苦瓜皂苷提取及純化工藝的研究

董加寶，段麗萍，譚力，陽建章，胡莎，全沁果，廖向陽（湖南科技學(xué)院化學(xué)與生物工程學(xué)院，湖南永州425199）

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苦瓜皂苷提取及純化工藝的研究

董加寶，段麗萍，譚力，陽建章，胡莎，全沁果，廖向陽
（湖南科技學(xué)院化學(xué)與生物工程學(xué)院，湖南永州425199）

用溶劑法從苦瓜干粉中提取苦瓜皂苷并用大孔吸附樹脂對苦瓜皂苷進(jìn)行了純化研究。結(jié)果表明苦瓜皂苷最佳提取參數(shù)為：乙醇濃度70%、提取時間3h、提取溫度70℃、料液比1∶20（g/mL）。AB-8大孔吸附樹脂最佳純化工藝條件為：吸附流速4%BV/min，80%的乙醇洗脫流速為3%BV/min。得苦瓜皂苷提取率為4.8%，其純度可達(dá)到46.5%。

苦瓜；皂苷；提取；純化；AB-8樹脂

苦瓜（Momordica charantia L.），屬葫蘆科苦瓜屬植物，味甘苦、寒涼、無毒，是一種藥食同源的佳品。具有降血糖［1］、減肥、抗腫瘤［2］、抗病毒、抗生育、抗菌等功效。苦瓜皂苷是苦瓜中一種重要的有效成分，近年來國外醫(yī)學(xué)研究表明，苦瓜皂苷具有降血糖［3］、抑菌［4］、抗氧化［5］、抗腫瘤、降低膽固醇［6］、提高免疫力、消炎等功效［7］。本文旨在通過對苦瓜皂苷分離純化工藝的研究，為苦瓜皂苷的工業(yè)化生產(chǎn)提供一定的參考和理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

苦瓜粉：將新鮮苦瓜洗凈，去籽切片，烘箱中烘干，粉碎后過20目篩，將所得苦瓜粉貯存于棕色瓶中備用；95%乙醇、丙酮、乙酸乙酯、石油醚、正己烷、三氯甲烷、氯仿、香草醛、高氯酸，所有試劑均為分析純：天津市大茂化學(xué)試劑廠；AB-8大孔吸附樹脂：安徽三星冰乙酸樹脂科技有限公司；722-B型可見分光光度計(jì)：天津市普瑞斯儀器有限公司；DHG-9070AS新型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱：寧波江南儀器廠；HH-W600數(shù)顯三用恒溫水箱：金壇市億通電子有限公司；BCD-H5冰箱：小天鵝（荊州）電器有限公司AY220；電子天平：SHMADZU corporation；RE201D旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器：上海貝特儀電設(shè)備廠；jj-2組織搗碎機(jī)：常州華普教學(xué)儀器有限公司。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

準(zhǔn)確稱取人參皂苷Rg1標(biāo)準(zhǔn)品5 mg，加甲醇溶液定容至5 mL，搖勻后分別吸取此溶液0.030、0.060、0.090、0.120、0.150、0.180 mL于各試管中，水浴揮去溶劑后分別加入5%的香草醛-冰乙酸溶液0.20 mL、高氯酸0.80 mL，置于60℃水浴中加熱15 min，冷卻后加冰乙酸5 mL搖勻，于560 nm處測定吸光度。以人參皂苷Rg1為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線［8］。

1.2.2苦瓜皂苷定量測定與計(jì)算方法

準(zhǔn)確吸取適量提取液于試管中，水浴揮去溶劑，按1.2.1測定吸光度并計(jì)算苦瓜皂苷含量。

純度計(jì)算公式：

1.2.3苦瓜皂苷提取純化工藝流程

苦瓜干粉末→乙醇溶劑浸提→過濾→苦瓜提取液→大孔吸附樹脂吸附→乙醇洗脫→洗脫液→干燥→苦瓜皂苷粉末

1.2.4不同溶劑對苦瓜皂苷的提取率效果

準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量苦瓜粉5份倒入試管，在室溫下，分別取相同體積95%乙醇、去離子水、三氯甲烷、乙酸乙酯、氯仿浸提一定時間，于560 nm波長處測其吸光度并計(jì)算出含量。

1.2.5不同溶劑濃度對苦瓜皂苷的提取率效果

準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量苦瓜粉5份倒入試中，在室溫下，分別用相同體積、不同濃度的溶劑浸取相同時間后，于560 nm波長處測其吸光度并計(jì)算出含量。

1.2.6不同溫度對苦瓜皂苷的提取率效果

準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量苦瓜粉5份倒入試管，在不同溫度下，各用一定體積的溶劑浸取相同時間后，于560 nm波長處測其吸光度并計(jì)算出含量。

1.2.7不同時間對苦瓜皂苷的提取率效果

準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量苦瓜粉1份倒入提取瓶，在室溫下，用一定體積的溶劑浸提，每隔0.5 h吸取提取液，于560 nm波長處測其吸光度并計(jì)算出含量。

