白花敗醬單寧的提取工藝研究

范小曼，金文靜，龍薇運(yùn)，葉 璐，朱加進(jìn)，*

（1.浙江大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)系，浙江杭州310058；2.浙江海洋學(xué)院杭州校區(qū)，浙江杭州311231；3.浙江大學(xué)馥莉食品研究院，浙江杭州310058）

白花敗醬單寧的提取工藝研究

范小曼1，3，金文靜2，龍薇運(yùn)1，3，葉 璐1，3，朱加進(jìn)1，3，*

（1.浙江大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)系，浙江杭州310058；2.浙江海洋學(xué)院杭州校區(qū)，浙江杭州311231；3.浙江大學(xué)馥莉食品研究院，浙江杭州310058）

采用有機(jī)溶劑浸提法與超聲波提取法對(duì)白花敗醬中單寧的提取工藝進(jìn)行了比較研究，通過(guò)單因素及正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化了提取工藝條件。結(jié)果表明：超聲波提取法提取率較高，且耗時(shí)少。當(dāng)超聲功率為80W、料液比為1∶60（w/v）、提取時(shí)間為60min時(shí)具有最大提取率4.648%。

白花敗醬，單寧，提取

單寧，又稱(chēng)鞣質(zhì)，是植物界一類(lèi)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的多元酚類(lèi)化合物。根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，可以分為三大類(lèi)，即水解單寧、縮合單寧和新型單寧[1]。約超過(guò)75%以上的中草藥中含有單寧類(lèi)化合物，所以大多數(shù)中藥復(fù)方湯劑和中成藥中都含有單寧。過(guò)去人們常把單寧作為無(wú)效成分去除。由于分離技術(shù)的不斷提高，對(duì)單寧單體的提純、分離和結(jié)構(gòu)鑒定有了很大的進(jìn)展，為研究其生物活性提供了可能性。王立峰等[2]對(duì)采用有機(jī)溶劑提取法和響應(yīng)曲面法對(duì)菜籽殼中的單寧進(jìn)行了提取工藝的研究，在最優(yōu)條件下，其提取量最大可達(dá)9.15mg/g。侯萬(wàn)偉等[3]對(duì)蠶豆種皮中單寧進(jìn)行了有機(jī)溶劑提取實(shí)驗(yàn)，確定其最佳提取工藝條件，在最優(yōu)條件下，蠶豆種皮中單寧提取量為1.960mg/g。

白花敗醬為敗醬科，多年生草本，高達(dá)1.5m，有臭醬氣，為清熱解毒類(lèi)，臨床上應(yīng)用非常廣泛。謝穎、彭金詠等[4]采用超臨界流體萃取法提取白花敗醬中的揮發(fā)性成分，對(duì)其化學(xué)組成和抗氧化能力進(jìn)行了研究，為研究其生理功能提供理論基礎(chǔ)。朱加進(jìn)等[5]研究發(fā)現(xiàn)，采用有機(jī)溶劑浸提法，以純丙酮為提取劑，白花敗醬中單寧的提取率（相對(duì)于被提取的白花敗醬質(zhì)量）可達(dá)3.60%，但目前對(duì)于其單寧含量還無(wú)明確結(jié)果。

本文以丙酮水溶液作為提取劑，采用有機(jī)溶劑浸提法與超聲波提取法研究白花敗醬單寧的最佳提取工藝條件，以提高其提取率，為后續(xù)研究其組成及活性成分提供條件。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮白花敗醬 采摘自杭州郊縣；沒(méi)食子酸AR 江蘇洪聲化工廠(chǎng)；磷鉬酸AR 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；鎢酸鈉AR 中國(guó)醫(yī)藥（集團(tuán)）上海化學(xué)試劑公司；飽和碳酸鈉溶液 稱(chēng)取100g Na2CO3，加250mL水到500mL容量瓶中，充分搖動(dòng)促其溶解，然后定容，儲(chǔ)于帶橡皮塞的瓶中備用；Folin-Denis試劑 稱(chēng)取鎢酸鈉25g，磷鉬酸5g，置于500mL錐形瓶中，加375mL水溶解，再加85%磷酸25mL，連接冷凝管，在沸水浴中加熱回流2h，冷卻后用水稀釋至500mL。

