超声波法提取新疆石榴皮皂苷的工艺研究

曼苏尔·萨塔尔，谢仁娜依·普拉提，迪丽努尔·马力克

(新疆师范大学化学化工学院，新疆乌鲁木齐830054)

超声波法提取新疆石榴皮皂苷的工艺研究

曼苏尔·萨塔尔，谢仁娜依·普拉提，迪丽努尔·马力克*

(新疆师范大学化学化工学院，新疆乌鲁木齐830054)

采用超声辅助溶剂法提取石榴皮总皂苷。以石榴皮总皂苷含量为考察指标，研究了超声时间、超声频率、超声功率及料液比这四个因素对总皂苷含量的影响。选用L9(34)正交表进行正交实验，确定石榴皮总皂苷超声提取的最佳工艺条件为:超声功率400W，超声时间60min，料液比1∶60，超声波工作∶间歇时间8∶6。在最优因素水平组合条件下，齐墩果酸提取率为1.738mg/g。

超声提取，正交设计，石榴皮，总皂苷

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

石榴皮 采自新疆和田，粉碎后过20目筛;齐墩果酸标准品 中国药品生物制品检定所;甲醇、石油醚、香草醛、冰醋酸、正丁醇等 均为分析纯。

JY92－2D型超声波细胞粉碎机 宁波新芝生物科技股份有限公司;RE－52型旋转式蒸发器 上海亚荣生化仪器厂;U－3310型紫外－可见分光光度计日本Hitachi公司，扫描范围191～1100nm，采样间隔1nm，扫描速度为中速，光度模式为吸光度;电子天平 上海梅特勒－托利多仪有限公司;电热恒温水浴锅 上海一恒科技有限公司;70－1型远红线干燥箱 上海申光仪表有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 提取方法 将石榴皮粉碎、过20目筛后，准确称取1.0g，置于具塞三角锥瓶中，加石油醚(60～90℃)50mL，超声处理15min，过滤，滤纸和滤渣再加石油醚重复操作2次，弃去滤液。滤渣加50mL甲醇超声处理15min，过滤，滤纸和滤渣再加甲醇重复操作2次，合并滤液，蒸干。用10mL水饱和的正丁醇超声溶解，取溶解液，残渣再加水饱和的正丁醇萃取至正丁醇层无色，将提取液进行减压浓缩，残渣用甲醇超声溶解，过滤于25mL容量瓶中定容至刻度，精密移取5mL，定溶于25mL量瓶中，摇匀，即得。

1.2.2 最大波长的确定 取齐墩果酸标准溶液1mL，置于具塞试管中，挥干溶剂，先加入新配制的质量分数5%香草醛－冰醋酸溶液0.20mL，再加入3mL 60%硫酸，盖塞，混匀，60℃水浴加热15min，取出后终止反应10min，扫描起点800nm，扫描终点400nm，扫描间隔1nm，同时甲醇溶液作空白对照，选择出齐墩果酸的最大吸收波长为544nm。

1.2.3 标准曲线的绘制 精密称取干燥至恒重的齐墩果酸对照品10mg，溶于甲醇中，定容至10mL容量瓶中，配制成1mg/mL的齐墩果酸标准品溶液。取此标准品溶液，用甲醇依次稀释成浓度为50、75、100、125、150μg/mL的标准稀释溶液。取6支比色管，对照管中加入1mL甲醇，其余各管依次加入相应标记含量的齐墩果酸标准稀释溶液1mL。其余步骤同1.2.1，然后在最大吸收波长处测定吸光度，以吸光度A为纵坐标，皂苷浓度x(μg/mL)为横坐标，得回归方程为:y=0.00584x+0.013，相关系数(R2= 0.9978)。

图1 齐墩果酸标准工作曲线Fig.1 Sepecification cure of OA

1.2.4 正交实验 考虑到各因素之间的相互影响，为了获得最佳工艺条件，利用正交表“均衡分散”的特点，根据单因素实验结果，选用影响提取效果的4个主要因素:超声功率(A)、超声时间(B)、料液比(C)、超声频率(D)。每一个因素各选3个水平采用正交表L9(34)进行正交实验，具体因素和水平设计见表1。

表1 正交实验因素及水平Table 1 Factors and levels in orthogonal array design

1.2.5 含量测定 精密吸取样品溶液1mL，其余步骤同1.2.1方法显色，以在最大吸收波长处测定吸光度，以齐墩果酸为基准计算石榴皮中总皂苷的含量，最后按下式计算提取率。

总皂苷提取率(mg/g)=提取的石榴皮总皂苷质量(mg)/石榴皮粉末质量(g)

2 结果与讨论

2.1 单因素实验

选择超声功率、超声频率、超声时间、料液比等因素考察对提取物总皂苷含量的影响，以确定相关因素及其范围。

2.1.1 超声功率选择 超声功率的选择范围在100～500W，单因素实验结果见表2。超声功率从100W增大到300W时，总皂苷含量增大幅度较大，超过300W后，含量下降。原因是随着超声功率的提高，加强了胞内物质的释放、扩散及溶解，从而提高了提取物的含量。

表2 超声功率对提取率的影响Table 2 Effects of ultrasonic power on extraction effect

2.1.2 超声时间选择 超声提取时间范围选择在20～60min。单因素实验结果见表3。提取率随着超声时间的增加而增加，在40min时达到较高，之后基本维持恒定，这是因为细胞的渗透压在40min后便达到了平衡，使提取率保持恒定。所以选择提取时间为40min。