1.2.8不同料液比對苦瓜皂苷的提取率效果

準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量苦瓜粉5份倒入試管，在室溫下，分別加不同體積的溶劑浸提相同時間后，于560 nm波長處測其吸光度并計(jì)算出含量。

1.2.9吸附劑的選擇

準(zhǔn)確稱取一定相同質(zhì)量的硅膠G和AB-8型大孔吸附樹脂各一份，分別倒入燒杯中，再加一定相同體積的1.2.1最佳提取工藝條件下的苦瓜皂苷提取液，靜置吸附相同時間后，于560 nm波長處測其吸光度，并繪制柱形圖。

1.2.10吸附流速的確定

選用預(yù)處理后的AB-8型大孔吸附樹脂，取3根相同大小的離子交換柱，裝入規(guī)格為Ф1.0 cm×50 cm柱中，裝填高度為20 cm，分別加入相同適量的，然后將苦瓜皂苷提取液，以不同的流速進(jìn)行動態(tài)吸附，每4 mL收集一管流出液，于560 nm波長處測其吸光度，繪制不同吸附流速條件下流出液中吸光度值隨時間變化的曲線圖。

1.2.11洗脫劑的選擇

準(zhǔn)確量取相同一定體積的95%乙醇、乙酸乙酯、正己烷分別倒入燒杯中，然后加相同質(zhì)量的吸附飽和的AB-8型大孔吸附樹脂，靜置一定時間后，于560 nm波長處測其吸光度，繪制柱形圖。

1.2.12洗脫劑濃度的確定

準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量的吸附飽的AB-8型大孔吸附樹脂5份，分別加相同體積不同濃度的洗脫劑靜置洗脫相同時間后，于560nm波長處測其吸光度繪制曲線。

1.2.13洗脫流速的確定

將1.2.10吸附飽和后的樹脂，以不同的流速進(jìn)行動態(tài)吸附，洗脫液每4 mL收集一管，于560 nm波長處測其吸光度，繪制不同洗脫流速條件下洗脫液中吸光度值隨時間變化的曲線圖。

2　結(jié)果與分析

2.1不同溶劑種類對苦瓜皂苷提取的影響

不同溶劑種類對苦瓜皂苷提取的影響見表1。

表1　不同溶劑對苦瓜皂苷提取率的影響Table 1　Effect of solvent on saponins in bitter melon extraction

由表1可知，在其他條件相同的情況下用不同的溶劑：95%乙醇、水、乙酸乙酯、三氯甲烷、氯仿提取的苦瓜皂苷中，以95%乙醇提取的苦瓜皂苷含量最高，且乙醇無毒，安全性高，因此選乙醇為苦瓜皂苷提取的最佳試劑。

2.2不同溶劑濃度對苦瓜皂苷提取的影響

不同溶劑濃度對苦瓜皂苷提取的影響見表2。

表2　不同溶劑濃度對苦瓜皂苷提取率的影響Table 2　Effect of solvent strength on saponins in bitter melon extraction

由表2可見，乙醇濃度達(dá)到70%時，苦瓜皂苷的含量達(dá)到最高，濃度再升高苦瓜皂苷含量有下降的趨勢。因此，確定以濃度為70%的乙醇為最佳提取溶劑濃度。

2.3不同溫度對苦瓜皂苷提取的影響

不同溫度對苦瓜皂苷提取的影響見表3。

表3　不同溫度對苦瓜皂苷提取的影響Table 3　Effect of temperature on saponins in bitter melon extraction

由表3中可知，隨著溫度的升高，苦瓜皂苷的含量呈先上升后下降的趨勢，在40℃～70℃時苦瓜皂苷含量隨溫度升高而增加，70℃時，苦瓜皂苷含量達(dá)到最高，曲線達(dá)最高點(diǎn)。

2.4不同提取時間對苦瓜皂苷提取的影響

不同提取時間對苦瓜皂苷提取的影響見表4。

表4　不同時間對苦瓜皂苷提取的影響Table 4　Effect of time on saponins in bitter melon extraction

從表4可以看出，提取時間在1 h～3 h范圍內(nèi)時，苦瓜皂苷含量隨提取時間的延長而增加，提取時間為3 h時，皂苷含量達(dá)最大值。提取時間超過3 h后，隨提取時間的延長，皂苷含量基本處于穩(wěn)定狀態(tài)，因此提取時間確定為3 h。

2.5不同料液比對苦瓜皂苷提取的影響

不同料液比對苦瓜皂苷提取的影響見表5。

表5　不同料液比對苦瓜皂苷提取的影響Table 5　Effect of material fluid compares on saponins in bitter melon extraction

表5中，提取液的苦瓜皂苷含量先隨料液比的增大而增大，在1∶20（g/mL）時苦瓜皂苷含量達(dá)最大值，繼續(xù)增大料液比比苦瓜皂苷含量基本處于穩(wěn)定趨勢，由此確定物料比為1∶20（g/mL）。

