茶条槭叶没食子酸的提取工艺优化及其稳定性研究

邱 亮，于华忠，刘建兰，高 梦，郑红岩

（吉首大学林产化工工程湖南省重点实验室，湖南 张家界42700）

茶条槭（Acerginnala Maxim）为槭树科槭树属，落叶小乔木或灌木植物[1]。长期以来因其叶形清秀，树形优美，主要用于园林树种。嫩叶可加工制成茶叶，具有生津止渴，退热明目之功效[2]。近年来随着研究的不断深入，发现其叶中含有多种功效成分，其中没食子酸（Gallic acid，GA）在叶中含量高达20%[3]。没食子酸，化学名称为3,4,5-三羟基苯甲酸，通常以没食子单宁的形式存在植物中，没食子单宁是没食子酸与多元醇生成的酯，可以在酸、碱、酶作用下生成没食子酸和多元醇[4]。茶条槭叶中含有的槭树单宁为远志糖醇没食子酸酯，它经水解后生成两分子没食子酸[5]。没食子酸是一种重要的精细化工产品，具有抗肿瘤、抗氧化、抗辐射等多种生物学活性[6]，在生物、医药、化工等领域都有广泛的应用[7]。由于工业生产原料的限制，没食子酸在国内外市场上供不应求。近些年来对生产没食子酸的原料研究只局限于五倍子和塔拉，关于使用茶条槭提取没食子酸的研究国内鲜有报道。本研究以茶条槭叶为原料进行没食子酸提取工艺研究，并考察了没食子酸的稳定性，以期为茶条槭没食子酸提取工艺及没食子酸的贮存和应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 仪器与材料

UV757CRT 紫外可见分光光度计（上海精科仪器公司）；HH 数显恒温水浴锅（江苏金城国胜实验仪器厂）；FA224B 万分之一天平（上海佑科仪器公司）；十万分之一分析天平（日本岛津公司）；GZX-9146 MBE 数显鼓风干燥机（上海博迅有限公司医疗设备厂）。

茶条槭树叶采自吉林省长春市中东商场广场，烘干粉碎后备用；NaOH、HCl、结晶CaCl2、FeSO4·7H2O、CuSO4·5H2O、Mg（NO3）2·6H2O、MnSO4·H2O均为分析纯。

1.2 检测方法的建立

1.2.1 标准品溶液的配制 精密称取没食子酸标准品14.03 mg，置50 mL 容量瓶中，加80℃热水溶解并定容，即得标准品溶液。

1.2.2 最大吸收波长的确定 配置一定浓度的没食子酸标准品溶液，采用紫外分光光度计在200～400 nm 波长范围内扫描，结果在266 nm 处有最大吸收值，所以选择266 nm 为检测波长。

1.2.3 标准曲线的绘制 精密吸取标准品溶液0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL，用蒸馏水分别定容至25 mL。在266 nm 处测定吸光度，以吸光度A 为纵坐标、浓度C（mg/mL）为横坐标绘制标准曲线，得回归方程A=44.34 C-0.026 2，R2=0.999 8。

1.2.4 样品溶液的制备 称取茶条槭干叶1.0 g 于锥形瓶中，按设定的条件进行加热提取，提取液进行过滤，滤液定容至一定体积，分别取0.5 mL 定容后滤液置于50 mL 容量瓶中，蒸馏水定容，在266 nm 处进行吸光度测定。

1.3 单因素试验

按照各个因素不同参数进行提取，将提取液按“1.2.4”制备成样品溶液，测定吸光度，计算没食子酸的提取量。

1.4 没食子酸稳定性研究

配置一定浓度的没食子酸标准品溶液，分别考察不同温度、pH 值和不同种类、浓度的金属离子对其稳定性的影响。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 提取温度的选择 称取茶条槭干叶1.0 g，按料液比（g/mL）1∶40 加入4 mol/L 盐酸分别在70、80、90 和100℃下加热提取3 h，没食子酸提取量分别为152.698、179.694、182.403 和197.601 mg。

可见，随着温度的升高，没食子酸的提取量增加。茶条槭叶中没食子酸主要是叶中单宁酸分解所得产物，温度高有助于茶条槭叶中单宁酸水解生成没食子酸，试验中提取剂为盐酸水溶液，因此100℃为最佳提取温度。

2.1.2 料液比的选择 称取茶条槭干叶1.0 g，按不同料液比加入4 mol/L 盐酸，沸水浴提取3 h。在料液比分别为1∶20、1∶40、1∶60、1∶80 时，没食子酸提取量分别为 201.962、222.551、225.423、197.995 mg。可见茶条槭叶中提取出来的没食子酸的量随着料液比的增加而增加，但当料液比达到1∶40 后再增加料液比提取量没有明显提高，当料液比为1∶80时，提取量出现下降趋势。这可能是叶中的没食子酸已基本提取完全，料液比增加使得其他杂质提取出来，导致提取试剂对没食子酸溶解度下降。所以料液比应选择1∶40 为最佳。

