超高壓提取柿葉中熊果酸工藝條件的優化

摘要：為研究超高壓提取柿葉中熊果酸的優化工藝，在單因素試驗的基礎上，采用正交試驗研究提取壓力、提取時間、乙醇體積分數和料液比對提取率的影響，并且同超聲波輔助提取法和微波輔助提取法進行了比較。結果表明，超高壓提取柿葉中熊果酸的最佳工藝參數為提取壓力３００ ＭＰａ、提取時間４.0 ｍｉｎ、乙醇體積分數９５％和料液比１∶１１（ｍ／Ｖ，ｇ∶ｍＬ），該條件下熊果酸提取率為０．４３％，比超聲波輔助提取法和微波輔助提取法的提取率分別提高了１０．３％和１６．２％，表明超高壓提取法適合提取柿葉中熊果酸。

關鍵詞：超高壓提取；柿葉；熊果酸

中圖分類號：Ｓ６６５．２；Ｒ２８４．２ 文獻標識碼：Ａ 文章編號：0439－８114（２０12）16－3567-03

Optimization of Ultra High Pressure Method for Ursonic Acid Extraction from

Diospyros kaki Leaves

ＤＯＮＧ Ｈａｉ－ｌｉ，ＬＩＵ Ｈｏｎｇ

（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｕａｉｎａｎ Ｕｎｉｏｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈｕａｉｎａｎ ２３２０３８，Ａｎｈｕｉ，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｏ ｏｐｔｉｍｉｚｅ ｕｌｔｒａ ｈｉｇｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ （ＵＨＰ） ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｕｒｓｏｌｉｃ ａｃｉｄ （ＵＡ） ｆｒｏｍ Ｄｉｏｓｐｙｒｏｓ ｋａｋｉ Ｌ．ｆ． ｌｅａｖｅｓ， ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｔｅｓｔ ｗａｓ ａｄｏｐｔｅｄ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ＵＨＰ ｐｒｅｓｓｕｒｅ， ＵＨＰ ｔｉｍｅ， ｅｔｈａｎｏｌ volume fraction ａｎｄ ｓｏｌｉｄ ｔｏ ｌｉｑｕｉｄ ｒａｔｉｏ ｏｎ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ＵＡ ｗｈｉｃｈ ｗａｓ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈａｔ ｏｆ ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ａｎｄ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｍｅｔｈｏｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｆｏｒ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ UA ｗｅｒｅ， ＵＨＰ ｐｒｅｓｓｕｒｅ， ３００ ＭＰａ； ＵＨＰ ｔｉｍｅ， ４.0 ｍｉｎ； ｅｔｈａｎｏｌ ｖｏｌｕｍｅ ｆｒａｃｔｉｏｎ， ９５％； ａｎｄ ｓｏｌｉｄ ｔｏ ｌｉｑｕｉｄ ｒａｔｉｏ， １∶１１（ｍ／Ｖ，ｇ∶ｍＬ）． Ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ｏｆ UA ｕｎｄｅｒ ｔｈｅｓｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｗａｓ ０．４３％ ｗｈｉｃｈ ｗａｓ １０．３％ ａｎｄ １6．2％ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ａｎｄ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｍｅｔｈｏｄ， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ， ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇ ｔｈａｔ ＵＨＰ ｗａｓ ａ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ＵＡ ｉｎ Ｄ． ｋａｋｉ ｌｅａｖｅｓ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｕｌｔｒａ ｈｉｇｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ； Ｄｉｏｓｐｙｒｏｓ ｋａｋｉ Ｌ．ｆ． ｌｅａｖｅｓ； ｕｒｓｏｌｉｃ ａｃｉｄ

柿葉為柿樹科柿樹屬植物柿（Ｄｉｏｓｐｙｒｏｓ ｋａｋｉ Ｌ．ｆ．）的新鮮或干燥葉，其性味苦、酸、澀、涼，具有抗菌消炎、生津止渴、清熱解毒、潤肺強心、鎮咳止血、抗癌防癌等多種醫療保健功能［１，２］。柿葉化學成分較復雜，目前研究表明，其主要含有黃酮類、三萜類、多糖等化合物［３－６］，其中三萜類成分熊果酸是柿葉的重要化學成分［７］。為提取柿葉中的熊果酸，一些研究者已經采用微波輔助提取法、超聲波輔助提取法等方法［８］提取柿葉中的熊果酸。然而，這些方法容易對提取物中的有效成分造成破壞。超高壓提取是在常溫條件下提取植物原料中有效成分的新技術，該技術可以大大縮短提取時間、降低能耗，而且可避免提取過程中有效成分發生變化。

