微波輔助提取山楂中熊果酸的工藝研究

翁彩珠，巨敏，劉軍海

(陜西理工學院化學與環境科學學院，陜西漢中723001)

微波輔助提取山楂中熊果酸的工藝研究

翁彩珠，巨敏，劉軍海

(陜西理工學院化學與環境科學學院，陜西漢中723001)

對微波輔助提取山楂中熊果酸的工藝條件進行了研究，通過正交試驗對工藝條件進行了優化，結果表明：各因素對熊果酸提取率的影響順序為：乙醇質量分數＞提取溫度＞微波時間＞微波功率＞液料比，乙醇質量分數為顯著影響因素；最佳條件為：乙醇質量分數為85%、提取溫度為55℃、微波時間為4min、液料比為16∶1、微波功率300W，在此條件下的熊果酸提取率為3.42%。

山楂；熊果酸；微波輔助；提取

本文研究山楂中熊果酸的提取工藝，旨在為山楂的開發利用提供參考。

1 試驗

1.1 試驗原料、藥品及儀器

山楂(產自陜西漢中，經干燥、粉碎后過80目篩密封備用)；熊果酸標準品（購自西安小草植物科技有限公司）；無水乙醇、乙酸乙酯、冰醋酸、香草醛、高氯酸等均為分析純。

WF-2000型微波快速反應器（上海屹堯分析儀器有限公司）；Cary 50紫外-可見分光光度計（美國瓦里安公司）；DGG-9140B型電熱恒溫鼓風干燥箱（上海森信試驗儀器有限公司）；GR-200電子天平（日本）；HH-2型電熱恒溫水浴鍋（北京科偉永興儀器有限公司）；HR-200電子天平（日本AND）等。

1.2 山楂中熊果酸提取液樣品

準確稱取一定量山楂干粉，將一定濃度的乙醇作為提取劑，按設定好的液料比（mL/g）加入燒瓶移入微波反應器中，在一定的微波功率、微波作用時間、溫度下進行反應，微波反應后靜置1 h，真空抽濾取定量濾液，用提取劑定容至50mL容量瓶中，準確量取0.2mL稀釋后的濾液于具塞試管中，減壓揮去溶劑，向其加入0.3mL 5%香草醛-冰醋酸和0.7mL高氯酸，搖勻，在60℃水浴鍋中加熱15min。冷卻至室溫，用乙酸乙酯定容至5mL，作為熊果酸樣品。

1.3 最大吸收波長的確定

準確量取提取液0.5mL，分別置于10mL的具塞試管中，減壓蒸干后冷卻至室溫，加入0.3mL 5%香草醛-冰醋酸溶液和0.7mL的高氯酸溶液后放于60℃水浴鍋中加熱15min，冷卻至室溫，用乙酸乙酯定容至5mL，搖勻。以未加標準樣品的試劑空白作參比，用紫外可見分光光度計在400～700 nm下進行最大吸收波掃描。結果如圖1所示，提取液的最大吸收波為547 nm與文獻[1，2]中報道的熊果酸最大吸收波長550 nm一致。

1.4 標準曲線的制作

精密稱取熊果酸標準品5mg，用無水乙醇定容于50mL容量瓶中，即得0.1mg/mL的熊果酸標準溶液。分別精密吸取熊果酸標準溶液0.1、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8和0.9mL置于具塞試管中，加熱揮去溶劑后，加0.3mL 5%的香草醛和0.7mL的高氯酸，60℃水浴加熱15min，取出冷卻后移至5mL具塞試管中，用乙酸乙酯定容，搖勻后在550 nm處測定吸光度，同時以試劑空白作參比，吸光度為縱坐標，熊果酸濃度為橫坐標，繪制標準曲線，回歸方程為y=0.0376x-0.0923，R2=0.9953，說明熊果酸濃度在7～21μg/mL具有良好的線性關系。

1.5 熊果酸提取率的計算方法

式中：X—熊果酸的提取率，%；A—提取液的吸光度；m—山楂干粉的質量，g。

2 結果與討論

2.1 單因素初步確定提取熊果酸的工藝條件

2.1.1乙醇質量分數的影響

固定提取溫度為55℃，微波時間為3min，液料比（mL/g）為18∶1，微波功率為400W，改變乙醇質量分數，考察不同乙醇質量分數對熊果酸提取率的影響。結果如圖2所示。

由圖2可知，在乙醇質量分數小于85%時，隨溶液中乙醇含量的增加，熊果酸的提取率逐漸增大，但乙醇質量分數超過85%后，提取率急劇下降，可能是由于熊果酸為弱極性分子，溶于水，所以當乙醇質量分數過高時，熊果酸的提取率反而下降，故選最佳乙醇質量分數為85%。

2.1.2提取溫度

固定乙醇質量分數為85%，微波時間為3min，液料比（mL/g）為18∶1，微波功率為400W，改變提取溫度，考察不同提取溫度對熊果酸提取率的影響。結果如圖3所示。由圖3可知，提取溫度在55℃時熊果酸的提取率達到最大，超過55℃后，隨著溫度的增加熊果酸的提取率逐漸下降。原因可能是溫度過高導致熊果酸分解或被氧化。考慮降低能耗，節省成本。選擇最佳提取溫度為55℃。

