醇提-表面活性剂协同法提取无患子总皂苷的工艺研究

郑林禄 马 强 陈 峰 张振兴 马宏儒

（1.宁德师范学院化学与材料学院；2.福建省特色生物化工材料重点实验室；3.宁德师范学院教育与艺术学院 福建宁德 352100）

近年来开发绿色产品和保护环境的意识逐渐成为主流，无患子皂苷作为天然的清洁品，天然表面活性剂，能起到杀菌止痒和降压降脂的功效，成分易降解，而且对消费者的身体无毒无害，重新引起人们的重视。此外，无患子皂苷在医药、农业、工业等领域也有广泛的应用[1-3]。

无患子皂苷的提取方法较多，但常规方法由于提取步骤多、耗时长、能耗高，易引起环境和安全问题，因此其提取方法有待进一步优化[4]。本实验室在无患子皂苷提取方面做了各种有益的探究，包括采用复合酶法提取无患子总皂苷[4，5]，积累了大量经验。基于表面活性剂特有的双亲分子结构在皂苷提取过程中能降低原料与溶剂之间的界面张力，增加固液接触面积，从而使溶剂分子更易渗入植物细胞组织中[6]。此外，表面活性剂对皂苷的增溶具有促进作用，能加快组织内扩散速度。故本文尝试用醇提-表面活性剂协同法提取无患子总皂苷，提高无患子总皂苷的提取率。

一、实验部分

（一）试剂与仪器。无患子果皮粉（福建源华生物科技有限公司）；十二烷基磺酸钠(SDS)：分析纯，深圳泰达化工有限公司甲醇：化学纯，高氯酸、冰醋酸、石油醚、齐墩果酸、正丁醇、香草醛等其它试剂均为分析纯，天津市致远化学试剂有限公司。紫外-可见分光光度计：UV-2100，北京瑞利分析仪器公司；循环水式多用真空泵：SHZ-D，河南省予华仪器有限公司；超级恒温水浴及机械搅拌器：HH-501，金坛市杰瑞尔电器有限公司。

（二）无患子总皂苷提取率的测定。无患子总皂苷提取率按如下公式计算：

（三）工艺实验方法。实验方法主要参考文献[4]进行，乙醇浓度、表面活性剂（SDS）用量、提取温度和提取时间对无患子总皂苷的提取率均有不同程度的影响。为进一步优化表面活性剂协同法提取无患子总皂苷的工艺参数，在单因素实验的基础上，以无患子总皂苷提取率为评价依据，按L9(34)设计进行正交实验（见表1）。

表1 正交实验设计因素水平表

二、结果与讨论

（一）单因素实验结果分析。

1.乙醇浓度对皂苷提取率的影响。准确称取2.00g的无患子粉5份，分别加入10mL浓度为65%、70%、75%、80%、85%的乙醇溶剂，加入10mL0.7%的表面活性剂、提取温度为60℃、提取时间为2.0h，将提取后的溶液过滤，选用显色灵敏的香草醛-高氯酸反应进行显色，以齐墩果酸为对照品，用UV-2100紫外-可见分光光度计进行测定，探究乙醇浓度对无患子总皂苷提取率的影响，结果见图1。

图1 乙醇浓度对皂苷提取率的影响

由图1可知总皂苷提取率先随乙醇浓度（在75%以内）的增大而提高。原因是皂苷主要成分为三萜皂苷类和倍半萜糖苷类化合物，属于弱极性化合物，易溶于弱极性溶液，当乙醇浓度较小时，无法将弱极性的三萜皂苷类和倍半萜糖苷类皂苷类化合物转移到提取液中。随着乙醇浓度的进一步增大，其他杂质组分也随之溶出，使得提取率反而下降，故最佳乙醇浓度为75%。

2.表面活性剂（SDS）用量对提取率的影响。准确称取2.00g的无患子粉5份，分别加入10mL含量为0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%的表面活性剂（SDS）、加入10mL浓度为75%的乙醇溶剂、提取温度为60℃、提取时间为2.0h，将提取后的溶液过滤，选用显色灵敏的香草醛-高氯酸反应进行显色，以齐墩果酸为对照品，用UV-2100紫外-可见分光光度计进行测定，探究表面活性剂（SDS）用量对无患子总皂苷提取率的影响，结果见图2。

