超聲循環提取沙棘葉中總黃酮的研

2 0 0 6 年3 月農業機械學報第37 卷第3 期
超聲循環提取沙棘葉中總黃酮的研究3
楊喜花　陳　敏　朱　蕾　李　赫　殷麗君
　　【摘要】　研究了超聲循環技術在沙棘葉總黃酮提取中的應用。對乙醇、甲醇、乙酸乙酯、丙酮等不同提取溶劑
的提取效果進行比較得出, 乙醇是提取沙棘葉中總黃酮的*溶劑。采用常規索氏、超聲與超聲循環方法提取總黃
酮表明, 超聲循環提取法可提高沙棘葉中總黃酮的提取效率, 超聲循環提取10 m in 已經達到了索氏提取6 h 的效
果。
關鍵詞: 沙棘葉　總黃酮　超聲循環　提取
中圖分類號: R28412 文獻標識碼: A
收稿日期: 2005 01 14
3 國家自然科學基金青年基金資助項目(項目編號: 20306032)
楊喜花　中國農業大學食品科學與營養工程學院　碩士生, 100083　北京市
陳　敏　中國農業大學食品科學與營養工程學院　教授　通訊作者
朱　蕾　中國農業大學食品科學與營養工程學院　碩士生
李　赫　中國農業大學食品科學與營養工程學院　碩士生
殷麗君　中國農業大學食品科學與營養工程學院　副教授
　　引言
沙棘(H ipp op hae rham noid es L. ) 是胡頹子科
沙棘屬的灌木亞喬木, 沙棘葉中富含黃酮類化合物。
總黃酮的提取主要有水浸提法、堿水浸提法以及溶
劑回流提取法[ 1～ 3 ] , 這些方法操作繁瑣、提取率低。
超聲波可以使提取介質中的微小氣泡壓縮、爆裂, 破
碎原料的細胞壁, 加速有效成分的溶出、擴散, 可大
大縮短提取時間, 提高提取效率。超聲技術作為一種
有效的提取方法, 已經應用于天然產物的提取研究
中[ 4～ 6 ]。而超聲循環技術是在料液循環流動的過程
中施加超聲波, 是一種提取天然產物的新技術。
1　材料與方法
111　原料與試劑
沙棘葉采自山西省陽高縣; 蘆丁標準品(中國藥
品生物制品檢定所) ; 乙醇(95% )、石油醚(沸程60～
90℃)、乙酸乙酯、丙酮、結晶氯化鋁、*(北京
化工廠) 均為分析純。
112　主要儀器與設備
HF 215B 型超聲循環提取機(北京弘祥隆生物
技術開發有限公司) , 用于超聲循環提取; SK250H
型超聲清洗儀(上海科導超聲儀器有限公司) , 用于
普通超聲提取; 101 2 型電熱鼓風干燥箱(上海滬南
科學儀器聯營廠) , 用于干燥原料; LD 02 型二兩裝
高速中藥粉碎機(溫嶺市大海藥材器械廠) , 用于粉
碎樣品; 分樣篩(上虞市沙篩廠) , 用于篩分一定目次
的沙棘葉粉末; Sarto riou s 電子分析天平(德國) , 用
于精密稱量; 索氏提取器(北京玻璃儀器廠) , 用于回
流提取; 752 型紫外光柵分光光度計(上海精密科
學儀器有限公司) , 用于測定提取液的吸光度值;
TU 1901 型紫外雙光束分光光度計(北京普析通用
有限責任公司) , 用于全波段掃描的分析。PHS 25
型pH 計(上海精科雷磁公司) , 用于調節提取液的
pH 值。
113　試驗方法
11311　原料預處理
將沙棘葉經過挑選、整理、去刺, 在110℃下烘烤
至干, 留下一部分測定其含水率, 其余經粉碎后過40
目篩; 用石油醚回流除去油脂、色素等雜質, 由于石
油醚是油溶性物質的良好溶劑, 所以用石油醚可以
提取油脂、色素等低極性物質, 起到除雜的作用, 以
免影響黃酮的提取與測定。揮干石油醚后即為沙棘
葉粉末。
11312　標準曲線的制作
稱量蘆丁標準品510 m g, 用95% 的乙醇定
容至50 mL 容量瓶中, 分別取0 mL、015 mL、
110 mL、115 mL、210 mL、215 mL 于5 mL 容量瓶
中, 各加入1% 的A lCl3 溶液(溶劑為95% 乙醇)
015 mL , 用95% 的乙醇定容至刻度, 放置10 m in, 于
