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Ultrasonic assisted extraction of Ursolic acid from persimmon leaves

超声辅助从柿叶中提取熊果酸的工艺研究



全 文 :第6卷第5期
2008年9月
生物加工过程
ChineseJournalofBioprocessEngineering
Sep.2008
· 13 ·
超声辅助从柿叶中提取熊果酸的工艺研究
邹盛勤1’2,黄华彩3
(1.江西省天然药物活性成分研究重点实验室,宜春336000;2.宣春学院生物工程研究所,宜春336000;
3.宜春学院 继续教育学院,宜春336000)
摘要:通过单因素实验,以熊果酸的提取率为指标,考察了柿叶中熊果酸超声提取过程的几个影响因素;并通过
正交实验,对过程参数进行了优化。结果表明,各因素对熊果酸提取效果的影响程度从高到低分别是:乙醇体积分
数一提取次数一提取时间一液固比;确定的最适提取条件为:体积分数95%乙醇溶液超声提取2次,每次40min,
液固比为10:l。
关键词:柿叶;熊果酸;超声提取;正交实验
中图分类号:R284.2 文献标志码:A 文章编号:1672—3678(2008)05—0013—05
UltrasonicassistedextractionofUrsolicacid
frompersimmonleaves
ZOUSheng—qin1一.HUANGHua—cai3
((1.KeyLaboratoryforResearchonActiveIngredientsinNaturalMedicinesofJiangxiProvince,Yichun336000,China;
2.BioengineeringR searchInstitute,YichunCollege,Yichun336000,China;
3.SchoolfContinuingEducation,YichunCollege,Yichun336000,China)
Abstract:TheultrasonicextractionconditionsofUr olieacidfrompersimmonleaveswereinvestigatedby
singlefactorexperimentsandorthogonalexperimentaldesignforimprovingrecoveryofUrsolicacid.Fac-
torsinfluencingtheultrasonicextractionpr cesswerealcoholc ncentration,extractiontimes,extraction
duration,andliqui —solidratio.Theoptimizedcon itionswere95%alcoholin40minfortwicewith
liquid-solidratioof10:1.
Keywords:persimmonleaves;Ursolicacid;ultrasonicextraction;orthogonalexperiment
柿叶为柿科植物柿(DiospyroskakiLinn.f.)的新
鲜或干燥叶,其性味苦、酸、涩、凉,具有清肺止咳、凉
血止血、活血化瘀、抗菌消炎、降血压之功效。主要用
于咳喘、肺气胀以及临床各种内出血、高血压、脑动脉
硬化、冠心病等症¨以J。柿叶化学成分较复杂,主要
含有黄酮类、三萜类、有机酸、香豆素类、酚类、脂肪酸
等化合物∞。],还含有丰富维生素C、胡萝卜素、多种
氨基酸及铁、锌、钙等对入体健康有益的营养成
分∞。7J,具有较高的营养价值和医疗保健作用。
熊果酸(Ursolicacid,UA),是柿叶中含量较高的
三萜类成分之一【8J,具有镇静、抗炎、抗菌、降酶、提高
机体免疫、美白、抗癌等功效一1。从植物中提取熊果
酸的方法主要有索氏提取法、回流提取法和超声提取
法,采用超声法提取,车前草中熊果酸的提取率比索
收稿日期:2008-03.16
基金项目:国家863计划资助项目(2002AA223217);江西省教育厅科技资助项目(赣教技字[2006]267号)
作者简介:邹盛勤(1970一).男.江西奉新人。副教授,研究方向:天然药物成分提取与分析。E—mail:zsq"y@163.toni