采用超高壓提取柿葉中的熊果酸，研究提取壓力、提取時間、乙醇體積分數和料液比對提取率的影響，并且同微波輔助提取法和超聲波輔助提取法進行比較，為提取柿葉中熊果酸尋求新的方法。

１ 材料與方法

１．１ 材料

柿葉采自安徽省淮南市，真空干燥后粉碎，過６０目篩后待用；所有溶劑為分析純。

ＵＨＰ９００×２－Ｚ超高壓處理裝置為鄭州輕工業學院研制，ＪＹ８８－ＩＩ超聲波細胞粉碎機來自上海新芝生物技術研究所，ＷＦ－２０００型快速微波反應器購自上海屹堯分析儀器公司。

１．２ 方法

１．２．１ 柿葉熊果酸的超高壓提取法 稱取一定量的柿葉粉碎物，加入不同體積、不同體積分數的乙醇溶液，混合成懸濁液；裝入聚乙烯高壓塑料袋中，真空封口，浸泡于超高壓裝置的傳壓介質油中，超高壓處理，然后過濾，去除固體顆粒得提取液，提取２次，合并提取液，真空濃縮，測定熊果酸含量，計算熊果酸提取率。

熊果酸提取率的計算公式為：

Ｙ=■×100%

式中，Ｙ為熊果酸提取率；Ｃ為提取物中熊果酸含量；Ｖ為提取物的體積；m為柿葉粉碎物的質量。

１．２．２ 柿葉熊果酸的超聲波輔助提取法 稱取１０ ｇ柿葉粉碎物，加入１００ ｍＬ體積分數為７５％的乙醇，混合成懸濁液；在２００ Ｗ超聲波功率下超聲波輔助提取２０ ｍｉｎ，去除固體顆粒得提取液，提取２次，合并提取液，真空濃縮，測定熊果酸含量，計算熊果酸提取率［９］。

１．２．３ 柿葉熊果酸的微波輔助提取法 稱取１０ ｇ柿葉粉碎物，加入１００ ｍＬ體積分數為７５％的乙醇，混合成懸濁液；在３００ Ｗ微波功率下處理４ ｍｉｎ，去除固體顆粒得提取液，提取２次，合并提取液，真空濃縮，測定熊果酸含量，計算熊果酸提取率［１０］。

１．２．４ 熊果酸的測定方法 熊果酸的測定采用Ｗａｔｅｒｓ ６００高效液相色譜儀進行，該儀器檢測器為ＵＶ－１５７０紫外檢測器，配備Ｌｕｎａ Ｃ１８柱（４．6 ｍｍ×２５０．０ ｍｍ，５ μｍ），進樣１０ μＬ，流動相為體積比為６０∶４的去離子水、１ ｇ／Ｌ磷酸混合液，流動速率為１ ｍＬ／ｍｉｎ，檢測波長為２０４ ｎｍ。

１．２．５ 單因素試驗

１）乙醇體積分數對熊果酸提取率的影響。固定超高壓提取壓力為３００ ＭＰａ，提取時間為４ ｍｉｎ，料液比為１∶１０，分別加入體積分數為７０％、７５％、８０％、８５％、９０％和９５％的乙醇進行提取試驗，研究乙醇體積分數對熊果酸提取率的影響。

２）提取壓力對熊果酸提取率的影響。固定料液比為１∶１０（ｍ／Ｖ，ｇ∶ｍＬ），加入體積分數為９５％的乙醇，分別在１００、２００、３００、４００、５００和６００ ＭＰａ的不同提取壓力下提取４ ｍｉｎ，研究提取壓力對熊果酸提取率的影響。

３）提取時間對熊果酸提取率的影響。在３００ ＭＰａ下，固定料液比為１∶１０（ｍ／Ｖ，ｇ∶ｍＬ），加入體積分數為９５％的乙醇，分別提取２、３、４、５、６和７ ｍｉｎ。

