对荷叶的催化抽提考察

郑少华 史晓丹 朱全力

(韩山师范学院化学系，广东 潮州 521041)

荷叶为睡莲科植物，富含生物碱、黄酮等物质，具有清暑利湿、生发清阳、清心去热、止血利水的活性[1]。现代临床研究表明：荷叶具有降脂减肥、抗氧化与抗衰老、抑制脂肪肝、抑菌、抗病毒、抗炎、抗敏等作用[2]。为获得其中有效成分，常采用溶剂抽提的方法。就现行文献报道来看，使用乙酸乙酯[3]、乙醇[4-5]、水[6]、盐酸[7]、氢氧化钠溶液[8]都具有比较好的效果，其中水是一种廉价高效的常用溶剂。对于水作为溶剂，实验发现在85℃具有很好的抽提效果[9]。

在植物的水抽提过程中，除了有一些极性物质溶入水之外，还有可能发生水解等反应，而酸碱一般是这类水解反应的催化剂，因此，酸碱能否催化抽提过程是一个值得研究的课题。若使用液态酸碱催化，会导致抽提物分离的困难，而使用固体酸碱催化剂，则可以方便地解决这一问题。基于这一目的，本文报道了一些固体酸碱对荷叶抽提过程影响的初步结果。

1 实验部分

1.1 催化剂制备

用作固体酸物质的氧化铝(<100目)采用瓶装试剂，3A分子筛经研磨之后过100 目筛。使用的瓷土矿与高岭土矿分别来自于潮州本地与茂名市，改性的粘土矿按照下述步骤进行改性。

瓷土矿和高岭土的酸改性是将经过120℃煅烧2h的粘土矿按照1g/1.5ml的比例用4mol/L的盐酸在90℃处理2h，洗涤至中性后在110℃烘6h，过 100目筛分即可。瓷土矿和高岭土矿的碱改性是将经过120℃煅烧2h的粘土矿按照质量比1：5与7wt%的氢氧化钠溶液混合，在90 ℃处理2h，洗涤至中性后，经过110℃烘6h，再过100目筛分即可。

1.2 抽提

将粉碎的荷叶与蒸馏水按质量比1：40混合后于回流装置进行抽提，除了沸腾下回流，其他温度下的抽提利用水浴控温。在考察固体酸碱对抽提的影响时，固体酸碱的加入量控制为与荷叶的质量比为4：5。因为加入的固体酸碱都是一些多孔性物质，具有较强的吸附性能，为消除吸附的影响，参比液采用同条件下水抽提后再加入同质量的固体酸碱，经过 100分钟后，进行光度分析。

1.3 光度分析

所得抽提液经过相同时间后利用722S分光光度计(上海棱光技术有限公司)在可见区域测定其吸光曲线，通过吸光曲线比较抽提物中对可见光有吸收的物质的变化，通过最大吸收波长下的吸光度值比较抽提物浓度大小。

2 结果与讨论

图1为用水在不同温度下抽提后的抽提液的吸光曲线，从吸光曲线的形状来看极其相似，这表明不同温度下的抽提液组成很相似，特别是对可见光区域有吸收的物质种类及其含量相似。从最大吸收波长下的吸光度数值进行比较，发现温度较高比较有利于抽提，但本实验最佳温度是85℃而非95℃，这一结果与蒋益虹等人[9]的结果一致。因此，选定85℃作为本抽提实验的控制温度。

图1 温度对抽提的影响(1，55℃；2，65℃；3，75℃；4，95℃；5，85℃)

图2为在85℃用水抽提过程中添加两种常见的粘土矿物的情况，因为氧化铝也是粘土矿物常见的组分，故也在此一起讨论。这些添加的物质都属于多孔性物质，在溶液中具有一定的吸附性能，为考察添加物对抽提的影响，将在85℃用水抽提后的抽提液中加入相应的固体粉末，吸附平衡后的清液作为参比液。从图2的参比样品与图1中的吸光曲线比较，发现这些粘土矿物质都具有明显的吸附作用。但从图2的吸光曲线来看，在抽提过程中添加茂名高岭土、潮州瓷土矿或氧化铝后与相应的参比液比较，吸光曲线很相似，说明添加这些物质没有明显改变抽提液的组成与相对含量。但从在480nm的吸光度数值来看，在抽提过程中添加这些物质，都显示出了一定的促进作用。因为荷叶中含有一些生物碱[10]，而添加的这些矿物质表面具有一定的酸位[11]，这对生物碱游离出荷叶的固相结构是有利的。此外，这些添加的固体酸，还有可能促使了荷叶中一些物种的水解。

图2 粘土矿物对抽提的影响

3A分子筛以一种典型的固体酸，而粘土矿物经过酸改性后表面酸位显著增多和酸性增强[12]，当它们分别添加到对荷叶的抽提过程中时，对抽提液吸光度的影响如图3所示。从各吸光曲线来看，在480nm出现最大吸收，分别与图1中在480nm的吸光度比较，发现这些物质具有明显的吸附作用，导致抽提液的吸光度减少。将催化抽提液与相应的参比液比较，发现吸光曲线相似，但参与这些固体酸物质参与的抽提液比相应的参比液的吸光度都要高，表明这些固体酸对抽提具有促进作用。其中，尤以酸改性的潮州瓷土矿的催化作用明显。与图2比较，还发现这些固体酸物质对抽提的催化作用更显著。除了酸性能影响抽提之外，酸改性的矿物质其比表面增大也可能是催化作用加强的原因之一，因为，一般酸改性的矿物质的比表面都要增大[13]。

