雪松松針總三萜皂苷提取工藝的研究

許文鳳，王文君，徐明生，歐陽克蕙，羅秋水

(1.江西農業(yè)大學食品科學與工程學院/植物資源開發(fā)與利用研究室，江西南昌330045;2.江西農業(yè)大學動物科學與工程學院，江西南昌330045)

雪松松針總三萜皂苷提取工藝的研究

許文鳳1，王文君1，徐明生1，歐陽克蕙2，羅秋水1

(1.江西農業(yè)大學食品科學與工程學院/植物資源開發(fā)與利用研究室，江西南昌330045;2.江西農業(yè)大學動物科學與工程學院，江西南昌330045)

以雪松松針為材料，主要研究了醇提法對雪松松針中總三萜皂苷的提取。選取浸提溫度、浸提時間、料液比、乙醇濃度進行單因素實驗，并在此基礎上進行正交實驗，由正交實驗極差分析得出最佳提取工藝條件為:浸提溫度為70℃、浸提時間為2h、料液比1∶20、乙醇濃度為70%。

雪松，三萜皂苷，提取工藝，得率

雪松是松科雪松屬針葉喬木，有4種，其中3種原產地中海地區(qū)山地，另一種原產西喜馬拉雅地區(qū)，均為高大喬木，枝條開展，樹冠不規(guī)則。雪松木材輕軟，不易受潮，在原產地是一種重要的建筑用材，經蒸餾還可得芳香油。喜馬拉雅雪松和大西洋雪松許多變種在北美，尤其沿太平洋和臨墨西哥灣海岸，為常見的觀賞植物［1］。三萜類化合物在自然界中有廣泛的資源分布，多數以游離狀態(tài)存在，這類化合物極性小，在水中不溶解，而易溶于極性較低的溶劑，如氯仿、乙醚、草酸等。三萜類化合物的苷元結構較大，極性低，具有親脂性，而糖部分極性大，具有親水性，這種結構有類似于表面活性劑的結構特點。其水溶液振搖后能產生持久、類似肥皂溶液的泡沫，因此也稱為三萜皂苷。三萜皂苷由三萜皂苷元和糖、糖醛酸所組成。組成皂苷的糖常見的有葡萄糖、半乳糖、鼠李糖、阿拉伯糖、木糖以及其它糖類。三萜皂苷廣泛分布于植物中，具有各種生理活性。近年來，由于分離和結構研究方法的進展，促進了對皂苷類極性較大化合物的研究。一些新結構的皂苷具有抗癌、防治心腦血管疾病、降壓、抗菌、消炎解熱、鎮(zhèn)靜等方面的藥理作用，因而皂苷的研究日益引起國內外的廣泛重視［2］。本文對雪松松針的三萜皂苷的提取工藝進行了研究，以期為提高松針產品的附加值提供實驗依據。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

雪松松針 采摘于江西農業(yè)大學校園內;其他試劑 均為分析純，由江西農業(yè)大學食品科學院提供。

1.2 實驗方法

1.2.1 原料的預處理 雪松松針去除雜質和枝桿后，置于電熱恒溫干燥箱80℃常壓干燥至恒重，粉碎過80目篩，裝好備用。

1.2.2 工藝流程 精密稱取5.000g經處理干燥至恒重的雪松松針粉，置于普通回流設備中，用乙醇按一定液料比，在一定條件下水浴回流提取并過濾，將提取液置于蒸發(fā)皿中水浴蒸干，濃縮得褐色粘稠物質;加10m L蒸餾水溶解，用40m L石油醚60℃水浴3h脫脂脫色，靜置分液去黃綠色石油醚層，留米黃色水層;加正丁醇40m L分三次萃取水層，合并萃取液得橙黃色溶液，即總皂苷粗品;恒溫60℃水浴蒸干得綠色蒸膏，加無水乙醇分三次溶解，定容至25m L容量瓶，得墨綠色溶液，在550nm處測其吸光度值并計算得率［2－3］。

