 1:15 时达到
最大 ,随后随着料液比的增大而稍有下降 ,这有可
能是增大了提取液的体积 ,使原花青素的氧化速
率加快 ,从而降低原花青素的含量 。为了节约生
产成本 ,减少提取溶剂的使用 ,应选用料液比为:
1:15。
3.2　乙醇浓度对提取率的影响　见图 3。
由图 3可见 ,当乙醇浓度小于 60%时 ,随着乙
醇浓度的增加 ,原花青素的提取率在增加;乙醇浓
度大于 60%时 ,随着乙醇浓度的增加 ,原花青素的
提取率在下降 ,所以选用乙醇浓度为 50%、55%、
60%进行正交试验 。
3.3　提取时间对提取率的影响　见图 4。
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由图4可见 ,提取时间在 20 ～ 40min 时 ,原花青
素的提取率显著增加 ,在 40min时提取率达到最大 ,
当时间继续延长 ,原花青素的提取率又剧烈减少 ,所
以本试验采用提取时间为 30、40、50min进行正交试
验。
3.4　温度对提取率的影响　见图 5。
由图 5可见 ,在 40 ～ 60℃间 ,原花青素的提取
率随着温度的升高而增加 ,这是由于在浸提过程
中 ,随着温度的升高分子扩散加快 ,原花青素的浸
提率大于其氧化率 ,在 60℃时达到最大;在 60 ～
80℃间 ,随着温度的升高提取率在下降 ,虽然温度
升高 ,分子的扩散加快 ,但此时原花青素的氧化速
率也在加快 ,为了减少能源和提高提取率 ,本试验
用 50 、60 、70℃做正交试验。
3.5　最佳提取工艺的确定
选择 L9(34)正交表安排试验 ,试验方案设计
见表 1 ,正交表及极差分析表结果见表 2。
表 1　正交试验方案的设计
因　　素
水平 A/料液比 B/温度(℃)
C/提取时间
(min)
D/乙醇浓度
(%)
1
2
3
1:10
1:15
1:20
50
60
70
30
40
50
50
55
60
表 2　正交试验设计及极差分析
试验号
因　　素
A B C D
原花青素的含量
(%)
1 1 1 1 1 0.719
2 1 2 2 2 1.313
3 1 3 3 3 2.369
4 2 1 2 3 0.763
5 2 2 3 1 2.083
6 2 3 1 2 2.699
7 3 1 3 2 0.807
8 3 2 1 3 2.259
9 3 3 2 1 2.589
K1 4.401 2.289 5.677 5.391
K2 5.545 5.655 4.665 4.819
K3 5.655 7.657 5.259 5.391
k1 1.467 0.763 1.892 1.797
k2 1.848 1.885 1.555 1.606
k3 1.885 2.552 1.753 1.797
R 0.418 1.789 0.337 0.191
　　由表 2的极差分析表可见 ,对原花青素提取率
的影响作用是:提取温度>料液比>提取时间>
乙醇浓度;理论最优提取组合是 A2B3C1D2 ,再结合
单因素试验得最佳提取工艺是:温度 60℃,料液比
1:15 ,时间 30min ,乙醇浓度 55%,在最佳的提取工
艺下 ,野山楂果原花青素的含量为 2.7%,实际生
产中应提取二到三次 ,合并提取液 ,以增加原花青
素的提取率 。提取液经 AB-8树脂层析柱 ,流速
为 4mL·min-1 ,高度纯化后 ,原花青素的纯度可达
60%以上 。
本文通过简单的试验操作 ,在单因素基础上 ,
设计了 L9(34)正交试验 ,探索出从野山楂果中提取
原花青素的最佳工艺 ,并对提取液进行了高度纯
(下转第 74页)
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PREQ中携带了主机记录的目的序列号 ,收到请求
报文的节点查看路由表中是否有该路由 。(2)路
由维护:AODV周期性广播 hello 报文来监视链路
状态 ,若节点发现链路断开 ,从路由表中删除该路
由 ,并发送路由出错报文(RRER)通知那些因链路
断开而不可到达的节点删除错误路由 ,沿途转发
RRER的节点也删除错误路由。如果重建路由 ,就
发送新的 PREQ ,其中目标序列号比旧目标序列号
都大 ,以保证建立的是一条新的 、可靠的路由 ,收
到该请求的节点若仍认为以前的路由有效就不会
进行响应 。
DSR以源路算法为基础 , 用高速缓冲区
(cache)来存放路由 ,包括两个过程:路由发现和路
由维护 。当节点的 Cache 没有所需路由则发送请
求分组 ,启动路由发现过程 。邻居节点 ,发现有目
标路由时 ,就发送答复分组。若发送答复分组的
是目的节点 ,将路由记录保存到答复分组中 。此
外 ,中间节点使用路由缓存(Routing Cache)技术来
进一步优化协议。DSR的路由缓冲技术减少了路
由发现的耗费;一次路由发现过程可能会产生多
条到达目的节点的路由 。缺点是数据报文的头部
携带路由信息 ,额外开销较大邻居节点间可能发
生重复广播;由于缓存 ,旧路由会影响路由选择的
准确性。
4.3　混合性路由协议
采用单一的先发性或反应性路由协议都不能
完全解决 MANET 中的路由问题 ,因此 ,结合以上
两种协议优点的混合性路由协议[ 5 ,6]被许多学者
争先研究 ,如区域路由协议ZRP。ZRP 的节点都有
一个以自己为中心的虚拟区 ,协议性能很大程度
上与区内半径参数设定有关 。因此 ,区域是重叠
的。在区内使用先发性路由算法 ,中心节点使用
区内路由协议维护到区内其他节点的路由表;对
区外节点则使用类似DSR协议的按需路由机制寻
找路由。但是 ,混合性路由的实施存在很多困难 ,
如网络规模需求 、网内成员链接状态保证 、族的选
择和维护 、先验性和反应性路由协议的最优选择
等。
5　总结和展望
MANET具有其它网络所不可替代的地位 ,其
路由协议的进一步研究和改进是关键中的关键 。
MANET中的节能策略 、安全保障 、组播功能以及
QoS支持等扩展特性也是重点研究方向。另外 ,移
动代理技术已经不再是新提法了 ,其移动性 、自主
性等特性适用于MANET ,因此 ,基于移动代理技术
的移动自组网路由协议的研究也是 MANET 路由
协议研究的重点之一。
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责任编辑:孙忠才
(上接第 14页)
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责任编辑:建德锋
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