超聲波法提取新疆石榴皮皂苷的工藝研究

曼蘇爾·薩塔爾，謝仁娜依·普拉提，迪麗努爾·馬力克

(新疆師范大學化學化工學院，新疆烏魯木齊830054)

超聲波法提取新疆石榴皮皂苷的工藝研究

曼蘇爾·薩塔爾，謝仁娜依·普拉提，迪麗努爾·馬力克*

(新疆師范大學化學化工學院，新疆烏魯木齊830054)

采用超聲輔助溶劑法提取石榴皮總皂苷。以石榴皮總皂苷含量為考察指標，研究了超聲時間、超聲頻率、超聲功率及料液比這四個因素對總皂苷含量的影響。選用L9(34)正交表進行正交實驗，確定石榴皮總皂苷超聲提取的最佳工藝條件為:超聲功率400W，超聲時間60min，料液比1∶60，超聲波工作∶間歇時間8∶6。在最優因素水平組合條件下，齊墩果酸提取率為1.738mg/g。

超聲提取，正交設計，石榴皮，總皂苷

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

石榴皮 采自新疆和田，粉碎后過20目篩;齊墩果酸標準品 中國藥品生物制品檢定所;甲醇、石油醚、香草醛、冰醋酸、正丁醇等 均為分析純。

JY92－2D型超聲波細胞粉碎機 寧波新芝生物科技股份有限公司;RE－52型旋轉式蒸發器 上海亞榮生化儀器廠;U－3310型紫外－可見分光光度計日本Hitachi公司，掃描范圍191～1100nm，采樣間隔1nm，掃描速度為中速，光度模式為吸光度;電子天平 上海梅特勒－托利多儀有限公司;電熱恒溫水浴鍋 上海一恒科技有限公司;70－1型遠紅線干燥箱 上海申光儀表有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 提取方法 將石榴皮粉碎、過20目篩后，準確稱取1.0g，置于具塞三角錐瓶中，加石油醚(60～90℃)50mL，超聲處理15min，過濾，濾紙和濾渣再加石油醚重復操作2次，棄去濾液。濾渣加50mL甲醇超聲處理15min，過濾，濾紙和濾渣再加甲醇重復操作2次，合并濾液，蒸干。用10mL水飽和的正丁醇超聲溶解，取溶解液，殘渣再加水飽和的正丁醇萃取至正丁醇層無色，將提取液進行減壓濃縮，殘渣用甲醇超聲溶解，過濾于25mL容量瓶中定容至刻度，精密移取5mL，定溶于25mL量瓶中，搖勻，即得。

1.2.2 最大波長的確定 取齊墩果酸標準溶液1mL，置于具塞試管中，揮干溶劑，先加入新配制的質量分數5%香草醛－冰醋酸溶液0.20mL，再加入3mL 60%硫酸，蓋塞，混勻，60℃水浴加熱15min，取出后終止反應10min，掃描起點800nm，掃描終點400nm，掃描間隔1nm，同時甲醇溶液作空白對照，選擇出齊墩果酸的最大吸收波長為544nm。

1.2.3 標準曲線的繪制 精密稱取干燥至恒重的齊墩果酸對照品10mg，溶于甲醇中，定容至10mL容量瓶中，配制成1mg/mL的齊墩果酸標準品溶液。取此標準品溶液，用甲醇依次稀釋成濃度為50、75、100、125、150μg/mL的標準稀釋溶液。取6支比色管，對照管中加入1mL甲醇，其余各管依次加入相應標記含量的齊墩果酸標準稀釋溶液1mL。其余步驟同1.2.1，然后在最大吸收波長處測定吸光度，以吸光度A為縱坐標，皂苷濃度x(μg/mL)為橫坐標，得回歸方程為:y=0.00584x+0.013，相關系數(R2= 0.9978)。

圖1 齊墩果酸標準工作曲線Fig.1 Sepecification cure of OA

1.2.4 正交實驗 考慮到各因素之間的相互影響，為了獲得最佳工藝條件，利用正交表“均衡分散”的特點，根據單因素實驗結果，選用影響提取效果的4個主要因素:超聲功率(A)、超聲時間(B)、料液比(C)、超聲頻率(D)。每一個因素各選3個水平采用正交表L9(34)進行正交實驗，具體因素和水平設計見表1。

表1 正交實驗因素及水平Table 1 Factors and levels in orthogonal array design

1.2.5 含量測定 精密吸取樣品溶液1mL，其余步驟同1.2.1方法顯色，以在最大吸收波長處測定吸光度，以齊墩果酸為基準計算石榴皮中總皂苷的含量，最后按下式計算提取率。

總皂苷提取率(mg/g)=提取的石榴皮總皂苷質量(mg)/石榴皮粉末質量(g)

2 結果與討論

2.1 單因素實驗

選擇超聲功率、超聲頻率、超聲時間、料液比等因素考察對提取物總皂苷含量的影響，以確定相關因素及其范圍。

2.1.1 超聲功率選擇 超聲功率的選擇范圍在100～500W，單因素實驗結果見表2。超聲功率從100W增大到300W時，總皂苷含量增大幅度較大，超過300W后，含量下降。原因是隨著超聲功率的提高，加強了胞內物質的釋放、擴散及溶解，從而提高了提取物的含量。