2.6不同吸附劑對苦瓜皂苷純化的影響（靜態(tài)吸附）不同吸附劑對苦瓜皂苷純化的影響見圖1。

圖1　吸附劑對苦瓜皂苷純化的影響Fig.1　Effect of sorbent on saponins in bitter melon purification

由上圖1所示，經(jīng)AB-8大孔吸附樹脂吸附過的提取液吸光度較小，說明溶液中苦瓜皂苷含量低，由此可確定AB-8大孔吸附樹脂比硅膠吸附性能好。

2.7不同吸附流速對苦瓜皂苷純化的影響

不同吸附流速對苦瓜皂苷純化的影響見圖2。

圖2　不同吸附流速對苦瓜皂苷純化的影響Fig.2　Effect of adsorption flow velocity on the purification of saponins in bitter melon

從圖2可以看出：以5%BV/min流出的溶液，在收集到第6管時，樹脂柱基本吸附飽和，在這之后苦瓜皂苷吸光度值趨于平衡，樹脂柱吸附飽和所用時間最短，但在吸附過程中溶液中苦瓜皂苷因流速較快而流出的可能性因素更大，從而降低提取率故不考慮；以4%BV/min滴出的溶液，在收集到第8管時，樹脂柱基本吸附飽和；以3%BV/min流出的溶液，在收集到第11管時，樹脂柱才基本吸附飽和。綜合考慮所用時間，吸附效果確定4%BV/min為上柱吸附流速。

2.8不同洗脫劑對苦瓜皂苷純化的影響（靜態(tài)洗脫）

不同洗脫劑對苦瓜皂苷純化的影響見圖3。

由圖3可知，使用95%乙醇洗脫的洗脫液中較其他溶劑苦瓜皂苷含量最高。因此選用乙醇為最佳的洗脫溶劑。

2.9不同乙醇濃度對苦瓜皂苷純化的影響（靜態(tài)洗脫）

不同乙醇濃度對苦瓜皂苷純化的影響見表6。

圖3　不同洗脫劑對苦瓜皂苷純化的影響Fig.3　Effect of eluant on the purification of saponins in bitter melon

表6　不同乙醇濃度對苦瓜皂苷洗脫效果的影響Table 6　Effect of eluant strength on the purification ofsaponins in bitter melon

由表6可見，洗脫液中苦瓜皂苷含量隨著乙醇濃度的升高而增加，乙醇濃度在50%～80%之間時，皂苷含量隨乙醇濃度的增加上升幅度很大，當(dāng)乙醇濃度達(dá)到80%時，苦瓜皂苷含量雖然隨著乙醇濃度的升高有所增加，但是基本處于平衡穩(wěn)定狀態(tài)，且結(jié)合生產(chǎn)成本綜合考慮選擇，確定乙醇濃度為80%。

2.10不同洗脫流速對苦瓜皂苷純化的影響

不同洗脫流速對苦瓜皂苷純化的影響見圖4。

圖4　不同洗脫流速對苦瓜皂苷純化的影響Fig.4　Effect of elution flow velocity on the purification of saponins in bitter melon

從圖4可知以3%BV/min流出的洗脫液，在收集到第9管時，洗脫液吸光度值趨于零，洗脫完全；以4%BV/min滴出洗脫液，在收集到第11管時，洗脫液吸光度值趨于零；以5%BV/min滴出洗脫液，收集到第14管后，洗脫液吸光度值才趨于零。比較三者，達(dá)到洗脫完全所用的時間相差不大，從洗脫劑用量來考慮，以3%BV/min的洗脫流速進(jìn)行洗脫時洗脫劑用量最少。因此選定流速控制為3%BV/min。經(jīng)過計(jì)算可知苦瓜皂苷提取率為4.8%，其純度可達(dá)到46.5%。

3　結(jié)論

結(jié)果表明苦瓜皂苷最佳提取參數(shù)為：乙醇濃度70%、提取時間3h、提取溫度70℃、料液比1∶20（g/mL）。AB-8大孔吸附樹脂最佳純化工藝條件為：吸附流速4%BV/min，80%的乙醇洗脫流速為3%BV/min。得苦瓜皂苷提取率為4.8%，其純度可達(dá)到46.5%。

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Study on Extraction and Purification of Saponins in Bitter Melon

DONG Jia-bao，DUAN Li-ping，TAN Li，YANG Jian-zhang，HU Sha，QUAN Qin-guo，LIAO Xiang-yang
（Department of Biochemistry，Hunan University of Science and Engineering，Yongzhou 425199，Hunan，China）

This paper researched the extraction and purification of saponins from the bitter melon powder.The optimum parameters were as following：70%ethanol，3 h，70℃and material fluiol compares was 1∶20（g/mL）. The optimum purification conditions were confirmed as follows：AB-8macro-porous resins，adsorption flow velocity of 4%BV/min，the elutent was 80%ethanol，the eluting velocity of flow 3%BV/min.The yield of saponins was 4.8%，the purity of saponins can reach to 46.5%.

bitter melon；saponins；extraction；purification；AB-8 resins

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.13.012

董加寶（1982—），男（漢），講師，碩士，研究方向：食品化學(xué)與營養(yǎng)。

2014-12-27