2.1.3 盐酸浓度的选择 称取茶条槭1.0 g，按料液比1∶40 分别加入不同浓度盐酸，沸水浴提取3 h。盐酸浓度分别为1、2、3、4 mol/L 时，没食子酸提取量分别为 185.359、187.488、196.505、196.504 mg。可见，随着盐酸浓度的增大，没食子酸的提取量也在提高。没食子酸主要是单宁水解后的产物，加酸有助于单宁水解生成没食子酸。试验表明当盐酸浓度达到3 mol/L 时再增加盐酸的浓度，没食子酸的提取量趋于平稳。所以盐酸浓度应选择3 mol/L为最佳提取浓度。

2.1.4 提取时间的选择 称取茶条槭干叶1.0 g，按料液比1∶40 加入4 mol/L 盐酸，沸水浴中分别提取2、3、4、5、6 h，没食子酸提取量分别为201.072、205.600、200.762、213.611、216.939 mg。

可见，随着提取时间的增加，没食子酸的提取量也在增加，当提取时间达5 h 以后再延长提取时间没食子酸的提取量没有明显提高，这可能是因为叶中单宁已被完全水解。因此，提取时间应选择5 h为最佳提取时间。

2.2 正交试验

根据单因素试验结果，选择盐酸浓度、料液比、提取时间作为考察酸水解法提取没食子酸的3 个因素，每个因素3 个水平，因素水平表见表1。以茶条槭叶中没食子酸提取量作为指标，选择L9（34）正交表进行正交试验，正交试验结果见表2。

表1 正交试验因素水平表

表2 正交试验结果

由表2 可知各因素对没食子酸提取量影响大小为B>A>C，酸水解法提取没食子酸的最优条件为A3B3C3，即料液比1:60、盐酸浓度4 mol/L、沸水浴水解6 h，由于酸水解时间因素在正交试验中差异性不显著，从节约成本角度考虑，最佳提取工艺选择A3B3C1，即料液比1:60、盐酸浓度4 mol/L、沸水浴水解4 h，此条件下没食子酸提取量为210.314 mg。

2.3 不同因素时没食子酸稳定性的影响

2.3.1 温度对没食子酸稳定性的影响 没食子酸溶液放置不同温度下12 h 后结果见表3。由表3 可知，随着温度的升高没食子酸的降解率有小幅度的增大，70℃加热12 h，没食子酸的降解率为2.556%，100℃加热12 h 没食子酸的降解率为6.570%，仅为相同条件下70℃降解率的2.570 倍。可见没食子酸在高温（<100℃）条件下相对稳定。

表3 温度对没食子酸稳定性的影响

2.3.2 酸碱度（pH）对没食子酸稳定性的影响 不同酸碱度没食子酸水溶液置于室温下4 h 后进行吸光度测定，结果见表4。由表可知，pH 值在2～3间没食子酸稳定性良好，当pH 值>4 没食子酸降解速度加快。这主要是因为没食子酸是酸性物质，在强酸性条件下可保持稳定，遇碱会发生降解反应。

2.3.3 金属离子对没食子酸稳定性的影响 取已配置浓度为0.575 mg/mL 没食子酸溶液2 mL，用不同浓度的Fe2+、Mn2+、Ca2+、Cu2+、Mg2+离子分别定容到100 mL，室温放置一段时间后，在266 nm 处测定其吸光度。由表5 可知，几种金属离子中Fe2+对没食子酸的稳定性影响最大，试验过程中发现没食子酸与Fe2+反应生成深蓝色沉淀，Mn2+、Mg2+、Ca2+、Cu2+对没食子酸的稳定性影响很小，当Cu2+浓度>40×10-4mol/L 时，对没食子酸的稳定性有很大影响，24 h 内降解率达到19.194%。

表4 pH 值对没食子酸稳定性的影响

表5 金属离子对没食子酸稳定性的影响

3 讨 论

茶条槭叶中没食子酸主要是以槭单宁的形式存在，茶条槭叶中游离的没食子酸含量相对很小，使用传统的溶剂提取，提取的大部分只是游离的没食子酸，前期尝试的最优溶剂提取工艺，没食子酸提取量也只有39.210 mg/g。采用酸水解的最佳提取工艺，即料液比1∶60，盐酸浓度4 mol/L，沸水水浴4 h，没食子酸提取量为210.314 mg/g。此方法较传统的溶剂提取和先水提后酸解方法工艺简单且提取效率高，可为工业化生产提供试验依据。

没食子酸稳定性的试验表明：没食子酸对温度及强酸稳定性较好，和碱容易发生反应，在应用时应避免在碱性条件下使用；Mn2+、Mg2+、Ca2+、Cu2+（浓度<40×10-4mol/L）对没食子酸的稳定性影响很小，Fe2+对没食子酸的稳定性影响很大，所以在没食子酸的贮存和应用时尽量避免与铁质容器直接接触。

[1]王 丹，庞春华，高亚卉，等.茶条槭不同海拔种群的表型多样性[J].云南植物究，2010，32（2）：117-125.

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