752紫外光柵分光光度計(jì) 上海第三分析儀器廠(chǎng)；數(shù)顯恒溫水浴鍋 上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠(chǎng)；超聲波清洗器 上海之信儀器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 白花敗醬單寧含量的測(cè)定[6]

1.2.1.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的制作 稱(chēng)取1.0g沒(méi)食子酸，溶于水中，于500mL容量瓶中稀釋至刻度，搖勻。吸取含沒(méi)食子酸2mg/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液0、1.0、3.0、5.0、10.0、15.0mL，分別放入100mL比色管中，用水稀釋至50mL，然后加入2mL Folin-Denis試劑，搖勻，5min后，加10mL飽和碳酸鈉溶液，搖勻，溶液即顯藍(lán)。放置30min后，用分光光度計(jì)于760nm（1cm比色皿）處測(cè)定其吸光度。同時(shí)以蒸餾水做空白調(diào)零。以吸光值為橫坐標(biāo)，比色皿中沒(méi)食子酸的濃度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)。

1.2.1.2 提取液中單寧含量的測(cè)定 稱(chēng)取試樣1.0g（平行3份），放入100mL容量瓶中，加入溶劑，按實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行提取，冷卻后定容至刻度，搖勻，過(guò)濾。若濾液不清亮，再過(guò)濾一次。精確吸取濾液1mL于100mL的錐形瓶中，加水49mL，然后加入2mL Folin-Denis試劑，搖勻，5min后加10mL飽和碳酸鈉溶液，搖勻，溶液即顯藍(lán)。放置30min，用分光光度計(jì)于760nm處測(cè)定其吸光值。根據(jù)回歸方程計(jì)算提取液?jiǎn)螌幍臐舛龋聪率接?jì)算出白花敗醬單寧的提取率：

式中，p為從標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)查得的提取液?jiǎn)螌幒浚琺g/mL；V1為提取液總體積，mL；m為稱(chēng)取的白花敗醬干粉質(zhì)量，mg。

1.2.2 有機(jī)溶劑浸提法單因素實(shí)驗(yàn) 新鮮白花敗醬，除去雜質(zhì)，洗凈，在100℃烘箱中烘干，粉碎，備用。

1.2.2.1 丙酮濃度對(duì)提取率的影響 稱(chēng)取預(yù)先粉碎的白花敗醬粉1.0g 5份，放入100mL容量瓶中，按1∶60料液比，分別加入30%、40%、50%、60%、70%丙酮水溶液，并同時(shí)每份做3個(gè)平行，置于60℃水浴中，浸提2h，冷卻后定容，過(guò)濾后取濾液進(jìn)行Folin-Denis比色實(shí)驗(yàn)，確定濾液中單寧濃度，計(jì)算出白花敗醬單寧的提取率。

1.2.2.2 料液比對(duì)提取率的影響 以50%丙酮水溶液為提取劑，置于60℃水浴中浸提2h，考察不同料液比1∶40、1∶50、1∶60、1∶70、1∶80的提取率。

1.2.2.3 提取溫度對(duì)提取率的影響 以50%丙酮水溶液為提取劑，料液比1∶60，浸提2h，考察不同提取溫度40、50、60、70、80℃的提取率。

1.2.2.4 提取時(shí)間對(duì)提取率的影響 以50%丙酮水溶液為提取劑，料液比1∶60加入，置于60℃水浴中，考察不同提取時(shí)間0.5、1、1.5、2、2.5h的提取率。

1.2.3 正交實(shí)驗(yàn) 根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)確定的范圍，料液比、提取溫度和提取時(shí)間作為考察的3因素，每因素3水平，以白花敗醬單寧提取率為指標(biāo)，用L9（34）正交表安排實(shí)驗(yàn)，因素水平表見(jiàn)表1。