1.3 標準曲線的繪制

精密吸取人參皂苷 Rb1對照品溶液0.2、0.6、1.0、1.4、1.8、2.2、2.6m L，分別加入試管中，水浴揮干。再加入0.3m L 5%香草醛－冰乙酸溶液和0.6m L高氯酸混勻后80℃水浴10m in，取出迅速冰浴5m in，再加入4m L冰乙酸混勻，550nm處測定其吸光度。通過線性回歸計算，人參皂苷Rb1對照品質量與其在550nm處的吸光度存在良好的線性關系，回歸方程為:m=0.1627A+0.0001，r=0.9996。

圖1 人參皂苷Rb1對照品的標準曲線

1.4 數據統(tǒng)計分析

實驗數據的統(tǒng)計分析采用DPS軟件(version 6.55)進行方差分析和極差分析。

2 結果與討論

2.1 單因素實驗

選取提取溫度、乙醇濃度、回流時間、料液比4個因素，確定其適合的范圍。2.1.1 溫度對皂苷得率的影響 由圖2可知，隨著溫度的上升，皂苷的浸出量有明顯的提高，50～70℃范圍內，皂苷的浸提量上升趨勢較緩慢，70℃時達到最大，到70℃以后，浸出量則明顯下降。一方面可能是由于高溫導致皂苷的熱敏損失，另一方面原因可能是因為溫度過高，乙醇揮發(fā)很大，乙醇含量降低造成的。因此皂苷的提取溫度宜選擇 70℃為宜［4－5］。且當溫度大于70℃時，隨溫度的增加，一些大分子物質溶出，造成提取液的顏色變深，一些活性成分被破壞，曲線呈下降趨勢，即總皂苷含量降低［6］。

圖2 提取溫度對皂苷得率的影響

2.1.2 乙醇濃度對皂苷得率的影響 實驗結果表明，乙醇含量在40%～70%的濃度范圍內增加時，皂苷的浸出量明顯增大(圖3)。當乙醇含量上升到70%時，皂苷的浸出量達到最大，為2.98%;當乙醇含量繼續(xù)增加到80%時，皂苷的浸出量則顯著下降。產生這一結果的原因可能與皂苷的極性有關，從皂苷的結構上看，皂苷中的苷元親水性很弱，親脂性較強，所含有的總三萜皂甙化合物中既有極性相對較小易溶于甲醇、乙醇、丙酮等有機溶劑的游離三萜皂甙元，也有極性較大的易溶于水的三萜皂甙，并且在總三萜皂甙中占的比例較大［7］，而且高濃度乙醇會增加一些醇物質如蛋白質和糖類等雜質的出現［6］，必須加水調和利于中等極性成分的溶出，因此其在高濃度的乙醇水溶液中溶解度下降。綜合以上原因采用70%乙醇溶液提取皂苷效果比較適宜［4－5］。

圖3 乙醇濃度對皂苷得率的影響

2.1.3 提取時間對皂苷得率的影響 圖4結果表明，80%的乙醇溶液浸提0.5～1.5h，隨著時間的延長，雪松松針皂苷的浸出量逐漸增加，在1.5h時達到最大，1.5h后隨時間的延長雪松松針皂苷的浸提率反而有所下降。究其原因，可能是由于浸提1.5h后，雪松松針皂苷的溶出已達動態(tài)平衡，溶液中皂苷的含量不隨時間的延長而增加，相反經較長時間浸提后，皂苷會因受到光、氧、熱的作用，穩(wěn)定性降低，部分總三萜皂甙結構發(fā)生變化，從而影響浸提后總三萜皂甙的得率［4，8］，也有人認為，隨著提取時間的延長，總皂苷含量呈下降趨勢是由于提取過程中有部分溶劑揮發(fā)所致［9］。因此，從經濟的角度考慮，浸提時間不宜過長，以1.5h為宜。

圖4 提取時間對雪松松針皂苷得率的影響

2.1.4 料液比對皂苷得率的影響 隨著料液比的增大，皂苷的得率逐漸提高，當料液比為1∶25時，皂苷含量達到最高，為2.61%(圖5)，原因可能是在料液比為1∶25時已將絕大部分有效成分溶出，所以從節(jié)約溶劑量和降低后續(xù)工序成本等方面綜合考慮，選擇料液比 1∶25 為最佳料液比［4－5］。

