山楂中熊果酸的提取工藝

郭　梅，呼　娜，王　娜（天津農學院食品科學系，天津市農副產品深加工技術工程中心，天津300384）

山楂中熊果酸的提取工藝

郭梅，呼娜，王娜
（天津農學院食品科學系，天津市農副產品深加工技術工程中心，天津300384）

摘要：以山楂為原料，利用乙醇為浸提劑，研究了熊果酸的提取工藝，分別考察了乙醇濃度、浸提溫度、料液比和浸提時間各單因素水平對熊果酸提取效果的影響，并通過正交試驗確定了提取熊果酸最佳的工藝條件。結果表明影響熊果酸提取的因素主次順序為：乙醇濃度>浸提溫度>浸提時間>料液比。最佳提取工藝參數為：用體積分數90%的乙醇浸提，料液比1∶30（g/mL），浸提溫度80℃，浸提時間2 h。

關鍵詞：山楂；熊果酸；乙醇；浸提

山楂（Crataegus pinnatifida Bunge）屬于薔薇科山楂屬植物，其野生種分布于世界各地，但唯有我國把山楂作為栽培果樹，特別是在我國北方地區，山楂的產量僅次于蘋果、梨、桃。山楂果實中含有大量的熊果酸，具有其獨特的酸味。熊果酸（Ursolic acid），又名烏蘇酸、烏索酸、α-香樹脂醇，是一種弱酸性五環三萜類化合物[1]。熊果酸資源廣，具有廣泛的生物活性，尤其在抗腫瘤、抗氧化、提高免疫力、降血脂、降血糖、抗菌、抗炎、抗病毒、保肝和美容護膚等方面的作用顯著[2-9]。

由于熊果酸來源于自然，安全性好，還有一定的營養和藥理作用，因此，熊果酸在食品工業、醫藥加工和化妝品行業都具有良好的發展前景和重要應用價值。目前，國內關于不同原料中熊果酸的提取和測定方法已有部分研究報道[10-17]，但各種方法在材料處理、溶劑選擇、熊果酸含量表示等方面不盡相同。本試驗通過單因素及正交試驗研究了從山楂中提取熊果酸的工藝條件，為開發利用豐富的山楂資源，增加經濟附加值，以期為今后山楂熊果酸的應用提供理論參考。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

山楂：購于天津市西青區紅旗農貿市場；熊果酸標準品：購于中國藥品生物制品檢定所；無水乙醇、95%乙醇、香草醛、冰醋酸、高氯酸等試劑均為分析純。

新型密封式粉碎機：溫州市具力才業機械有限公司；電子天平FA2004：上海精科儀器廠；HH數顯恒溫水浴鍋：江蘇金壇市金城國盛實驗儀器廠；16WS型高速臺式離心機：湖南湘儀離心機儀器有限公司；紫外可見分光光度計UV-7504：龍尼柯（上海）儀器有限公司。

1.2方法

1.2.1熊果酸提取工藝

鮮山楂→清洗→切片、去核→烘干→粉碎（40目）→乙醇浸提→過濾→離心→熊果酸提取液

1.2.2熊果酸含量的測定[18-19]

用熊果酸標準品作對照，加入5%香草醛—冰醋酸、高氯酸顯色，在波長548nm處測定吸光度。以熊果酸的微克數為橫坐標，吸光度A為縱坐標，回歸方程為：A=0.006 2X+0.005 3（R2=0.999 7）。

1.2.3單因素試驗

1.2.3.1乙醇濃度對熊果酸提取效果的影響

采用料液比為1∶30（g/mL）、浸提溫度為60℃、浸提時間為2h，考察乙醇濃度為50%、60%、70%、80%、90%條件下熊果酸的得率。

1.2.3.2浸提時間對熊果酸提取效果的影響

采用料液比為1∶30（g/mL）、浸提溫度為60℃、乙醇濃度為70%，考察浸提時間1、1.5、2、2.5、3 h條件下熊果酸的得率。

1.2.3.3浸提溫度對熊果酸提取效果的影響

采用料液比為1∶30（g/mL）、浸提時間為2 h、乙醇濃度為70%，考察浸提溫度50、60、70、80、90℃條件下熊果酸的得率。

1.2.3.4料液比對熊果酸提取效果的影響

采用浸提溫度為60℃、浸提時間為2 h、乙醇濃度為70%，考察料液比1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50（g/mL）條件下熊果酸的得率。