４）料液比對熊果酸提取率的影響。在３００ ＭＰａ下，加入體積分數為９５％的乙醇，分別在１∶５、１∶１０、１∶１５、１∶２０和１∶２５（ｍ／Ｖ，ｇ∶ｍＬ，下同）的料液比下提取４ ｍｉｎ，研究料液比對熊果酸提取率的影響。

１．２．６ 正交試驗 在單因素試驗的基礎上，對乙醇體積分數、提取壓力、提取時間和料液比進行正交試驗，因素與水平見表１。

２ 結果與分析

２．１ 熊果酸提取的單因素試驗結果

２．１．１ 乙醇體積分數對熊果酸提取率的影響 由圖１可知，隨著乙醇體積分數的增加，熊果酸的提取率逐漸增加，這是因為熊果酸不溶于水，易溶于乙醇、甲醇等溶劑，乙醇體積分數越大，熊果酸越易溶解，所以提取率增加。因此，選擇體積分數為９５％的乙醇作為提取劑比較合適。

２．１．２ 提取壓力對熊果酸提取率的影響 由圖２可知，在３００ ＭＰａ之前，隨著提取壓力的增加，熊果酸的提取率增加，但達到３００ ＭＰａ后，隨著提取壓力的增加，提取率反而略有下降。這是因為提取壓力會引起細胞的破裂，在３００ ＭＰａ之前，隨著提取壓力的增加，植物細胞的破裂增加，導致熊果酸的釋放增加，但３００ ＭＰａ以后，不僅熊果酸釋放，細胞中黃酮、皂甙等成分也溶出，導致溶液總溶質濃度增加，熊果酸的溶出傳質阻力增加，提取率反而下降。因此，選擇３００ ＭＰａ作為提取壓力較合適。

２．１．３ 提取時間對熊果酸提取率的影響 由圖３可知，在提取時間小于４ ｍｉｎ時，隨著提取時間的增加熊果酸的提取率增加，但達到４ ｍｉｎ以后，隨著提取時間的增加提取率反而略有下降。這也是因為在提取４ ｍｉｎ之前，隨著提取時間的增加，植物細胞的破裂增加，導致熊果酸的釋放增加，但４ ｍｉｎ以后細胞過度破裂，細胞中黃酮、皂甙等成分也溶出，導致溶液總溶質濃度增加，熊果酸的溶出傳質阻力增加，提取率反而下降。因此，選擇提取４ ｍｉｎ較合適。

２．１．４ 料液比對熊果酸提取率的影響 由圖４可知，隨著溶劑量的增加，熊果酸的提取率增加，這是因為溶劑越多，植物細胞內外的熊果酸濃度差越大，熊果酸提取越完全，但溶劑量過大會導致后續濃縮量增大，當料液比為１∶１０以后，再增加溶劑量提取率增加較緩慢。因此，綜合考慮選擇料液比為１∶１０進行提取比較合適。

２．２ 熊果酸提取工藝條件的優化

由表２可知，各因素的影響順序為Ａ＞Ｃ＞Ｄ＞Ｂ，即乙醇體積分數＞提取壓力＞提取時間＞料液比。比較Ｒ的大小可知，熊果酸提取工藝的優化條件是Ａ２Ｂ３Ｃ２Ｄ２，即乙醇體積分數９５％，提取壓力３００ ＭＰａ，提取時間４．０ ｍｉｎ，料液比１∶１１，按該條件進行１０次驗證試驗，熊果酸的平均提取率達到０．４３％。

２．３ 不同提取方法的比較

按上述最佳條件進行超高壓提取，并且同超聲波輔助提取法和微波輔助提取法的提取率進行比較，結果見表３。超高壓提取不僅較超聲波輔助提取時間縮短，而且提取率比超聲波輔助提取法和微波輔助提取法分別提高了１０．３％和１６．２％，表明超高壓提取是一種合適的提取柿葉中熊果酸的方法。

３ 結論

超高壓提取柿葉中熊果酸，可通過破壞柿葉的細胞結構，增加熊果酸的提取率，其最佳工藝參數為：提取壓力３００ ＭＰａ、提取時間４．０ ｍｉｎ、乙醇體積分數９５％和料液比１∶１１，該條件下熊果酸提取率為０．４３％，比超聲波輔助提取法和微波輔助提取法的提取率高，因此，超高壓提取是一種合適的提取柿葉中熊果酸的方法。

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