2.2 正交實驗設計

根據以上單因素實驗結果，分別選擇乙醇含量、浸提時間、料液比和浸提溫度四因素，按照表1設計L9(34)正交表，確定了九組不同組合實驗，從中篩選最佳的工藝條件和技術參數，以期為雪松松針皂苷的工業(yè)化生產提供基礎數據和理論依據［6－7］。

圖5 料液比對皂甙得率的影響

表1 乙醇溶液提取實驗的因素水平表

表2 乙醇浸提法L(34)正交實驗極差結果分析表

由表3正交實驗方差結果分析表可知，各因素對松針中總三萜皂甙得率影響的程度依次為乙醇濃度>提取溫度>提取時間>料液比(B>A>C>D)，提取時間、料液比濃度、提取溫度、料液比對總三萜皂甙得率的影響均為差異顯著或極顯著的因素(P＜0.01或P＜0.05)，最佳提取工藝為為A2B2C3D1，即70%的乙醇，提取溫度為70℃，提取時間為2h，料液比為1∶20。

表3 乙醇浸提法得率方差分析表

3 結論

本文采用單因素實驗考察了4個因素(提取時間、乙醇濃度、提取溫度、料液比)對雪松松針中皂苷得率的影響，然后對其采用了L9(34)正交實驗進行優(yōu)化。在正交實驗中，提取時間、提取劑濃度、提取溫度均為差異極顯著的因素(P＜0.01)，料液比為差異顯著因素(P＜0.05)。乙醇浸提法的最佳提取工藝條件為70%的乙醇，提取溫度為70℃，提取時間為2h，料液比為 1∶20。

［1］中國科學院中國植物志編輯委員會.中國植物志［M］.第二十一卷.北京:科學出版社，1979:30.

［2］黎海彬，張敏，王邕，等.植物三萜皂苷的提取分離技術［J］.食品工業(yè)科技，2006，27(1):201.

［3］鐘露苗.三萜皂苷提取分離和結構鑒定技術［J］.中醫(yī)藥學刊，2004，22(4):760－762.

［4］黎海彬，張敏，王邕，等.羅漢果中三萜皂苷的含量測定［J］.食品科學，2006，27(6):171.

［5］曾韜，畢夢宇，李尤山，等.茶皂素的提取研究［J］.林產化工通訊，2000，34(6):16－18.

［6］李健，陳姝娟，劉寧.肉桂總皂苷提取工藝的研究［J］.天然產物開發(fā)與研究，2008(20):922－925.

［7］李健，金龍哲，劉寧，等.豆角總皂苷提取工藝的研究［J］.食品與發(fā)酵工業(yè)，2007，33(1):127－130.

［8］陳武，伍曉春，鄒盛勤，等.絞股藍總皂苷提取工藝的研究［J］.食品與機械，2008，24(1):75－77.

［9］李健，張令文，劉寧，等.苦瓜總皂苷提取工藝的研究［J］.食品工業(yè)科技，2005，25(10):117－119.

Study on the ethanol extraction technology of total triterpenoid saponins from cedar

XU W en－feng1，WANG W en－jun1，XU M ing－sheng1，OUYANG Ke－h(huán)ui2，LUO Qiu－shui1
(1.College of Food Science and Engineering，Laboratory of Plant Resource Development and Utilization，Jiangxi Agricultural University，Nanchang 330045，China;2.College of Animal Science and Technology，Jiangxi Agricultural University，Nanchang 330045，China)

The ethanol extraction method on the recovery rate of total triterpenoid saponins from cedar wasmainly investigated.Single－ factor(extraction tem perature，extraction tim e，ratio of material to liquid ratio，ethanol concentration)and orthogonal experiments were used to detect the recovery rate of the total triterpenoid saponins from cedar.The orthogonal experim ent results showed that the optimal conditions for extraction were as follows:the extraction temperature was 70℃，extraction time was 2h，the ratio of material to liquid was 1∶20，ethanol concentration was70%，and under this condition，the recovery rate was70%.

cedar;triterpenoid saponins;extraction technology;recovery rate

TS201.1

B

1002－0306(2011)06－0312－03

2010－07－16

許文鳳(1986－)，女，碩士研究生，主要從事植物資源開發(fā)與利用。

“十一五”國家科技支撐計劃(2006BAD16B07，2007BAD80B03);江西農業(yè)大學博士啟動基金(2002，2004)。