1.2.4正交試驗

根據單因素試驗的結果，進行L9（34）正交試驗，確定出熊果酸提取的最佳工藝參數。

2　結果與分析

2.1乙醇濃度對熊果酸得率的影響試驗結果見圖1。

圖1　乙醇濃度對熊果酸得率的影響Fig.1　Effects of alcohol percent on yield of ursolic acid

本試驗采用乙醇—水為提取溶劑，根據相似相容原理，調節乙醇—水比例，使其極性與熊果酸相近，從而使得熊果酸達到最大溶解度。由圖1可見：隨著溶劑中乙醇濃度的提高，熊果酸得率逐漸增大，但乙醇濃度達到80%以后，熊果酸得率增加幅度緩慢。綜合考慮經濟成本以及乙醇利用率等問題，故選擇乙醇濃度為80%。

2.2浸提時間對熊果酸得率的影響

試驗結果見圖2。

圖2　浸提時間對熊果酸得率的影響Fig.2　Effects of extraction time on yield of ursolic acid

由圖2可知，熊果酸得率在一定范圍內隨著浸提時間的延長而增加，當浸提時間超過2.5 h以后，隨著時間的延長，熊果酸的得率反而緩慢降低。熊果酸從山楂粉末到提取溶劑主體傳遞的過程可分為兩個階段，第一階段，溶劑與山楂粉末固體之間的浸泡過程，溶劑不斷向固體內部擴散，在細胞內溶解熊果酸。第二階段，溶解熊果酸的溶劑向溶劑主體擴散，直到細胞內熊果酸濃度與溶劑主體熊果酸濃度幾乎接近為止，保持動態平衡的傳遞過程，在此階段，若浸提時間不足則會影響熊果酸的得率。此外，浸提溫度較高，長時間加熱也會增加生產成本。因此，選擇浸提時間為2.5 h。

2.3浸提溫度對熊果酸得率的影響

試驗結果見圖3。

圖3　浸提溫度對熊果酸得率的影響Fig.3　Effects of extraction temperature on yield of ursolic acid

由圖3可知，熊果酸得率開始隨著溫度的升高而逐漸增加。當溫度達到70℃時熊果酸得率最大。隨后繼續升高溫度熊果酸的得率呈緩慢下降趨勢。溫度對熊果酸從固體內部向溶劑主體擴散的過程中起兩方面作用，一方面，溫度與提取傳質速率呈正比，溫度升高，傳質速率增大；另一方面，由于山楂粉含有大量果膠，當乙醇濃度較低時，溫度升高使得黏度有所增加，影響熊果酸得率，并且溫度過高，還有可能還會破壞熊果酸的活性，而且工業生產能耗增大。因此，選擇浸提溫度為70℃。

2.4料液比對熊果酸得率的影響

試驗結果見圖4。

圖4　料液比對熊果酸得率的影響Fig.4　Effects of solid-liquid ratio on yield of ursolic acid

在相同的提取條件下，料液比對提取過程的影響主要體現在，熊果酸的溶解度一定，增大提取溶劑，則溶解熊果酸的量也增大，從理論上講在原料一定時，提取溶劑增大，熊果酸的浸出率增大。但提取溶劑并非能無限增大，若提取溶劑用量太大，一方面回收溶劑的成本增加，另一方面加熱的能耗增加。由圖4可知，當料液比在1∶10（g/mL）與1∶30（g/mL）之間時，得率呈遞增趨勢，當料液比在1∶30（g/mL）與1∶50（g/ mL）之間時，得率有遞減趨勢。因此選用料液比為1∶30（g/mL）。

2.5正交試驗結果

在單因素試驗基礎上，對浸提時間、浸提溫度、料液比和乙醇濃度4個因素進行了L9（34）正交試驗，每個試驗做3次重復，因素水平表見表1，正交試驗結果見表2。

表1　因素水平表Table 1　Factors and levels of orthogonal test for yield of ursolic acid

根據表2中的極差分析可知，影響熊果酸得率的因素主次順序為：D（乙醇濃度）>B（提取溫度）>A（浸提時間）>C（料液比）。最佳工藝條件組合為A1B3C2D3，即乙醇濃度90%、浸提溫度80℃、料液比1∶30（g/mL）、浸提時間2 h。采用A1B3C2D3的工藝條件提取熊果酸，驗證試驗測得熊果酸得率為0.262%。

