正交实验法优化石榴皮中鞣花酸的提取工艺

阳敬 兰慧

摘要：目的：优化得到索氏提取法提取石榴皮中鞣花酸的最佳工艺条件。方法：索氏提取法为提取手段，以鞣花酸提取率为考察指标，先做单因素试验，筛选出最佳溶剂、溶剂浓度、料液比、虹吸次数。通过正交试验，得到最佳提取工艺条件。结论：溶剂浓度对鞣花酸提取率的影响最大，该研究确定的鞣花酸提取工艺合理、可行。

关键词：石榴皮;鞣花酸;提取工艺;正交设计实验

中图分类号：TQ461    文献标识码：A    文章编号：1671-2064（2019）16-0000-00

0 引言

近年来，随着人们对石榴营养保健价值的认识，石榴的研究成为热点。我国的石榴资源十分丰富，种植面积不断扩大，石榴的综合利用尚有很大空间^[1]。鞣花酸是石榴生理活性的重要物质基础，石榴皮中含有丰富的鞣花酸，具有抗氧化、抗衰老、抗癌防癌、抗菌、润肤美容、降血压和预防心脑血管疾病等多种生理和药理活性。在食品、医药和日用化学品等领域显示出巨大的应用价值。本研究以石榴皮为原料进行鞣花酸的提取研究^[2]。

1 试剂及设备

石榴皮：蒙自自采，甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯（均为分析纯）、氢氧化钠、套微型索氏提取器、分析天平（FA-2004）、电热套、紫外可见分光光度计（UV-4802型）。

2 标准曲线的绘制

鞣花酸标准溶液的配制：精密称取鞣花酸对照品5mg，置于 50mL烧杯中，用0.1moL/L的NaOH溶液溶解，转移到100ml容量瓶中并稀释至刻度，摇匀，制成 0.322mg/mL 的溶液，作为对照品溶液^[3]。

将对照品溶液稀释合适的倍数，在200～400nm 波长范围内寻找最佳吸收波长。然后准确吸取标准液1.0 mL 、2.0 mL 、3.0 mL 、4.0 mL 、5.0 mL 至10mL的容量瓶，稀释至刻度，摇匀，用紫外可见分光光度计在357nm处测定其吸光值，另取NaOH溶液作空白对照，以鞣花酸浓度C为横坐标，吸光度A为纵坐标，画标准曲线，得到线性回归方程^[4]。实验结果见表1。

由图1所示可知鞣花酸标准溶液的线性回归方程为y=54.142x-0.0117，R=0.9993。

3 提取溶剂的选择

准确称取1.0g石榴皮四份，分别置于索式提取器中，采用30ml的丙酮、无水乙醇和甲醇、乙酸乙酯四种溶剂作提取剂，虹吸八次后冷却，分别将提取液定容到25ml的容量瓶中，吸取0.1ml后定容到10ml容量瓶中，在357nm波长的条件下测定其吸光度，将结果代入标准曲线方程中，算出鞣花酸含量，得到最佳提取溶剂^[5]。结果见表2。

由图2可以看出最佳提取溶剂为乙醇。

3.1 乙醇溶剂浓度的确定

准确称取1.0g石榴皮四份，研碎、分别置于索式提取器中，采用以确定的乙醇溶剂30ml并在不同浓度的条件下（30%、50%、70%、90%）虹吸8次后冷却，分别将提取液定容到25ml的容量瓶中，吸取0.1ml后定容到10ml容量瓶中，在357nm波长的条件下测定其吸光度，将吸光度值带入标准曲线方程中，算出鞣花酸含量，得到最佳提取溶剂。结果见表3。

由图3可以看出最佳提取溶剂的浓度为50%。开始随乙醇浓度的增大提取率也随之上升。在浓度达到50%以后，鞣花酸提取率开始下降。

3.2 料液比的确定

准确称取1.0g石榴皮四份，研碎，分别置于索式提取器中，加入50%的乙醇溶剂20ml、25ml、30ml、35ml的提取剂，虹吸8次后冷却，分别将提取液定容到25ml的容量瓶中，吸取0.1ml后定容到10ml容量瓶中，在357nm波长的条件下测定其吸光度，将吸光度值带入标准曲线方程中，算出鞣花酸含量，得到最佳提取溶剂。结果见表4。