430 nm 下測定其吸光度。得出線性回歸方程為: A =
251971C+ 010044, 式中A 為吸光度, C 為測定液質
量濃度(göL ) , 相關系數r= 01999 9。
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11313　提取方法
(1) 索氏提取法
準確稱取沙棘葉粉末51000 g, 用濾紙包好, 置
于索氏提取器中, 加入提取溶劑80 mL 回流提取黃
酮, 至提取液接近無色。將提取液濃縮至干, 即得總
黃酮粗品。
(2) 超聲提取方法
準確稱取沙棘葉粉末51000 g, 于250 mL 具塞
三角瓶中, 加入提取溶劑, 放入超聲波清洗儀中, 超
聲提取30 m in, 將提取液經過濾后濃縮至干, 即得總
黃酮粗品。
(3) 超聲循環提取法
將處理過的樣品用超聲波循環裝置進行提取,
參數設定為: 功率1 kW , 轉速1 200 röm in, 超聲波工
作315 s、間隔013 s。提取液經過濾后濃縮至干, 即得
總黃酮粗品。
11314　總黃酮測定及計算
將總黃酮粗品溶解于95% 乙醇中, 加入1%
A lCl3 乙醇溶液, 定容至一定體積, 以蘆丁為標準
品, 利用分光光度法測定總黃酮提取率。計算式為
R =
CV ×10- 3
m
×100%
式中　V ——定容體積,mL 　　m ——樣品質量, g
2　結果與討論
211　*檢測波長的確定
取適量蘆丁標準品溶解于95% 乙醇中, A lCl3
顯色, 用TU 1901 型紫外雙光束分光光度計在K為
190～ 500 nm 范圍內進行雙光束紫外光譜掃描, 確
定其*吸收波長, 如圖1。由圖1 可見, 蘆丁的95%
乙醇溶液在A lCl3 顯色的作用下, 在430 nm 處有zui
大吸收峰, 確定為*測定波長。
圖1　蘆丁標準品的雙光束紫外掃描圖(溶劑: 95%乙醇)
　
212　提取溶劑的選擇
文獻[7 ]報道, 黃酮苷類和極性較大的苷元, 一
般可用甲醇、乙醇、水、乙酸乙酯、丙酮等提取。水雖
然是廉價、易得、清潔的溶劑, 但是考慮到用水提取,
提取液中雜質較多, 還常含有粘液, 濃縮時會產生泡
沫, 給進一步分離帶來很多困難, 增加了成本, 且提
取物容易發霉、發酵, 因此決定不采用水作為提取
劑。甲醇雖然有毒, 但文獻[8～ 9 ]報道, 甲醇及其溶
液提取效果好, 因此本試驗分別選擇95% 乙醇、無水
甲醇、乙酸乙酯、丙酮為提取劑, 進行索氏提取, 至提
取液接近無色, 結果見表1。
表1　不同提取劑的提取率
提取溶劑95% 乙醇無水甲醇乙酸乙酯丙酮
提取率ö% 11958 21112 01571 01696
由表1 可以看出, 無水甲醇提取率zui高, 乙醇與
無水甲醇提取效果相當, 乙酸乙酯與丙酮提取率zui
低。這是由于黃酮類化合物極性較大, 甲醇和乙醇以
及相應的水溶液極性較大, 所以提取率較高; 而乙酸
乙酯和丙酮相比極性較小, 相對而言提取率較低。甲
醇毒性較大, 相對而言乙醇毒性小、本身有殺菌作
用, 不易發霉變質, 所以zui后選擇乙醇為沙棘葉黃酮
的提取劑。
213　索氏提取的zui高提取率確定
優化沙棘葉中總黃酮的提取條件, 設計三因素
三水平正交試驗, 影響因素為乙醇的體積分數、提取
劑的pH 值、提取時間, 其因素水平表見表2, 結果見
表3。
表2　正交試驗因素水平表
水平
因素
乙醇的體積分數A ö% pH 值B 時間Cöh
1 65 810 4
2 75 910 5
3 85 1010 6
表3　正交試驗結果表
試驗號A B C 提取率ö%
1 1 1 1 11358
2 1 2 2 11485
3 1 3 3 11862
4 2 1 2 11604
5 2 2 3 11978