1.2.4 超聲波提取法單因素實(shí)驗(yàn)

1.2.4.1 丙酮濃度對(duì)提取率的影響 稱(chēng)取預(yù)先粉碎的白花敗醬粉1.0g 5份，放入100mL容量瓶中，按1∶60料液比，分別加入30%、40%、50%、60%、70%丙酮水溶液，并同時(shí)每份做3個(gè)平行，置于超聲波清洗器中，調(diào)節(jié)功率至80W，浸提50min，冷卻后定容，過(guò)濾后取濾液進(jìn)行Folin-Denis比色實(shí)驗(yàn)，確定濾液中單寧濃度，計(jì)算出白花敗醬單寧的提取率。

表1 有機(jī)溶劑浸提法正交實(shí)驗(yàn)因素水平表Table 1 Orthogonal factors table of organic solvent extraction

1.2.4.2 料液比對(duì)提取率的影響 以50%丙酮水溶液為提取劑，以功率80W提取50min，考察不同料液比1∶40、1∶50、1∶60、1∶70、1∶80對(duì)提取率的影響。

1.2.4.3 提取時(shí)間對(duì)提取率的影響 以50%丙酮水溶液為提取劑，料液比1∶60，功率為80W考察不同提取時(shí)間30、40、50、60、70min對(duì)提取率的影響。

1.2.4.4 超聲功率對(duì)提取率的影響 以50%丙酮水溶液為提取劑，按料液比1∶60超聲提取50min，考察不同超聲功率20、40、60、80、100W對(duì)提取率的影響。

1.2.5 超聲波提取法正交實(shí)驗(yàn) 根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)確定的范圍，料液比、提取時(shí)間和超聲功率作為考察的3因素，每因素3水平，以白花敗醬單寧提取率為指標(biāo)，用L9（34）正交表安排實(shí)驗(yàn)（見(jiàn)表2），得出最佳提取條件。

表2 超聲波提取法正交實(shí)驗(yàn)因素水平表Table 2 Orthogonal factors table of ultrasonic extraction

2 結(jié)果與分析

2.1 白花敗醬中單寧含量的測(cè)定

標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)見(jiàn)圖1。y=1.2609x-0.0009，R2=0.9971。

圖1 單寧含量標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)Fig.1 The standard curve of tannin content

2.2 有機(jī)溶劑提取法工藝條件的研究

2.2.1 單因素實(shí)驗(yàn)

2.2.1.1 丙酮濃度對(duì)提取率的影響 不同丙酮濃度對(duì)白花敗醬單寧提取率的影響見(jiàn)圖2。

圖2 丙酮濃度對(duì)單寧提取率的影響Fig.2 Effect of acetone concentration on tannin extraction rate

由圖2可以看出，白花敗醬中單寧的提取率隨丙酮濃度的升高而增大，當(dāng)丙酮濃度為50%時(shí)，再增大其濃度，單寧的提取率只略有上升，其可能原因是50%丙酮濃度已能溶解白花敗醬中的大部分單寧，考慮到經(jīng)濟(jì)原因和成本問(wèn)題，再提高丙酮濃度意義不大。因此，以50%丙酮為提取劑較為合適。

2.2.1.2 料液比對(duì)提取率的影響 不同料液比對(duì)白花敗醬中單寧的提取率的影響見(jiàn)圖3。

圖3 料液比對(duì)單寧提取率的影響Fig.3 Effect of material-solution ratio on tannin extraction rate

由圖3可以看出，料液比為1∶40時(shí)，隨料液比的增大，提取率顯著提高，當(dāng)料液比為1∶60時(shí)，再增大料液比，白花敗醬中單寧的提取率沒(méi)有明顯上升，綜合考慮提取劑用量以及單寧的提取率和消耗能量，認(rèn)為，料液比為1∶60較為合適。