万方数据
· 14· 生物加工过程 第6卷第5期
氏法高13.6%【10],枇杷叶中的熊果酸提取率比回流
法高36.1%【lt],且提取时间大为缩短。目前国内关
于柿叶的研究多侧重于植化方面,但有效成分的提取
方法研究很少。本研究采用超声提取法对柿叶中熊
果酸提取过程的几个关键因素进行了研究,旨在为充
分利用我国丰富的柿叶资源,进一步研究和开发柿叶
医药保健功能提供参考。
1实验部分
1.1仪器与试剂
1.1.1仪器
Waters高效液相色谱仪(515泵,2996光电二
极管矩阵检测器,柱温箱,Empower中文色谱工作
站,美国);SK-2510HP超声提取仪器(上海汉克科
学仪器有限公司);CP225D分析天平(十万分之一,
德国Sartorius公司)。
1.1.2试剂
甲醇(色谱纯,上海陆忠试剂厂);体积分数为
95%乙醇(分析纯,江西洪都生物化学有限公司);
水为高纯水;熊果酸对照品(中国药品生物制品鉴
定所,批号:110742-200314,供含量测定用)。柿叶
采自江西宜春市,干燥后经粉碎过80目筛备用。
1.2提取方法
准确称取10g左右柿叶干粉,按不同的液固
5.O 10.0 l5.0 20.0 25.0 30.0
tlmin
比加入体积分数75%一95%的乙醇溶液,置于超
声清洗器中超声提取一定时间,过滤,滤渣再加入
一定量乙醇提取。合并滤液,减压浓缩后烘干,称
重,备用。
1.3分析方法
1.3.1色谱条件
色谱柱为KroinasilC18柱(250toni×4.6mm,
5岬),带预柱;流动相为V(甲醇):V(水)=87:13;
检测波长210nm;流速0.8mL/min;柱温为25℃。
l。3,2标准监线的绘制
精密称取熊果酸对照品4.10mg置于25mL容
量瓶中,以甲醇定容,用移液管分别移取1,2,3,5,
10mL定容至10mL,即得5个浓度水平的对照品溶
液,其中熊果酸浓度别为16.4,32.8,49.2,82.0和
164.0斗g/mL。在上述色谱条件下,将以上各浓度
的对照品溶液分别进样20斗L进行测定。得熊果酸
线性回归方程为:
A=2.51×106C一1.30×103,R2=0.9995,线
性范围16.4—164.0ILLg/mL。
1.3.3供试品溶液的制备
将提取浓缩后所得的物料用甲醇定容至一定
体积,摇匀。取供试品溶液,用孔径为0.45斗m的
微孔滤膜过滤,进样量为20灿L,采用高效液相色
谱分析。熊果酸和供试品溶液的色谱图如图l
所示。
5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0
t/min
A一对照品;B一样品;1一熊果酸
图l 对照品和柿叶供试品的HPLC色谱图
Fig.1HPLCchromatogramofthestandardanthesample
1.4单因素实验
1.4.1提取溶剂的选择
熊果酸易溶于二氧六环己烷、吡啶、甲醇、乙
醇。考虑到成本和溶剂的安全性,选用乙醇为提
取溶剂。
I.4.2提取次数的考察
称取一定量的柿叶粉,用10倍量的体积分数
95%乙醇超声提取lh,抽滤。滤渣再用相同量的体
积分数95%乙醇反复超声提取。由于柿叶经过反
复多次提取,认为其中的熊果酸已基本提取完全,
万方数据
2008年9月 邹盛勤等:超声辅助从柿叶中提取熊果酸的工艺研究 ·l5·
柿叶中熊果酸的质量分数如下:
∑m。
W02而i=1 x100%
式中:m。为第i次提取液中熊果酸质量,mg;m。为
柿叶的质量,mg;zt,。为柿叶中熊果酸的质量
分数,%。
1.4.3提取时间的考察
称取一定量的柿叶粉,用8倍量的95%的乙醇
溶液超声提取,每隔10min定时取样一次,HPLC
分析。
1.4.4提取液固比的考察
称取一定量的柿叶粉,用95%的乙醇溶液分别
按液同比6,8,10,12,14超声提取40min,每个样品
提取2次。
1.4.5乙醇体积分数的考察
称取一定量的柿叶粉,分别用10倍量的75%,
80%,85%,90%,95%的乙醇溶液超声提取40min,
每个样品提取2次。
1.5正交实验
根据单因素实验确定的范围,以超声提取次
数、提取时间、乙醇体积分数和液固比作为考察的4
个因素,每个因素取3水平,以熊果酸的提取率为指
标,采用k(34)正交表安排实验,得出最佳的提取
条件。
2结果与讨论
2,1单因素实验
2.1.1提取次数的确定
提取次数与熊果酸提取量的关系如表1、图2
