正交试验考察废弃棉籽中棉酚的提取工艺*

康新平，林琪珠，古丽巴哈尔·卡吾力

（1.广东石油化工学院化学工程学院，广东茂名525000；2.新疆医科大学药学院，新疆乌鲁木齐830011）

正交试验考察废弃棉籽中
棉酚的提取工艺*

康新平1，林琪珠1，古丽巴哈尔·卡吾力2*

（1.广东石油化工学院化学工程学院，广东茂名525000；2.新疆医科大学药学院，新疆乌鲁木齐830011）

为了最大限度提取棉酚，采用丙酮溶剂浸取棉籽棉仁提取其中的棉酚。采用紫外分光光度法测定棉酚含量，作为评价指标。通过单因素试验研究了各种实验条件对棉酚提取量的影响，进而采用正交试验优化提取工艺。结果表明：溶剂配比和料液比对棉酚的提取有显著影响，最佳提取工艺条件为70%丙酮、1:2料液比、浸泡时间10h、浸泡1次。

棉酚；最佳提取工艺；正交试验；

棉酚又叫棉籽醇，存在于锦葵科植物棉花的根、茎和种子中，是一种黄色多酚类化合物，具有抗生育、抗肿瘤等医药作用[1-3]，可作为男性避孕药，具有很高的药用价值。有研究表明，棉酚能抑制雄性害鼠精子细胞的产生，并损害睾丸组织，降低妊辰率及胎仔数量[4-7]，进而达到控制鼠害的作用。

本文以棉酚为考察对象，对废弃棉籽中的棉酚进行提取，在单因素试验的基础上，开展了正交试验，优选出棉酚的最佳提取工艺。从而为扩大棉酚的来源，有利于把棉酚开发成灭鼠药奠定实验基础[8]。

1 仪器与试剂

FWl35中草药粉碎机（天津市泰斯特仪器有限公司）；DJ600-2电子天平（成都倍塞克仪器仪表研究所）；UV5200紫外可见分光光度计（上海元析仪器有限公司）。

棉籽（石河子大学绿洲生态实验室提供）；丙酮、乙醇、异丙醇、盐酸等均为分析纯试剂（天津市科密欧化学试剂）；棉酚标准品（Sigma公司）。

2 实验部分

2.1 棉酚标准曲线的建立

采用紫外分光光度法测定丙酮浸取棉籽棉仁后的棉酚的含量[9]。

精密称取25.00mg棉酚标准品，溶于250mL容量瓶中。取该溶液50mL置于200mL容量瓶中，加入丙酮稀释至刻度，得到0.025mg·mL-1棉酚标样。分别吸取0.0、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00mL棉酚标液，置于25mL容量瓶中，用70%丙酮稀释至刻度，摇匀，即得系列棉酚标准溶液。在360nm处测定吸光度，其吸光度对浓度做线性回归，得到回归方程为A=0.4896C-0.0089，R2=0.9969。

2.2 溶剂筛选

以废弃棉籽为原料，采用浸泡法考查了丙酮、乙醇和异丙醇3种溶剂对棉籽中棉酚的提取效果，结果表明：丙酮溶液浸泡棉籽，棉酚提取量最高。因此本实验选用丙酮做溶剂。

2.3 棉酚提取工艺优选

2.3.1 单因素分析单因素选择为：溶剂配比、物料比、浸泡时间和浸泡次数。

2.3.1.1 丙酮溶液浓度对棉酚提取量的影响

取10g棉籽棉仁，分别用50%、70%、80%的丙酮溶液，浸泡12h，浸泡2次，测定棉酚的含量，结果显示：丙酮浓度为70%时棉酚的含量最高。

2.3.1.2 溶剂物料比对棉酚提取量的影响

取10g棉籽棉仁，按料液比分别用1∶1.0、1∶2.0、1∶3.0，加入70%丙酮溶液，浸泡12h，浸泡2次，测定棉酚的含量，结果显示：料液比为1∶2.0时棉酚的含量最高。

2.3.1.3 浸泡时间对棉酚提取量的影响

取10g棉籽棉仁，加入70%丙酮溶液，按1∶2.0料液比分别浸泡8、10、12、14、16h，浸泡2次，测定棉酚的含量，结果显示：浸泡时间为12h后棉酚的含量较高且趋于平缓。