表3 超声时间对提取效果的影响Table 3 Effects of ultrasonic time on extraction effect

2.1.3 料液比的选择 料液比范围选择在1∶20～1∶60。表4表明，当料液比为l∶30时，提取得率达较高值，此后，再提高溶剂用量，得率增加缓慢，因此，料液比为1∶30比较合适。

表4 料液比对提取率的影响Table 4 Effects of solid－liquid ratio on extraction effect

2.1.4 超声频率(超声辐照方式)的选择 超声辐照方式选择为为2∶6(即超声辐照2s，间歇6s)、4∶6、6∶6、8∶6、10∶6。实验结果表明随着辐射时间的增加，有效成分的浸出是增加的，考虑到辐照时间过长可能会导致皂苷降解，因此，选择浸提的适宜辐照方式为8∶6。

表5 超声频率对提取效果的影响Table 5 Effects of ultrasonic frequency on extraction effect

2.2 正交实验结果

2.2.1 正交实验结果 正交实验结果如表6所示。正交实验结果直观分析表明，石榴皮总皂苷的最佳提取工艺条件为:A3B3C3D2，即超声功率400W，超声时间60min，料液比1∶60，超声频率工作8s，间歇6s。各种因素对提取效果影响的主次顺序依次为:B＞D＞C＞A，即超声时间对提取效果的影响最大，超声频率次之，超声功率影响最小。

表6 L9(34)正交实验结果Table 6 Results of orthogonal array design test

2.2.2 最佳提取工艺验证 为进一步考察优选工艺的可靠性及稳定性，取3份药材按上述最佳提取工艺进行验证实验，操作方法同前述测得实验结果见表7。

表7 验证实验结果Table 7 Verification experimental results

3 结论

三萜类皂苷是石榴皮中的主要化学成分之一，大多具有齐墩果烷型结构。我们选用与其结构接近的齐墩果酸作为对照，采用香草醛－冰醋酸－硫酸体系显色并测定石榴皮中总皂苷含量。结合单因素实验结果，采用正交实验对石榴皮中总皂苷提取工艺进行了筛选。结果表明石榴皮总皂苷的最佳提取工艺为:超声功率400W，超声时间60min，料液比1∶60，超声频率工作8s、间歇6s。在最优因素水平组合条件下测得的石榴皮总皂苷含量为1.738mg/g。

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［5］李健，陈珠娟，张若男，等.超声辅助溶剂法提取肉桂总皂苷工艺的研究［J］.食品科学，2008，29(4):177－180.

［6］高侠，黎云祥，蔡凌云，等.白筋叶总皂苷提取工艺和含量测定研究［J］.光谱实验室，2009，26(4):814－820.

Study on ultrasoni technology of total saponins from Xinjiang pomegranate peel

MANSUER·Sataer，XIERENAYI·Pulati，DILINUER·Malike*
(Chemistry and Chemical Engineering，Xinjiang Normal University，Urumqi 830054，China)

The ultrasonic－assisted method was applied to extract of total saponim from pomegranate peel. Regarding the factors such as the treating time，ultrasound frequency，ultrasonic power and solid to liquid ratio as affecting the content of total saponins were studied.The L9(34)orthogonal array was adopted to the experiment. According to results of orthogonal experimental design，the optimum extracting conditions of total saponins in pomegranate peel were as follows:ultrasonic power 400W，extraction time 40min，ultrasonic frequency solid to liquid ratio was 1∶60 and the treatment to intermission ratio was 8∶6.Under these conditions，the yield of oleanolic acid was 1.738mg/g.

ultrasonic extraction;orthogonal test;pomegranate peel;total saponins

TS255.1

B

1002－0306(2012)08－0256－03

石榴皮系石榴科(Punica granatum Linn.)石榴属植物石榴的干燥果皮，原产地为中亚地区，新疆南疆地区石榴资源丰富，品质优良，是维吾尔医的重要天然药材。石榴皮性酸、味涩可用于治疗久泻久痢，滑泄漏精，肠风下血，崩漏带下，虫积腹痛，疥癣，疮疡，烫伤［1］，此外石榴皮提取物还具有很强的抗氧化活性［2］。研究表明，石榴皮中含有大量的多酚类物质，如鞣花单宁、鞣花酸、花青素及其它类黄酮物质，有机酸，生物碱类等［3］。总皂苷是存在于植物界的一类比较复杂的苷类化合物，它的水溶液易引起肥皂样泡沫，且多数具有溶血等特性，其皂苷类成分主要是以齐墩果酸、熊果酸、桦木酸为皂苷元的三萜皂苷［4］。国内对石榴皮中总皂苷的研究报道很少。因此，开展对石榴皮皂苷提取工艺的研究具有十分重要的现实意义。超声提取技术主要是利用超声波的空化作用加速植物有效成分的提取，超声波提取皂苷具有省时、节能、提取率高等优点［5］。本研究选择齐墩果酸为对照品，采用香草醛－高氯酸体系比色法测定石榴皮中总皂苷含量，采用正交实验优化提取工艺条件，旨在为进一步开发利用石榴皮皂苷提供理论依据。

2011－06－14 *通讯联系人

曼苏尔·萨塔尔(1964－)，男，本科，副教授，研究方向:天然产物。

国家自然科学基金(21165018)。