表2 超聲功率對提取率的影響Table 2 Effects of ultrasonic power on extraction effect

2.1.2 超聲時間選擇 超聲提取時間范圍選擇在20～60min。單因素實驗結果見表3。提取率隨著超聲時間的增加而增加，在40min時達到較高，之后基本維持恒定，這是因為細胞的滲透壓在40min后便達到了平衡，使提取率保持恒定。所以選擇提取時間為40min。

表3 超聲時間對提取效果的影響Table 3 Effects of ultrasonic time on extraction effect

2.1.3 料液比的選擇 料液比范圍選擇在1∶20～1∶60。表4表明，當料液比為l∶30時，提取得率達較高值，此后，再提高溶劑用量，得率增加緩慢，因此，料液比為1∶30比較合適。

表4 料液比對提取率的影響Table 4 Effects of solid－liquid ratio on extraction effect

2.1.4 超聲頻率(超聲輻照方式)的選擇 超聲輻照方式選擇為為2∶6(即超聲輻照2s，間歇6s)、4∶6、6∶6、8∶6、10∶6。實驗結果表明隨著輻射時間的增加，有效成分的浸出是增加的，考慮到輻照時間過長可能會導致皂苷降解，因此，選擇浸提的適宜輻照方式為8∶6。

表5 超聲頻率對提取效果的影響Table 5 Effects of ultrasonic frequency on extraction effect

2.2 正交實驗結果

2.2.1 正交實驗結果 正交實驗結果如表6所示。正交實驗結果直觀分析表明，石榴皮總皂苷的最佳提取工藝條件為:A3B3C3D2，即超聲功率400W，超聲時間60min，料液比1∶60，超聲頻率工作8s，間歇6s。各種因素對提取效果影響的主次順序依次為:B＞D＞C＞A，即超聲時間對提取效果的影響最大，超聲頻率次之，超聲功率影響最小。

表6 L9(34)正交實驗結果Table 6 Results of orthogonal array design test

2.2.2 最佳提取工藝驗證 為進一步考察優選工藝的可靠性及穩定性，取3份藥材按上述最佳提取工藝進行驗證實驗，操作方法同前述測得實驗結果見表7。

表7 驗證實驗結果Table 7 Verification experimental results

3 結論

三萜類皂苷是石榴皮中的主要化學成分之一，大多具有齊墩果烷型結構。我們選用與其結構接近的齊墩果酸作為對照，采用香草醛－冰醋酸－硫酸體系顯色并測定石榴皮中總皂苷含量。結合單因素實驗結果，采用正交實驗對石榴皮中總皂苷提取工藝進行了篩選。結果表明石榴皮總皂苷的最佳提取工藝為:超聲功率400W，超聲時間60min，料液比1∶60，超聲頻率工作8s、間歇6s。在最優因素水平組合條件下測得的石榴皮總皂苷含量為1.738mg/g。

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［5］李健，陳珠娟，張若男，等.超聲輔助溶劑法提取肉桂總皂苷工藝的研究［J］.食品科學，2008，29(4):177－180.

［6］高俠，黎云祥，蔡凌云，等.白筋葉總皂苷提取工藝和含量測定研究［J］.光譜實驗室，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.)石榴屬植物石榴的干燥果皮，原產地為中亞地區，新疆南疆地區石榴資源豐富，品質優良，是維吾爾醫的重要天然藥材。石榴皮性酸、味澀可用于治療久瀉久痢，滑泄漏精，腸風下血，崩漏帶下，蟲積腹痛，疥癬，瘡瘍，燙傷［1］，此外石榴皮提取物還具有很強的抗氧化活性［2］。研究表明，石榴皮中含有大量的多酚類物質，如鞣花單寧、鞣花酸、花青素及其它類黃酮物質，有機酸，生物堿類等［3］。總皂苷是存在于植物界的一類比較復雜的苷類化合物，它的水溶液易引起肥皂樣泡沫，且多數具有溶血等特性，其皂苷類成分主要是以齊墩果酸、熊果酸、樺木酸為皂苷元的三萜皂苷［4］。國內對石榴皮中總皂苷的研究報道很少。因此，開展對石榴皮皂苷提取工藝的研究具有十分重要的現實意義。超聲提取技術主要是利用超聲波的空化作用加速植物有效成分的提取，超聲波提取皂苷具有省時、節能、提取率高等優點［5］。本研究選擇齊墩果酸為對照品，采用香草醛－高氯酸體系比色法測定石榴皮中總皂苷含量，采用正交實驗優化提取工藝條件，旨在為進一步開發利用石榴皮皂苷提供理論依據。

2011－06－14 *通訊聯系人

曼蘇爾·薩塔爾(1964－)，男，本科，副教授，研究方向:天然產物。

國家自然科學基金(21165018)。