图2 表面活性剂（SDS）用量对皂苷提取率的影响

由图2可知表面活性剂（SDS）用量在0.5%到0.8%区间时，总皂苷提取率随SDS用量的增加而增大，当表面活性剂（SDS）用量超过0.8%，总皂苷提取率随SDS用量的增大反而降低，这是由于SDS用量的不断增大，形成胶束数量也相继增多，对总皂苷的增溶作用增强。当浓度达到0.8%时，提取率最大，此后SDS的增溶作用基本不变，提取率会出现下降趋势，这说明SDS对提取液中的杂质也有一定的增溶作用，使得提取率降低[7]。故表面活性剂（SDS）用量为0.8%最佳。

3.提取温度对提取率的影响。准确称取2.00g的无患子粉5份，加入10mL浓度为75%的乙醇溶剂和10mL含量为0.8%的表面活性剂、分别在水浴温度为40℃、50℃、60℃、70℃、80℃的条件下进行提取、提取时间为2.0h，将提取后的溶液过滤，选用显色灵敏的香草醛-高氯酸反应进行显色，以齐墩果酸为对照品，用UV-2100紫外-可见分光光度计进行测定，探究提取温度对无患子总皂苷提取率的影响，结果见图3。

图3 提取温度对皂苷提取率的影响

由图3可知总皂苷提取率在70℃以内随提取温度的升高而升高；当水浴温度从70℃改变到80℃，无患子总皂苷的提取率却反而稍有下降，这是由于高温使得乙醇挥发速率加快从而导致皂苷含量减少，并且高温可能使皂苷类化合物结构受到破坏，进而产率下降。因此最佳提取温度为70℃。

4.最佳提取时间的选择。准确称取2.00g的无患子粉5份，加入10mL浓度为75%的乙醇溶剂和10mL含量为0.8 %的表面活性剂、提取温度为70℃，无患子皂苷的提取时间分别设定为1.0h、1.5h、2.0h、2.5h、3.0h，将提取后的溶液过滤，选用显色灵敏的香草醛-高氯酸反应进行显色，以齐墩果酸为对照品，用UV-2100紫外-可见分光光度计进行测定，探究提取时间对提取率的影响，结果见图4。

图4 提取时间对皂苷提取率的影响

由图4得出：前期总皂苷的提取率随提取时间的增大而提高，提取时间为2.0h皂苷提取率达到最大，随着提取时间的延长提取率基本不变，原因可能是原料无患子中的皂苷已基本被提取出来，所以后期时间对总皂苷提取率影响不大。从提取效率的角度考虑，最佳的工艺提取时间为2.0h。

（二）正交实验优化结果分析。

由无患子总皂苷提取率的正交实验结果表2可知，醇提-表面活性剂协同法提取无患子总皂苷的影响因素主次顺序为：表面活性剂用量＞提取时间＞乙醇浓度＞提取温度。表面活性剂协同提取法提取总皂苷最佳工艺条件为A2B2C3D2，即乙醇浓度为75%，表面活性剂（SDS）用量为0.8%，水浴温度为70℃，提取时间为2.5h。

表2 无患子总皂苷提取的正交实验结果表

（三）工艺验证实验。称取无患子粉7.98g，根据正交实验得到的最佳乙醇浓度、表面活性剂（SDS）用量、水浴温度、提取时间等工艺条件进行提取、纯化，干燥为粉末状，得到无患子总皂苷质量为5.58g，皂苷提取率为69.93%。比单独乙醇提取法的提取率（58.30 %）[8]提高了11.63%，说明表面活性剂SDS对皂苷的提取有增溶促进作用。

三、结语

通过单因素和正交实验探究醇提-表面活性剂协同法提取无患子总皂苷的最优提取工艺为：乙醇浓度75%、表面活性剂SDS用量为0.8%、提取温度为70℃、提取时间为2.5h。在该条件下无患子中总皂苷的提取率为69.93%，表面活性剂与乙醇在提取无患子皂苷的工艺中具有协同效应，能有效提高总皂苷的提取率，比传统乙醇提取法的提取率提高了11.63%。