2.3.1.4 浸泡次数对棉酚提取量的影响

取10g棉籽棉仁，加入70%丙酮溶液，按1∶2.0料液比浸泡12h，考查分别浸泡1、2、3次对棉酚提取量的影响。结果显示：浸泡2次后棉酚的含量较高且趋于平缓。

2.3.2 正交试验由单因素试验可看出，丙酮相中棉酚提取量受丙酮浓度、物料比、浸泡时间和浸泡次数等因素的影响。为了考察以上因素对棉酚提取量的影响并得到最佳提取条件，采用了L9（34）正交表进行试验，对提取条件进行优化。正交试验因素水平及实验结果见表1~3。

表1 正交试验因素水平表Tab.1 Factors and levels of orthogonal experiment

表2 正交试验设计及结果Tab.2 Design and results of orthogonal experiment

由表2可知，棉酚提取的最佳工艺参数为A2B2C1D1，即丙酮浓度为70%，料液比为1∶2，浸泡10h，浸泡1次。

表3 方差分析表Tab.3 Analysis of variance table

由表3可知，各因素影响棉酚提取量的主次顺序为：溶剂配比>料液比>浸泡时间>浸泡次数。其中溶剂配比和料液比对棉酚的提取量有显著影响。

2.3.3 验证试验根据筛选得到的最佳提取工艺参数进行验证。取同一棉籽样品3份，各约10g，用最佳工艺提取棉酚，测定其吸光度，试验结果与正交试验基本一致，说明该提取工艺稳定可行。

3 结论

本实验比较了丙酮、乙醇、异丙醇3种溶剂对棉籽中棉酚的提取效率，以棉酚的得率为指标，结果显示丙酮的提取效率最佳。

以棉籽为原料，采用丙酮单相溶剂提取法，浸出其中的棉酚，在单因素实验的基础上进一步用正交试验优化提取工艺，试验结果表明：丙酮体积分数为70%，料液比为1∶2，浸泡时间10h，浸泡次数1次，提取效果最好，可提高棉酚提取得率，扩大棉酚的来源为进一步把棉酚开发成灭鼠药提供实验数据。

［1］付帅，吴勇.棉酚及其衍生物抗肿瘤机制的研究进展［J］.医学综述，2011，17（4）：524-526.

［2］钱晓菁，许增禄，徐圆圆，等.低剂量棉酚与激素联合应用的抗生育作用位点的研究［J］.解剖学报，2007，38（6）：746-750.

［3］王于理，姜玲，孙凌，等.棉酚对宫颈癌Hela细胞增殖与凋亡的影响［J］.石河子大学学报，2009，27（5）：626-629.

［4］崔光辉，钱晓菁，许增禄，等.低剂量棉酚甲基睾丸酮和炔雌醇联合用药作为男性避孕药的安全性检测［J］.解剖学报，2007，38（6）：713-717.

［5］赵珺，黄玉珍，李悦，等.棉酚饵剂和莪术醇饵剂对小白鼠抗生育药效试验［J］.吉林林业科技，2009，38（5）：42-44.

［6］李根，郭永旺，吴新平，等.棉酚对雄性布氏田鼠的不育作用［J］.中国媒介生物学及控制杂志，2009，20（5）：404-406.

［7］楚世峰，王玉珠，郑里翔，等.棉酚造成大鼠精子质量下降与NO之间关系的研究［J］.中国药理学通报，2008，24（11）：1518-1521.

［8］巨海兰，马武星，韩英，等.生物性不育剂防治林业鼠害试验［J］.青海农林科技，2006，（4）：60-62.

［9］黄永林，阮俊，杨雄辉，等.棉籽中游离棉酚的含量测定［J］.广西植物，2001，21（4）：371-373.

Extraction technology of gossypol in cottonseed by orthogonal design method*

KANG Xin-ping1，LIN Qi-zhu1，GuLibahar·Kawul2
（1.College of ChemicalEngineering,Guangdong University of Petrochemical Technology,MaomingGuangdong 525000,China；2.College of Pharmacy，Xinjiang Medical University,Urumqi 830054,China）

Gossypol could be obtained from cottonseeds by a one-phase extraction system with acetone.The content of gossypol was determined by ultraviolet spectrophotometry.The effects of some factors on the extraction rate of gossypol were investigated by single factor experiments and orthogonal design method.The concentration of acetone and the ratio of material and solvent affected the gossypol significantly.Results showed that the optimum conditions were the acetone concentration of 70%,a ration of material and solvent of 1:2,soaking time of 1 hour, soaking 1time.

gossypol；the optimum extraction process；orthogonal test

Q946.8

A

10.16247/j.cnki.23-1171/tq.20161269

2016-11-06

广东石油化工学院科研基金资助项目（No.512116）

康新平（1971-），女，汉，安徽合肥人，博士，教授，主要从事化学教学以及应用化学的研究工作。