2.1.3微波時間

固定乙醇質量分數為85%，提取溫度為55℃，液料比為18∶1，微波功率為400W，改變微波時間，考察不同微波時間對熊果酸提取率的影響。結果如圖4所示。

由圖4可知，隨著微波時間的增加，熊果酸的提取率逐漸增大，熊果酸從山楂細胞中出來再溶解到溶劑中整個是個動態過程。在前3min，熊果酸溶解到溶劑中的過程呈優勢，在第三分鐘，溶解達到最高，即此時溶劑中熊果酸含量最高，故微波時間選為3min。

2.1.4液料比

固定乙醇質量分數為85%，提取溫度為55℃，微波時間為3min，微波功率為400W，改變液料比，考察不同液料比對熊果酸提取率的影響。結果如圖5所示。由圖5可知，當液料比達18時熊果酸的提取率最高，在18以后開始下降。這是因為熊果酸在一定量乙醇中存在溶解極限。理論上，在原料一定時，提取溶劑用量越大，熊果酸的浸出量也越大。但熊果酸的浸出量并非能無限增大，液料比在16與18之間熊果酸含量升高的并不明顯，綜合考慮到工業生產中經濟因素，選擇液料比為16∶1。

2.1.5微波功率

固定乙醇質量分數為85%，提取溫度為55℃，微波時間為3min，液料比為16∶1，改變微波功率，考察不同微波功率對熊果酸提取率的影響。結果如圖6所示。

如圖6所示，隨著微波功率的增大，熊果酸的提取率呈增大趨勢，功率超過500W，熊果酸的含量反而減小，其原因可能在于微波功率增大，加速了分子的運動，同樣也加速了熊果酸的氧化過程，使得溶液中熊果酸含量降低。故微波功率選為500W。

2.2 提取工藝的優化

2.2.1正交設計

在單因素試驗基礎上，選擇乙醇質量分數(A)、提取溫度（B）、微波時間（C）、液料比（D）和微波功率（E）五個影響因素，以提取率為指標，進行L16（45）正交試驗。因素水平安排見表1，正交試驗結果見表2，方差分析表見表3。

表1 L16(45)正交試驗因素水平表

由表2正交試驗結果和極差分析可以看出：各因素對熊果酸提取率的影響程度由高到低依次為A＞B＞C＞E＞D，即乙醇質量分數＞提取溫度＞微波時間＞微波功率＞液料比，最佳條件為：A3B2C4D3E1，即乙醇質量分數為85%、提取溫度為55℃、微波時間為4min、液料比為16∶1、微波功率300W，此條件下的熊果酸提取率為3.42%。

由表3正交試驗結果的方差分析可知，所選取的五個因素中乙醇質量分數對熊果酸提取率的影響顯著，提取溫度、微波時間、液料比和微波功率影響不顯著。所以，采用微波法提取山楂中的熊果酸時，應嚴格控制乙醇質量分數，而提取溫度、微波時間、提取劑用量和微波功率可以適當降低，以減少生產成本。

3 結論

3.1通過單因素試驗和正交試驗得出，采用微波法提取山楂熊果酸時，各因素對熊果酸提取率的影響順序為：乙醇質量分數＞提取溫度＞微波時間＞微波功率＞液料比，最佳工藝條件為：乙醇質量分數為85%、提取溫度為55℃、微波時間為4min、液料比為16∶1、微波功率300W，在此條件下的熊果酸提取率為3.42%。

3.2乙醇質量分數對熊果酸提取率的影響顯著，所以微波提取時，要控制好乙醇質量分數。微波提取可有效地保護有效成分，提取速率快，大大縮短了操作時間，有很大的發展潛力和應用前景。

表2 L16（45）正交試驗結果及極差分析

表3 正交試驗方差分析表

［1］李國章,于華忠,卜曉英，等.分光光度法測定湘產苦丁茶中熊果酸含量[J].光譜試驗室,2006,23(2):401-404.

［2］高岐,竇憲民.微波輔助法提取蛇舌草中熊果酸的研究[J].食品工業科技,2009,30(10):257-258.

Study on the microwave-assisted extraction of Ursolic Acid from hawthorn

WENG Cai-zhu,JVM in,LIU Jun-hai
（School of Chemical&Environmental Sciences,Shanxi University of Technology Shanxi Hanzhong 723001）

The microwave-assisted extraction conditions of Ursolic Acid from the hawthorn were studied through the orthogonal test.The results showed that concentration of ethanol＞microwave temperature＞microwave time＞microwave power＞ratio of liquid to material,the concentration of ethanol was the significant factor;and the optimum conditions were as follows:concentration of ethanol70%,microwave time 4min,ratio of liquid to material 16∶1,microwave power 300W,The extraction rate can reached to 3.42%.

hawthorn;Ursolic Acid;microwave-assisted;extraction

10.3969/j.issn.1008-1267.2011.01.013

TQ911

A

1008-1267（2011）01-033-04

2010-10-09

翁彩珠（1989-），女，本科生，研究方向：化學工程與工藝。