2.2.1.3 提取溫度對(duì)提取率的影響 不同提取溫度對(duì)白花敗醬中單寧的提取率的影響見(jiàn)圖4。

由圖4可以看出，白花敗醬中單寧的提取率隨著提取溫度的升高而增大，當(dāng)溫度達(dá)到60℃時(shí)，隨著溫度升高，提取率略有上升，再升高溫度，單寧的提取率下降。這是由于溫度過(guò)高破壞了單寧的結(jié)構(gòu)從而影響了提取率。因此，白花敗醬中單寧的提取溫度60℃左右較為合適。

2.2.1.4 提取時(shí)間對(duì)提取率的影響 不同提取時(shí)間對(duì)白花敗醬中單寧的提取率的影響見(jiàn)圖5。

圖4 提取溫度對(duì)單寧提取率的影響Fig.4 Effect of extraction temperature on tannin extraction rate

圖5 提取時(shí)間對(duì)單寧提取率的影響Fig.5 Effect of extraction time on tannin extraction rate

由圖5可以看出，在2.0h的白花敗醬中單寧的提取率達(dá)到最高。這是因?yàn)殡S著提取時(shí)間的加長(zhǎng)可以使單寧充分溶解于溶劑中，但時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)因?yàn)闇囟鹊挠绊懚茐膯螌幍姆肿咏Y(jié)構(gòu)。因此提取時(shí)間以2.0h較為適宜。

2.2.2 有機(jī)溶劑提取法正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 根據(jù)表3可以看出，提取時(shí)間（A）、提取溫度（B）、料液比（C）三個(gè)因素中，料液比對(duì)提取率的影響最大，提取時(shí)間的影響最小。最優(yōu)水平為A2B2C3，即當(dāng)料液比為1∶70、提取溫度為60℃、提取時(shí)間為120min時(shí)，白花敗醬單寧有最大提取率3.897%。

表3 有機(jī)溶劑浸提法正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 3 Orthogonal test result of organic solvent extraction

2.3 超聲波提取法工藝條件的研究

2.3.1 超聲波提取法單因素實(shí)驗(yàn)

2.3.1.1 丙酮濃度對(duì)提取率的影響 丙酮濃度對(duì)白花敗醬中單寧的提取率的影響見(jiàn)圖6。

圖6 丙酮濃度對(duì)單寧提取率的影響Fig.6 Effect of acetone concentration on tannin extraction rate

由圖6可以看出，隨著丙酮濃度的升高，白花敗醬中單寧的提取率也不斷增大，當(dāng)丙酮濃度為50%時(shí)，再增大丙酮濃度，提取率只略有上升，因此，考慮到提取成本和提取效果，50%的丙酮濃度較合適。

2.3.1.2 料液比對(duì)提取率的影響 料液比對(duì)白花敗醬中單寧的提取率的影響見(jiàn)圖7。

圖7 料液比對(duì)單寧提取率的影響Fig.7 Effect of material-solution ratio on tannin extraction rate

從圖7可以看出，隨著提取劑料液比的增大，白花敗醬中單寧的提取率逐漸增大，在料液比達(dá)到1∶60時(shí)，單寧的提取率較高，此后再增大料液比，單寧的提取率沒(méi)有變化。因此，以料液比1∶60提取較為合適。

2.3.1.3 超聲波提取時(shí)間對(duì)提取率的影響 超聲波提取時(shí)間對(duì)白花敗醬中單寧的提取率的影響見(jiàn)圖8。由圖8可以看出，隨著超聲波處理時(shí)間的延長(zhǎng)，單寧的提取率逐漸增大，在超聲時(shí)間達(dá)到50min時(shí)，單寧的提取率最高，此后再延長(zhǎng)超聲波處理時(shí)間，提取率有所下降。可能是因?yàn)殡S著超聲波處理時(shí)間的延長(zhǎng)，白花敗醬的細(xì)胞結(jié)構(gòu)逐漸被破壞，有利于細(xì)胞中單寧的溶出，但隨著超聲時(shí)間太長(zhǎng)，溶劑的溫度也逐漸升高，造成單寧被氧化而損失。因此，確定超聲時(shí)間為50min。