图3 固体酸对抽提的影响

图4为碱改性的粘土矿对抽提液吸光曲线的影响。比较参比液与催化的抽提液发现，参比液的吸光曲线与水抽提的类似，最大吸收波长在480nm不变，但催化抽提液的吸光曲线有所变化，最大吸收波长在470nm。说明添加这些物质之后，对抽提出来的物质的有所影响。结合图5来看，可能是由于溶液有一定碱性所致。这可能与碱改性的粘土矿物有关，或没有洗干净，在抽提时溶解于溶液中。也可能是固体表面的碱性位，因为碱改性时会形成一些碱性位置[14]。碱改性粘土矿催化抽提的另外一个特点是比相应的酸改性的要差，这可能说明酸位的影响更大。

图4 固体酸碱对抽提的影响

图5为在水抽提过程中添加酸碱溶液对抽提液吸光曲线的影响。从吸光曲线的形状判断，添加酸，其抽提液的最大吸收波长为480nm。但是，添加碱，其抽提液的最大吸收波长从480nm移到470nm。这意味着抽提液中组分的相对含量有一些变化。若利用吸光度数值来衡量对应吸收波长的物质的含量，则发现酸碱对抽提都有促进作用，但以酸性的促进作用更明显。若酸主要是对一些生物碱的抽提的促进作用[15]，则碱可能是促进了一些荷叶中物质的水解。

从上述讨论来看，酸碱对荷叶的抽提都具有促进作用，酸性或酸位的促进作用更明显。但酸碱促进作用的机理可能是不同的。除了利用酸碱的相互作用，即酸促进碱性物质的抽提，碱促进酸性物质的抽提之外，还有可能酸碱促进了一些植物中物质的水解等反应。

图5 酸碱溶液对抽提的影响

3 结论

本实验通过考察了一些固体酸碱粉末对在85℃的条件下水抽提荷叶的影响，利用分光光度法测定了抽提液的吸光曲线和吸光度，发现改性或未改性的粘土矿物对于抽提都具有促进作用，作为典型固体酸的3A分子筛以及氧化铝也都显示了促进作用，但酸性物质或酸改性的粘土矿物的促进作用更大，而碱性物质或碱处理的粘土矿物对于抽提物的组成有一定影响。

[1]国家药典委员会.中华人民共和国药典(二部)[M].北京：化学工业出版社，2005：195.

[2]刘淑萍，樊淑彦，侯海妮，等.荷叶化学成分及药理作用研究进展[J].河北医科大学学报，2004，25(4)：254-256.

[3]孔文琦，李严巍.荷叶活性化学成分及药理研究进展[J].中药研究与信息.2005，7(6)：22-24.

[4]赵骏，王洪章，高敏燕，等.荷叶中荷叶碱提取工艺的研究[J].中草药，2003，34(10)：916-917.

[5]赵骏，李小年.利用大孔吸附树脂纯化荷叶生物碱[J].中药材，2003，26(9)：669-670.

[6]陈海光，余以刚，曾庆孝.荷叶功能成分的提取研究[J].食品与机械，2001，85(5)：16-17.

[7]刘密新，吴筑平，杨成对，等.荷叶精油与生物碱的分析研究[J].清华大学学报，1997，37(6)：35-37.

[8]邬晓鸥，熊英.薄层扫描法测定荷叶中荷叶碱的含量[J].中国药师，2004，7(4)：262-264.

[9]蒋益虹.荷叶生物碱的提取工优化[J].浙江大学学报.2004，30(5)：519-523.

[10]陈希平、杨鹏、张阳德.荷叶中生物碱的分离纯化及脂肪酶活性抑制研究[J].农业现代化研究.2009，30(6)：748-752.

[11]吴德意.不带层电荷的层状硅酸盐粘土矿物表面的酸位数量[J].硅酸盐学报.2002，30(5)：611-614.

[12]赵旭，袁忠勇.凹凸棒石粘土的改性处理和应用研究进展[J].洛阳师范学院学报.2009，28(5)：1-10.

[13]Rodriguez MAV，SuraezM，Munoz MAB，etal.Com2 parative FT-I Rstudy of theremoval of octaheduralcat2 ionsandstructuralmodificationsduringacidtreatmentofseveralsilicates[J].Spectrochimica Acta PartA：Molec2 ularand Biomolecular Spectroscopy，1996，52：1685-1694.

[14]魏彤，王谋华，魏伟，等.固体碱催化剂[J].化学通报.2002，65(9)：594-599.

[15]陈海光，余以刚，曾庆孝.荷叶黄酮及生物碱的提取研究食品科学.2002，23(1)：69-70.