超聲波輔助提取和田玉棗c A MP的工藝研究

王立霞

（陜西學前師范學院，陜西西安710100）

環磷酸腺苷（Adenosine 3’，5’-cyclic monophosphate，簡稱cAMP，結構見圖1）普遍存在于哺乳動物體內，控制并調節細胞新陳代謝[1-3]，1957年由Sutherland發現。醫學研究證實至少40多種疾?。ò┌Y、高血壓、冠心病、心源性休克和心肌梗賽等重大疾?。┡ccAMP代謝有關，cAMP是棗中重要活性物質。據報道，棗成熟果肉中cAMP含量為一般動植物數千至數萬倍，具重要開發價值[4-7]。我國棗面積已達150萬公頃，產量200萬t，新疆和田地區憑借其獨特資源優勢，近年棗業發展迅速，面積達30多萬公頃[8]。本文作者已對不同產地、不同含水量、不同組織駿棗、灰棗中cAMP含量進行研究，并得出結果和田玉棗（山西省交城縣駿棗引種于和田后其商品名稱為和田玉棗）中cAMP含量相對最高。關于cAMP的提取方法，以往多用傳統溶劑法，本研究引入了超聲波輔助法，并對這兩種方法進行對比，以獲取超聲波輔助提取和田玉棗cAMP的最優工藝參數。本研究成果為和田玉棗及其他棗品種cAMP深入研究及其開發利用提供參考及理論依據。

圖1 環磷酸腺苷結構圖Fig.1 Structural of the cAMP

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

紅棗 新疆和田玉棗，系2012年10月中旬采摘后烘干的干棗，和田玉棗去核后經40℃干燥，粉碎過60目篩，室溫下密封保存，待用；cAMP標準品（純度≥99%）色譜純，德國Sigma公司；甲醇（純度為99.8%）色譜純，加拿大Promptar公司生產；其余試劑 均為分析純。

1525型高效液相色譜儀 美國Waters公司；TDL-5型低速大容量離心機 上海安亭科學儀器有限公司生產；UV2550型紫外可見分光光度計 日本Shimadzu公司；JY98-3D型超聲波細胞粉碎機 寧波新芝生物科技股份有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 高效液相色譜檢測條件 色譜柱：Brava-BDS C18（250mm×4.6mm，5μm）柱；流動相：甲醇∶pH為3的雙蒸水（10∶90，V/V）；流速0.8mL/min；經紫外全波長掃描確定檢測波長為257.0nm；溫度為室溫；進樣量20μL[8-11]。

1.2.2 cAMP標準品溶液的制備及標準曲線的制作精密稱取cAMP標品2.5mg，置50mL容量瓶中，加流動相至刻度，搖勻，得0.05mg/L cAMP標品溶液。分別精密吸取標品溶液1、2、3、4、5、6、7、8mL于10mL容量瓶中，加流動相至刻度，搖勻，得5、10、15、20、25、30、35、40μg/mL的系列標準品溶液，分別精密吸取20μL系列標品溶液注入色譜儀，記錄色譜圖，以濃度為橫坐標，以cAMP峰面積為縱坐標進行線性回歸，得線性方程Y=21592x-4372.7（r=0.9999）[8-10]。

1.2.3 乙醇體積分數對紅棗cAMP提取量的影響實驗 準確稱取和田玉棗粉2g，室溫下，分別以液料比15∶1用濃度為5%、15%、25%、35%、45%、55%乙醇溶解，每個水平重復3次。采用傳統溶劑浸提法提取，分別在40℃水浴中加熱10h，所得溶液離心、過濾、真空濃縮后用雙蒸水定容，過0.45μm濾膜，進樣分析，依保留時間法對待分析組分進行定性，以峰面積外標法定量[8-9]。測定不同體積分數乙醇中提取物的提取量（μg/g·dw（干重））。

1.2.4 超聲波提取條件對紅棗cAMP提取量的影響實驗 經文獻[12-15]研究可知，影響超聲波輔助提取效果的主要因素有超聲波提取功率、提取溫度、提取時間及液料比，因此先對以上4因素進行單因素實驗分析，得出較理想的因素水平，然后再通過正交實驗設計，確定最佳提取工藝參數[6-12]。除超聲波輔助提取功率單因素實驗外，在進行超聲波輔助法提取其他單因素實驗的同時，與傳統溶劑法浸提實驗進行對比。

1.2.4.1 超聲波功率對紅棗cAMP提取量的影響實驗準確稱取和田玉棗粉2g，室溫下，以液料比15∶1加入15%乙醇溶液中，提取溫度40℃，分別在200、300、400、500、600、700W的功率下超聲30min，每個水平重復3次。分別測定提取物的提取量（μg/g·dw），確定最佳提取功率。

1.2.4.2 提取時間對紅棗cAMP提取量的影響實驗準確稱取和田玉棗粉2g，以液料比15∶1加入15%乙醇溶液中，固定超聲波提取溫度40℃，提取功率為400W，提取時間分別為 10、30、50、70、90、110min，每個水平重復3次。分別測定提取物的提取量（μg/g·dw），確定最佳提取時間。

1.2.4.3 提取溫度對紅棗cAMP提取量的影響實驗準確稱取和田玉棗粉2g，以液料比15∶1加入15%乙醇溶液中，固定超聲波提取功率為400W，提取時間為50min，提取溫度分別為25、35、45、55、65、75℃，每個水平重復3次。分別測定提取物的提取量（μg/g·dw），確定最佳提取溫度。