2.3.1.4 超聲波功率對(duì)提取率的影響 超聲波功率對(duì)白花敗醬中單寧提取率的影響見(jiàn)圖9。

圖8 超聲時(shí)間對(duì)提取率的影響Fig.8 Effect of ultrasonic time on tannin extraction rate

圖9 超聲波功率對(duì)提取率的影響Fig.9 Effect of ultrasonic power on tannin extraction rate

由圖9可以看出，隨著超聲波功率的增大，單寧的提取率逐漸升高，在超聲波功率為80W時(shí)，單寧的提取率達(dá)到最大值，之后再升高超聲波的功率，提取率略有下降。可能原因是隨著功率的增大，超聲波的空化效應(yīng)增強(qiáng)，加速了白花敗醬細(xì)胞中單寧的溶出，但功率過(guò)大，會(huì)使溶劑溫度快速升高，同時(shí)強(qiáng)烈的超聲波空化效應(yīng)會(huì)破壞單寧分子的結(jié)構(gòu)，使提取率降低。因此，合適的超聲波功率應(yīng)為80W。

2.3.2 超聲波提取法正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 根據(jù)表4可以看出，料液比（A）、提取時(shí)間（B）、提取功率（C）三個(gè)因素中，提取功率對(duì)提取率的影響最大，料液比的影響最小。最優(yōu)水平為A2B3C2，即當(dāng)料液比為1∶60、提取時(shí)間為60min、提取功率為80W為最優(yōu)，在此條件下進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，白花敗醬單寧有最大提取率4.648%。

表4 超聲波提取法正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 4 Orthogonal test result of ultrasonic extraction

3 結(jié)論

植物單寧的提取方法很多，本文比較了超聲波提取法與有機(jī)溶劑提取法對(duì)白花敗醬中單寧的提取效果，結(jié)果顯示，超聲波提取法的白花敗醬單寧得率較高，以50%丙酮水溶液為提取劑，料液比為1∶60、提取時(shí)間為60min、提取功率為80W時(shí)，白花敗醬單寧有最大提取率4.648%。與有機(jī)溶劑提取法相比，所需時(shí)間較短，耗能較小，提取效率較高，較適宜于工業(yè)化生產(chǎn)。設(shè)計(jì)出適合工業(yè)化白花敗醬中單寧的超聲波提取工藝以及超聲波設(shè)備是今后的研究中有待解決的主要問(wèn)題。

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Study on extraction of tannin of Patrinia villosa Juss

FAN Xiao-man1，3，JIN Wen-jing2，LONG Wei-yun1，3，YE Lu1，3，ZHU Jia-jin1，3，*
（1.Department of Food Science&Nutrition，Zhejiang University，Hangzhou 310058，China；2.Hangzhou Campus of Zhejiang Ocean University，Hangzhou 311231，China；3.Fuli Institute of Food Science，Zhejiang University，Hangzhou 310058，China）

The extraction process of tannin from Patrinia villosa Juss was studied through methods of organic solvent extraction and ultrasonic extraction.Extraction technology was optimized by single factor and orthogonal tests.Results showed that the ultrasonic extraction had higher extraction rate，and consumed less time.When the ultrasonic power was 80W，the ratio of material to solution was 1∶60（w/v）and the extraction time was 60mins，the maximum extraction ratio was 4.684%.

Patrinia villosa Juss；tannin；extraction

TS201.2

B

1002-0306（2014）08-0218-05

10.13386/j.issn1002-0306.2014.08.041

2013－07－08 *通訊聯(lián)系人

范小曼（1990-），女，碩士研究生，研究方向：食品營(yíng)養(yǎng)。

國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃863項(xiàng)目（2011AA100804）；浙江省自然科學(xué)基金（Y3100322）。