所示。从图2可以看出,经过2次提取后,已将柿叶
粉中的熊果酸大部分提取出来,此后提取率变化不
大,可以认为提取3次后,熊果酸被基本提取完全,
由此计算得熊果酸在柿叶中的加。为58.87%。所以
提取次数为1—2次为宜。
2.1.2提取时间的确定
从图3可看到,随着提取时间的增加,提取液中
熊果酸的提取率逐渐增大,最终达到提取平衡状
态。前30min内,提取率增大趋势明显,随后增加
的趋势变缓,熊果酸在固液相间的浓度逐渐趋于平
衡,而在40min后浓度增幅很小。故选择提取时间
为40rain。
表1 提取次数对熊果酸提取率的影响
TableTheffectofextracttimes0nthe
extractionpercentofursolicacid
图2提取次数对熊果酸提取率的影响
Fig.2Effectofextracttimesonthe
extractionefficiencyofUA
100
80
舞60
鬟40
20
O 20 40 60 80 100
提取时间/rain
图3提取时间对提取物浓度的影响
Fig.3Effectofextractingtimeonthe
concentrationofextractedUA
2.1.3提取液固比的确定
从图4可知,在液固比6—10之间,随着液固比
的增加,有利于熊果酸的溶出,提取率呈快速上升
趋势。液固比大于10后,提取率基本不变。液固比
为12时,提取效果最好。但考虑到提取过程的经济
性,适宜的液固比为10左右。
2.1.4乙醇体积分数的确定
由图5可以看出,随着乙醇体积分数的增大,提
取物中的熊果酸含量呈上升趋势,而提取率也呈现
相同的趋势。所以可以认为,乙醇的体积分数越
万方数据
· 16· 生物加工过程 第6卷第5期
大,对熊果酸的选择性更好,有利于柿叶中熊果酸
的提取。当乙醇体积分数达到90%后再增大乙醇
比例,对提取的影响已经不太明显,所以选择体积
分数90%左右的乙醇溶液作为提取溶剂为宜。
6 8 IO 12 14
液周比/(mL·g-11
图4液固比对熊果酸提取率及提取物含量的影响
Fig.4Effectofliquid2solidratioonthextraction
efficiencya dpurityofUA
图5 乙醇体积分数对提取率及提取物含量的影响
Fig.5Effectofethanolc ncentrationon hextraction
efficiencya dpurityofUA
2.2正交实验
2.2.1正交实验结果
由单因素实验结果可以看出,提取时间、提取
次数、提取液固、乙醇体积分数比4个因素对提取效
率有着不同程度的影响。因此,正交实验主要考察
这4个因素的不同水平下的组合对提取效率的影
响,具体的水平选择见表2,正交实验结果与结果分
析见表3、4,正交方差结果见表5。
表2正交实验因素与水平表
Table2 Factorandleveloforthogonaldesign
A B C D
因素 提取次数 £(提取) 液固比 妒(乙醇)
!竺翌 !f堡垦:g:2 1墅
l 20 8 85
水平 2 30 10 90
1 竺 !! !!
表3熊果酸提取率正交实验结果
Table3 Orthogonaldesigna danalysisOil
leachingrateofUrsolieacid
表4熊果酸正交实验结果分析
Table4 AnalysisresultsofUrsolieacid
2,2.2正交方差分析结果
从正交实验可以看出,乙醇体积分数对柿叶中
熊果酸的提取率有显著影响,其余因素影响不显
著,各因素对提取率的影响程度从大到小分别为:
D,A,B,C(表5)。由此得出的最佳的提取条件为
A283C2D3o
表5方差分析表
Table5 Analysisofvariance
·有显著性
3结论
从提取溶剂、提取次数、提取时间、乙醇体积分
数、液固比等几个方面的单因素实验和正交实验的
结果综合考察柿叶中熊果酸的提取工艺,最终确定





堡瓣爵璐
万方数据
2008年9月 邹盛勤等:超声辅助从柿叶中提取熊果酸的工艺研究
了优化的工艺条件为体积分数95%乙醇溶液超声
提取2次,每次40min,液固比为10:1,在该条件下
熊果酸的提取率可达95%以上。
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