1.2.4.4 液料比對紅棗cAMP提取量的影響實驗 準確稱取和田玉棗粉2g，分別以液料比10∶1、15∶1、20∶1、25∶1、30∶1、35∶1加入15%乙醇溶液中，固定超聲波提取功率為400W，提取時間為50min，提取溫度為35℃，每個水平重復3次。分別測定提取物的提取量（μg/g·dw），確定最佳液料比。

1.2.4.5 正交實驗 在單因素實驗基礎上對超聲波提取溫度、提取時間、液料比、超聲波功率采用L9（34）正交實驗進行優選，以確定最佳提取條件，因素水平設計見表1。

表1 L9（34）實驗因素水平表Table 1 L9（34）Orthogonal factor level table

2 結果與分析

2.1 乙醇體積分數對紅棗cAMP提取量的影響

乙醇體積分數對紅棗cAMP提取量的影響見圖2。圖2表明，隨著乙醇體積分數的增加，cAMP的提取量呈先增大加后緩慢減小趨勢。在乙醇體積分數為15%時，cAMP提取量達到最高，為542.33μg/g·dw，考慮能量節省及減少污染等因素，乙醇體積分數以15%為宜。

圖2 乙醇體積分數對cAMP提取量的影響Fig.2 Effect of ethanol volume fraction on extracting content of cAMP

2.2 超聲波提取條件對紅棗cAMP提取量的影響

2.2.1 超聲波功率對紅棗cAMP提取量的影響 超聲波功率對紅棗cAMP提取量的影響見圖3。圖3表明，當超聲波功率在200～400W時，cAMP提取量隨超聲波功率的增大而迅速增加，在功率為400～700W時，cAMP提取量分別為553.56、554.57、555.69、555.80μg/g·dw，提取量增加非常平緩?？紤]到功率過大可能會影響物質結構，并加重設備負擔，因此選擇超聲波提取功率為400W。

圖3 超聲波提取功率對cAMP提取量的影響Fig.3 Effect of power of ultrasonic wave on extracting content of cAMP

2.2.2 提取時間對紅棗cAMP提取量的影響 提取時間對紅棗cAMP提取量的影響見圖4。圖4表明，同等條件下，超聲波輔助提取法較傳統溶劑法提取效率高，優勢明顯。當提取時間為10～50min時，兩種方法cAMP提取量均呈增加趨勢，提取時間為50min時，超聲波提取法提取量為559.92μg/g·dw；當提取時間超過50min時，超聲波提取法cAMP提取量趨于平衡，考慮到時間過長會耗能及對儀器造成不良影響，故選擇超聲波輔助提取時間為50min。

圖4 提取時間對cAMP提取量的影響Fig.4 Effect of extracting time on extracting content of cAMP

2.2.3 提取溫度對紅棗cAMP提取量的影響 提取溫度對紅棗cAMP提取量的影響見圖5。圖5表明，同等條件下，超聲波輔助提取法較傳統溶劑法提取效率高，優勢明顯。在超聲波輔助提取法中，cAMP提取量隨提取溫度的升高呈先增加后減少趨勢，當提取溫度為35℃時，提取量最高，為678.58μg/g·dw，故選擇超聲波輔助提取溫度為35℃。

圖5 提取溫度對cAMP提取量的影響Fig.5 Effect of extracting temperature on extracting content of cAMP

2.2.4 液料比對紅棗cAMP提取量的影響 液料比對紅棗cAMP提取量的影響見圖6。圖6表明，同等條件下，超聲波輔助提取法較傳統溶劑法提取效率高，優勢明顯。當液料比低于25∶1時，cAMP提取量隨液料比的增加而快速增大，當液料比為25∶1時，cAMP提取量為689.87μg/g·dw；高于25∶1時，cAMP的提取量趨于平衡。綜上分析，超聲波輔助提取樣品中cAMP的液料比以25∶1為宜。

圖6 液料比對cAMP提取量的影響Fig.6 Effect of liquid-solid ratio on extracting content of cAMP

2.2.5 正交實驗按L9（34）進行正交實驗，結果及數據處理見表2。由極差分析可知，各因素對cAMP提取量影響程度的大小順序為：提取溫度＞液料比＞提取時間＞超聲波功率。和田玉棗中cAMP的最優提取工藝為A2B2C1D2，提取溫度35℃、提取時間50min、液料比20∶1、超聲波功率400W。

表2 正交實驗結果Table 2 Result of orthogonal experiment

表3 兩種提取方法比較Table 3 Comparison of different extraction methods

2.3 提取方法比較

采用傳統溶劑法[9]提取和田玉棗cAMP，并與2.2.5中得出的超聲波輔助提取法最優工藝條件下的結果進行對比。兩種方法的工藝條件及實驗結果見表3。表3顯示，超聲波輔助提取法提取效果明顯優于傳統溶劑提取法。

3 結論

本研究通過單因素和正交實驗分析，確定了超聲波輔助提取和田玉棗cAMP的最優工藝條件為：乙醇體積分數15%，提取溫度35℃、提取時間50min、液料比20∶1、超聲波功率400W。在此工藝條件下，和田玉棗cAMP平均提取量為771.95μg/g·dw；影響和田玉棗cAMP提取量的各因素的顯著順序為：提取溫度＞液料比＞提取時間＞超聲波功率。

通過對兩種提取方法的比較，得知超聲波輔助法與傳統溶劑浸提法相比，具有提取速度快，提取量高，提取溫度低等明顯優勢。

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