由图4可以看出最佳料液比为1：25。鞣花酸随着乙醇用量的增加而增加，在料液比大于1：25后，提取率明显下降，在1：30以后又逐渐上升，这可能是物料与溶剂之间的溶解已达到平衡，再继续增加溶剂量也不能提取出更多的鞣花酸，也可能是因为在实验的过程中所产生的误差所致。

3.3 虹吸次数的确定

准确称取1.0g石榴皮四份，研碎，分别置于索式提取器中，加入50%的乙醇溶剂25ml，分别虹吸不同的次数（4、8、12、16）次后冷却，然后分别将提取液定容到25ml的容量瓶中，吸取0.1ml后定容到10ml容量瓶中，在357nm波长的条件下测定其吸光度，将吸光度值带入标准曲线方程中，算出鞣花酸含量，得到最佳虹吸次数。结果见表5。

由图5可以看出最佳虹吸次数为8次。刚开始鞣花酸的提取率随着虹吸次数的增加而增大，但单达到8次以后，提取率有明显的下降趋势。

3.4 正交实验设计

为优化回流提取工艺，设计正交试验在实验中考察溶剂浓度（A），料液比（B），虹吸次数（C）对鞣花酸提取率的影响^[6]。通过单因素实验与正交实验得出最佳的溶剂浓度、料液比、虹吸次数。并用这些最佳因素做正交实验，并得出正交实验结果，正交因素見表6，正交试验结果见表7。

由表6，表7可以看出最佳的提取条件为A1B1C1，即乙醇浓度为40%，料液比为1：20，虹吸次数为8次。各因素对鞣花酸含量的影响因素依次为：溶剂浓度>虹吸次数>料液比。在此条件下石榴皮中鞣花酸的得率为41.23kg/g。

由方差分析表8我们可以看出，溶剂浓度、料液比、虹吸次数对鞣花酸提取率均有显著影响。

4 结果与讨论

实验中采用紫外分光光度法测定石榴皮中鞣花酸的含量，鞣花酸在0.005～0.025μg 浓度范围内线性关系良好，通过索氏提取法提取石榴皮中的鞣花酸，先做单因素试验得实验结果，乙醇是最佳的提取溶剂，溶剂浓度对鞣花酸的提取率影响最大^[7]。在单因素试验的基础上，通过正交试验考察了最佳溶剂浓度、料液比、虹吸次数等因素对鞣花酸提取率的影响，得到最佳条件为40%的乙醇、1：20的料液比，虹吸次数为8次。索氏提取法提取石榴皮中的鞣花酸，操作简单，合理、可行^[8]。

参考文献

[1] 干霞，陈亚楠，余亮，等.正交试验法优化石榴皮中鞣花酸提取工艺（英文）[J].Agricultural Science & Technology，2012（11）：2404-2408.

[2] 陆晶晶，丁轲，杨大进.保健品功能因子鞣花酸研究进展[J].食品科学，2010（21）：451-454.

[3] 邸幼军，贾光锋.超声强化提取石榴皮鞣花酸的工艺研究[J].现代生物医学学报，2013，19（10）：3703-3705.

[4] 刘艳，宋立秋，范俊娟，等.HPLC法测定蓝莓中鞣花酸含量[J].江苏农业学报，2008，8（3）：217-219.

[5] 李海霞，王彩芳，张红岭，等.石榴皮中鞣花酸的提取工艺研究[J].中国医药导报，2008，15（5）：327-382.

[6] 杨笑笑，纪白慧，曹玉华，等.水解法制备石榴皮鞣花酸工艺研究[J].食品工艺科技学报，2013，6（12）：284-286.

[7] 丁楠，高晓黎.HPLC法测定石榴皮提取物中鞣花酸的含量[J].新疆医科大学学报，2012，41（3）：18-20.

[8] 陳笳鸿，吴冬梅，汪咏梅，等.紫外分光光度法测定鞣花酸含量的研究[J].生物质化学工程，2012，8（9）：18-21.

收稿日期：2019-04-22

作者简介：阳敬（1984—），男，云南会泽人，硕士，讲师，研究方向：天然药物的教学与研究。

通讯作者：兰慧（1986—），女，广西恭城人，硕士，讲师，研究方向：天然药物、微生物学教学与研究。E-mail：89642356@qq.com。