超高压提取柿叶中熊果酸工艺条件的优化

董海丽 刘红

摘要：为研究超高压提取柿叶中熊果酸的优化工艺，在单因素试验的基础上，采用正交试验研究提取压力、提取时间、乙醇体积分数和料液比对提取率的影响，并且同超声波辅助提取法和微波辅助提取法进行了比较。结果表明，超高压提取柿叶中熊果酸的最佳工艺参数为提取压力３００ ＭＰａ、提取时间４.0 ｍｉｎ、乙醇体积分数９５％和料液比１∶１１（ｍ／Ｖ，ｇ∶ｍＬ），该条件下熊果酸提取率为０．４３％，比超声波辅助提取法和微波辅助提取法的提取率分别提高了１０．３％和１６．２％，表明超高压提取法适合提取柿叶中熊果酸。

关键词：超高压提取；柿叶；熊果酸

中图分类号：Ｓ６６５．２；Ｒ２８４．２文献标识码：Ａ文章编号：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

柿叶为柿树科柿树属植物柿（Ｄｉｏｓｐｙｒｏｓ ｋａｋｉ Ｌ．ｆ．）的新鲜或干燥叶，其性味苦、酸、涩、凉，具有抗菌消炎、生津止渴、清热解毒、润肺强心、镇咳止血、抗癌防癌等多种医疗保健功能［１，２］。柿叶化学成分较复杂，目前研究表明，其主要含有黄酮类、三萜类、多糖等化合物［３－６］，其中三萜类成分熊果酸是柿叶的重要化学成分［７］。为提取柿叶中的熊果酸，一些研究者已经采用微波辅助提取法、超声波辅助提取法等方法［８］提取柿叶中的熊果酸。然而，这些方法容易对提取物中的有效成分造成破坏。超高压提取是在常温条件下提取植物原料中有效成分的新技术，该技术可以大大缩短提取时间、降低能耗，而且可避免提取过程中有效成分发生变化。

采用超高压提取柿叶中的熊果酸，研究提取压力、提取时间、乙醇体积分数和料液比对提取率的影响，并且同微波辅助提取法和超声波辅助提取法进行比较，为提取柿叶中熊果酸寻求新的方法。

１材料与方法

１．１材料

柿叶采自安徽省淮南市，真空干燥后粉碎，过６０目筛后待用；所有溶剂为分析纯。

ＵＨＰ９００×２－Ｚ超高压处理装置为郑州轻工业学院研制，ＪＹ８８－ＩＩ超声波细胞粉碎机来自上海新芝生物技术研究所，ＷＦ－２０００型快速微波反应器购自上海屹尧分析仪器公司。

１．２方法

１．２．１柿叶熊果酸的超高压提取法称取一定量的柿叶粉碎物，加入不同体积、不同体积分数的乙醇溶液，混合成悬浊液；装入聚乙烯高压塑料袋中，真空封口，浸泡于超高压装置的传压介质油中，超高压处理，然后过滤，去除固体颗粒得提取液，提取２次，合并提取液，真空浓缩，测定熊果酸含量，计算熊果酸提取率。

熊果酸提取率的计算公式为：

Ｙ=■×100%

式中，Ｙ为熊果酸提取率；Ｃ为提取物中熊果酸含量；Ｖ为提取物的体积；m为柿叶粉碎物的质量。

１．２．２柿叶熊果酸的超声波辅助提取法称取１０ ｇ柿叶粉碎物，加入１００ ｍＬ体积分数为７５％的乙醇，混合成悬浊液；在２００ Ｗ超声波功率下超声波辅助提取２０ ｍｉｎ，去除固体颗粒得提取液，提取２次，合并提取液，真空浓缩，测定熊果酸含量，计算熊果酸提取率［９］。

１．２．３柿叶熊果酸的微波辅助提取法称取１０ ｇ柿叶粉碎物，加入１００ ｍＬ体积分数为７５％的乙醇，混合成悬浊液；在３００ Ｗ微波功率下处理４ ｍｉｎ，去除固体颗粒得提取液，提取２次，合并提取液，真空浓缩，测定熊果酸含量，计算熊果酸提取率［１０］。

１．２．４熊果酸的测定方法熊果酸的测定采用Ｗａｔｅｒｓ ６００高效液相色谱仪进行，该仪器检测器为ＵＶ－１５７０紫外检测器，配备Ｌｕｎａ Ｃ１８柱（４．6 ｍｍ×２５０．０ ｍｍ，５ μｍ），进样１０ μＬ，流动相为体积比为６０∶４的去离子水、１ ｇ／Ｌ磷酸混合液，流动速率为１ ｍＬ／ｍｉｎ，检测波长为２０４ ｎｍ。