6 2 3 1 11600
7 3 1 3 11146
8 3 2 1 11034
9 3 3 2 11130
É 41705 41108 31992
Ê 51182 41497 41219
Ë 31310 41592 41986
R 01624 0 01161 3 01331 3
由表3 可知, 各個因素的影響順序是A 、C、B , 較
佳組合為A 2B 2C3, 即以75% 的乙醇為提取劑、pH 值
為910、時間為6 h, 可以得到較好的效果, 提取率達
到11978%。
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214　超聲提取試驗
21411　料液比和pH 值的確定
用普通超聲提取法對料液比和pH 值進行初
探, 對料液比1∶15、1∶20、1∶25、1∶30 進行試驗,
其提取率分別為11091%、11372%、11432%、
11472% , 可見料液比對黃酮的提取率有一定的影
響, 隨著料液比的降低提取率升高, 在1∶25 之后變
化很小。而且考慮到料液比太高循環會有一定的困
難, 從而影響提取率, 料液比太低會增加溶劑的用
量, zui后選擇料液比為1∶25。
對溶劑pH 值610、710、810、910 進行試驗, 提取
率分別為11432%、11444%、11454%、11468% , 可見
提取溶劑的pH 值對超聲提取的提取率影響不大,
這是由于超聲破碎作用的影響掩蓋了pH 值的影
響。所以選擇溶劑在固定的pH 值下進行提取, 經測
定75% 乙醇的pH 值為714, 這是與索氏提取的一個
不同之處。
21412　乙醇體積分數和超聲時間對提取率的影響
乙醇的體積分數和超聲循環提取的時間對提取
率影響如圖2 所示。
圖2　溶劑的體積分數和提取時間對提取率的影響曲線
　
由圖2 可見, 超聲循環提取法提取沙棘葉中總
黃酮, 乙醇的體積分數對提取率影響很大, 75% 的乙
醇提取率zui高, 其次是50% 的乙醇, 乙醇的體積分數
較高或者較低, 提取率均不佳。對于同一體積分數的
乙醇, 隨著提取時間的增加, 提取率升高, 但是達到
一定程度后提取率反而隨著時間的增加而降低。
　　
這是由于隨著超聲時間的增加, 某些黃酮類化合物
受到了破壞的緣故。zui后選擇超聲循環提取的溶劑
體積分數為75% , 提取時間為20 m in。
215　超聲循環提取法與普通超聲提取法、索氏提取
法的對比
將超聲循環提取法與普通超聲提取法、索氏提
取法相比較, 結果見表4。
表4　超聲提取與索氏提取的對比
提取方法
提取參數
乙醇體積
分數ö%
pH 值
提取時間
öm
in
提取率ö%
超聲循環提取法75 714 10ö20ö30
11919ö21144ö
21194
普通超聲提取法75 714 30 11432
索氏提取法75 910 360 11978
由表4 可見, 利用超聲循環提取法, 提高了沙棘
葉中總黃酮的提取效率, 用75% 的乙醇進行沙棘葉
中總黃酮的提取, 超聲提取10m in 即與索氏提取6 h
的提取效果相當, 同時遠高于普通超聲提取。超聲循
環提取采用物料循環、超聲場固定分布、物料在超聲
場中順序移動的技術, 達到快速提取的目的, 提取效
率較普通超聲提取有很大的提高。
3　結束語
75% 乙醇用于不同提取方法中提取沙棘葉中總
黃酮, 均為溶劑的*體積分數。超聲循環提取的效
果明顯優于普通超聲提取與索氏提取。超聲提取與
索氏提取相比, 節約了時間和能耗, 且提取工作在室
溫下進行, 可避免高溫對提取成分的影響。超聲循環
提取在沙棘葉總黃酮的提取中具有明顯的優勢, 是
一種具有發展前景的天然產物提取技術。
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