表2　L9（34）正交試驗結果Table 2　Result of L9（34）orthogonal test

3　結論

采用乙醇—水為提取溶劑從山楂中提取熊果酸，通過單因素試驗確定了乙醇濃度、浸提溫度、料液比、浸提時間對熊果酸得率的影響水平，進一步通過正交試驗，確定了影響熊果酸得率的主次因素順序是：乙醇濃度>提取溫度>浸提時間>料液比。最佳浸提工藝參數：乙醇濃度90%、浸提溫度80℃、料液比1∶30（g/mL）、浸提時間2h時，熊果酸的提取效果達到最佳。

參考文獻：

[1]李開泉,陳武,熊筱娟,等.烏索酸的化學、藥理及臨床應用進展[J].中成藥,2002,24(9):709-711

[2]李宏楊,劉國民,劉飛,等.熊果酸及五環三萜同類物的研究進展[J].湖南工業大學學報,2009,23(1):18-21

[3]王建梅,向敏,凌婧,等.熊果酸對DM大鼠主動脈血管NF-kB表達的影響[J].中藥藥理與臨床,2009,25(1):11-14

[4]Li J,Guo W,Yang Q Y.Effects of ursolic acid and oleanolic acid on human colon carcinoma cell line HCTI5[J].World J Gastroenterol,2002,8(3):493-495

[5]劉瓊,葉秀峰,張徽.熊果酸抑制膠質瘤裸鼠移植瘤生長及其機制的初步探討[J].第三軍醫大學學報,2009,31(1):1041-1044

[6]You H J,Choi C Y,Kim J Y,et al.Ursolic acid enhances nitic oxide and tumor necrosis factor-alpha production via nuclear factor-kappa B activation in the resting macrophages[J].FEBS Lett,2001,509 (2):156-160

[7]熊筱娟,陳武,肖小華,等.烏索酸與齊墩果酸對小鼠實驗性肝損傷保護作用的比較[J].江西師范大學學報(自然科學版),2004,28 (16):540-543

[8]Chattopadhyay D,Arunachalam G,Mandal A B,et al.Antimicrobial and anti-inflammatory activity of folklore:Mallotus peltatus leaf extract[J].J Ethnopharmacol,2002,82(2/3):229-237

[9]盧靜,張博超,姜瑋,等.熊果酸抗氧化性能的研究[J].食品工業科技,2009,30(1):126-127

[10]于明明,周富強,劉軍海．熊果酸提取工藝的研究進展[J].氨基酸和生物資源,2009,36(1):33-36

[11]廖曉峰,陳正行,章洛汗,等.梔子果中熊果酸的提取工藝研究[J].食品研究與開發,2006,27(2):58-59

[12]谷芳芳,任鳳蓮.山楂葉中熊果酸提取工藝研究[J].廣州化學,2006, 31(1):35-36

[13]張利,何林芯,馮喜文,等.酶法提取車前草中熊果酸的工藝研究[J].安徽農業科學,2010,38(11):5846-5847

[14]黎海彬.山楂中熊果酸提取分離的工藝研究[J].食品科學,2009, 30(16):177-180

[15]陳亮,夏曉芬,侯忍,等.金葉女貞中熊果酸的提取工藝研究[J].安徽農業科學,2011,39(30):18481-18483

[16]韓媛媛,徐新剛,生立嵩,等.熊果酸提取分離方法研究進展[J].中國醫藥指南,2012,10(35):433-435

[17]劉紅,靳學遠,秦霞.微波輔助提取毛泡桐葉中熊果酸的工藝研究[J].中國農學通報,2014,30(12):300-303

[18]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].光譜實驗室,2006,23(2):401-404

[19]黎海彬.山楂中有效成分含量測定的研究[J].食品科學,2008,29 (8):475-477

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2015.20.028

收稿日期：2015-03-25

作者簡介：郭梅（1966—），女（漢），教授，博士，研究方向：食品科學與生物工程。

Study on the Extraction Process of Ursolic Acid from Haw

GUO Mei，HU Na，WANG Na
（Food Science Department of Tianjin Agriculture University，Tianjin Engineering and Technology Research Center of Agricultural Products Processing，Tianjin 300384，China）

Abstract：The ursolic acid from haw was studied.This study choose alcohol as the extract agent.Using single factor and orthogonal test method，the effects of alcohol percent，extraction temperature，ratio of solid-liquid and extraction time on extraction efficiency were further detected.The results showed that the extraction rate of ursolic acid was mostly influenced by alcohol percent，followed by extraction temperature，extraction time and ratio of solid-liquid.The optimum process parameters were alcohol percent 90%，ratio of solid-liquid 1∶30（g/ mL），extraction temperature 80℃and extraction time 2 h.

Key words：haw；ursolic acid；alcohol；extraction