１．２．５单因素试验

１）乙醇体积分数对熊果酸提取率的影响。固定超高压提取压力为３００ ＭＰａ，提取时间为４ ｍｉｎ，料液比为１∶１０，分别加入体积分数为７０％、７５％、８０％、８５％、９０％和９５％的乙醇进行提取试验，研究乙醇体积分数对熊果酸提取率的影响。

２）提取压力对熊果酸提取率的影响。固定料液比为１∶１０（ｍ／Ｖ，ｇ∶ｍＬ），加入体积分数为９５％的乙醇，分别在１００、２００、３００、４００、５００和６００ ＭＰａ的不同提取压力下提取４ ｍｉｎ，研究提取压力对熊果酸提取率的影响。

３）提取时间对熊果酸提取率的影响。在３００ ＭＰａ下，固定料液比为１∶１０（ｍ／Ｖ，ｇ∶ｍＬ），加入体积分数为９５％的乙醇，分别提取２、３、４、５、６和７ ｍｉｎ。

４）料液比对熊果酸提取率的影响。在３００ ＭＰａ下，加入体积分数为９５％的乙醇，分别在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，研究料液比对熊果酸提取率的影响。

１．２．６正交试验在单因素试验的基础上，对乙醇体积分数、提取压力、提取时间和料液比进行正交试验，因素与水平见表１。

２结果与分析

２．１熊果酸提取的单因素试验结果

２．１．１乙醇体积分数对熊果酸提取率的影响由图１可知，随着乙醇体积分数的增加，熊果酸的提取率逐渐增加，这是因为熊果酸不溶于水，易溶于乙醇、甲醇等溶剂，乙醇体积分数越大，熊果酸越易溶解，所以提取率增加。因此，选择体积分数为９５％的乙醇作为提取剂比较合适。

２．１．２提取压力对熊果酸提取率的影响由图２可知，在３００ ＭＰａ之前，随着提取压力的增加，熊果酸的提取率增加，但达到３００ ＭＰａ后，随着提取压力的增加，提取率反而略有下降。这是因为提取压力会引起细胞的破裂，在３００ ＭＰａ之前，随着提取压力的增加，植物细胞的破裂增加，导致熊果酸的释放增加，但３００ ＭＰａ以后，不仅熊果酸释放，细胞中黄酮、皂甙等成分也溶出，导致溶液总溶质浓度增加，熊果酸的溶出传质阻力增加，提取率反而下降。因此，选择３００ ＭＰａ作为提取压力较合适。

２．１．３提取时间对熊果酸提取率的影响由图３可知，在提取时间小于４ ｍｉｎ时，随着提取时间的增加熊果酸的提取率增加，但达到４ ｍｉｎ以后，随着提取时间的增加提取率反而略有下降。这也是因为在提取４ ｍｉｎ之前，随着提取时间的增加，植物细胞的破裂增加，导致熊果酸的释放增加，但４ ｍｉｎ以后细胞过度破裂，细胞中黄酮、皂甙等成分也溶出，导致溶液总溶质浓度增加，熊果酸的溶出传质阻力增加，提取率反而下降。因此，选择提取４ ｍｉｎ较合适。

２．１．４料液比对熊果酸提取率的影响由图４可知，随着溶剂量的增加，熊果酸的提取率增加，这是因为溶剂越多，植物细胞内外的熊果酸浓度差越大，熊果酸提取越完全，但溶剂量过大会导致后续浓缩量增大，当料液比为１∶１０以后，再增加溶剂量提取率增加较缓慢。因此，综合考虑选择料液比为１∶１０进行提取比较合适。

２．２熊果酸提取工艺条件的优化

由表２可知，各因素的影响顺序为Ａ＞Ｃ＞Ｄ＞Ｂ，即乙醇体积分数＞提取压力＞提取时间＞料液比。比较Ｒ的大小可知，熊果酸提取工艺的优化条件是Ａ２Ｂ３Ｃ２Ｄ２，即乙醇体积分数９５％，提取压力３００ ＭＰａ，提取时间４．０ ｍｉｎ，料液比１∶１１，按该条件进行１０次验证试验，熊果酸的平均提取率达到０．４３％。

２．３不同提取方法的比较

按上述最佳条件进行超高压提取，并且同超声波辅助提取法和微波辅助提取法的提取率进行比较，结果见表３。超高压提取不仅较超声波辅助提取时间缩短，而且提取率比超声波辅助提取法和微波辅助提取法分别提高了１０．３％和１６．２％，表明超高压提取是一种合适的提取柿叶中熊果酸的方法。

３结论

超高压提取柿叶中熊果酸，可通过破坏柿叶的细胞结构，增加熊果酸的提取率，其最佳工艺参数为：提取压力３００ ＭＰａ、提取时间４．０ ｍｉｎ、乙醇体积分数９５％和料液比１∶１１，该条件下熊果酸提取率为０．４３％，比超声波辅助提取法和微波辅助提取法的提取率高，因此，超高压提取是一种合适的提取柿叶中熊果酸的方法。

参考文献：

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