苦瓜皂苷提取及純化工藝的研究

董加寶，段麗萍，譚力，陽(yáng)建章，胡莎，全沁果，廖向陽(yáng)（湖南科技學(xué)院化學(xué)與生物工程學(xué)院，湖南永州425199）

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苦瓜皂苷提取及純化工藝的研究

董加寶，段麗萍，譚力，陽(yáng)建章，胡莎，全沁果，廖向陽(yáng)
（湖南科技學(xué)院化學(xué)與生物工程學(xué)院，湖南永州425199）

用溶劑法從苦瓜干粉中提取苦瓜皂苷并用大孔吸附樹脂對(duì)苦瓜皂苷進(jìn)行了純化研究。結(jié)果表明苦瓜皂苷最佳提取參數(shù)為：乙醇濃度70%、提取時(shí)間3h、提取溫度70℃、料液比1∶20（g/mL）。AB-8大孔吸附樹脂最佳純化工藝條件為：吸附流速4%BV/min，80%的乙醇洗脫流速為3%BV/min。得苦瓜皂苷提取率為4.8%，其純度可達(dá)到46.5%。

苦瓜；皂苷；提取；純化；AB-8樹脂

苦瓜（Momordica charantia L.），屬葫蘆科苦瓜屬植物，味甘苦、寒涼、無(wú)毒，是一種藥食同源的佳品。具有降血糖［1］、減肥、抗腫瘤［2］、抗病毒、抗生育、抗菌等功效?？喙显碥帐强喙现幸环N重要的有效成分，近年來(lái)國(guó)外醫(yī)學(xué)研究表明，苦瓜皂苷具有降血糖［3］、抑菌［4］、抗氧化［5］、抗腫瘤、降低膽固醇［6］、提高免疫力、消炎等功效［7］。本文旨在通過(guò)對(duì)苦瓜皂苷分離純化工藝的研究，為苦瓜皂苷的工業(yè)化生產(chǎn)提供一定的參考和理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

苦瓜粉：將新鮮苦瓜洗凈，去籽切片，烘箱中烘干，粉碎后過(guò)20目篩，將所得苦瓜粉貯存于棕色瓶中備用；95%乙醇、丙酮、乙酸乙酯、石油醚、正己烷、三氯甲烷、氯仿、香草醛、高氯酸，所有試劑均為分析純：天津市大茂化學(xué)試劑廠；AB-8大孔吸附樹脂：安徽三星冰乙酸樹脂科技有限公司；722-B型可見(jiàn)分光光度計(jì)：天津市普瑞斯儀器有限公司；DHG-9070AS新型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱：寧波江南儀器廠；HH-W600數(shù)顯三用恒溫水箱：金壇市億通電子有限公司；BCD-H5冰箱：小天鵝（荊州）電器有限公司AY220；電子天平：SHMADZU corporation；RE201D旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器：上海貝特儀電設(shè)備廠；jj-2組織搗碎機(jī)：常州華普教學(xué)儀器有限公司。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

準(zhǔn)確稱取人參皂苷Rg1標(biāo)準(zhǔn)品5 mg，加甲醇溶液定容至5 mL，搖勻后分別吸取此溶液0.030、0.060、0.090、0.120、0.150、0.180 mL于各試管中，水浴揮去溶劑后分別加入5%的香草醛-冰乙酸溶液0.20 mL、高氯酸0.80 mL，置于60℃水浴中加熱15 min，冷卻后加冰乙酸5 mL搖勻，于560 nm處測(cè)定吸光度。以人參皂苷Rg1為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線［8］。

1.2.2苦瓜皂苷定量測(cè)定與計(jì)算方法

準(zhǔn)確吸取適量提取液于試管中，水浴揮去溶劑，按1.2.1測(cè)定吸光度并計(jì)算苦瓜皂苷含量。

純度計(jì)算公式：

1.2.3苦瓜皂苷提取純化工藝流程

苦瓜干粉末→乙醇溶劑浸提→過(guò)濾→苦瓜提取液→大孔吸附樹脂吸附→乙醇洗脫→洗脫液→干燥→苦瓜皂苷粉末

1.2.4不同溶劑對(duì)苦瓜皂苷的提取率效果

準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量苦瓜粉5份倒入試管，在室溫下，分別取相同體積95%乙醇、去離子水、三氯甲烷、乙酸乙酯、氯仿浸提一定時(shí)間，于560 nm波長(zhǎng)處測(cè)其吸光度并計(jì)算出含量。

1.2.5不同溶劑濃度對(duì)苦瓜皂苷的提取率效果

準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量苦瓜粉5份倒入試中，在室溫下，分別用相同體積、不同濃度的溶劑浸取相同時(shí)間后，于560 nm波長(zhǎng)處測(cè)其吸光度并計(jì)算出含量。

1.2.6不同溫度對(duì)苦瓜皂苷的提取率效果

準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量苦瓜粉5份倒入試管，在不同溫度下，各用一定體積的溶劑浸取相同時(shí)間后，于560 nm波長(zhǎng)處測(cè)其吸光度并計(jì)算出含量。

1.2.7不同時(shí)間對(duì)苦瓜皂苷的提取率效果

準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量苦瓜粉1份倒入提取瓶，在室溫下，用一定體積的溶劑浸提，每隔0.5 h吸取提取液，于560 nm波長(zhǎng)處測(cè)其吸光度并計(jì)算出含量。

1.2.8不同料液比對(duì)苦瓜皂苷的提取率效果

準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量苦瓜粉5份倒入試管，在室溫下，分別加不同體積的溶劑浸提相同時(shí)間后，于560 nm波長(zhǎng)處測(cè)其吸光度并計(jì)算出含量。

1.2.9吸附劑的選擇

準(zhǔn)確稱取一定相同質(zhì)量的硅膠G和AB-8型大孔吸附樹脂各一份，分別倒入燒杯中，再加一定相同體積的1.2.1最佳提取工藝條件下的苦瓜皂苷提取液，靜置吸附相同時(shí)間后，于560 nm波長(zhǎng)處測(cè)其吸光度，并繪制柱形圖。

1.2.10吸附流速的確定

選用預(yù)處理后的AB-8型大孔吸附樹脂，取3根相同大小的離子交換柱，裝入規(guī)格為Ф1.0 cm×50 cm柱中，裝填高度為20 cm，分別加入相同適量的，然后將苦瓜皂苷提取液，以不同的流速進(jìn)行動(dòng)態(tài)吸附，每4 mL收集一管流出液，于560 nm波長(zhǎng)處測(cè)其吸光度，繪制不同吸附流速條件下流出液中吸光度值隨時(shí)間變化的曲線圖。

1.2.11洗脫劑的選擇

準(zhǔn)確量取相同一定體積的95%乙醇、乙酸乙酯、正己烷分別倒入燒杯中，然后加相同質(zhì)量的吸附飽和的AB-8型大孔吸附樹脂，靜置一定時(shí)間后，于560 nm波長(zhǎng)處測(cè)其吸光度，繪制柱形圖。

1.2.12洗脫劑濃度的確定

準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量的吸附飽的AB-8型大孔吸附樹脂5份，分別加相同體積不同濃度的洗脫劑靜置洗脫相同時(shí)間后，于560nm波長(zhǎng)處測(cè)其吸光度繪制曲線。

1.2.13洗脫流速的確定

將1.2.10吸附飽和后的樹脂，以不同的流速進(jìn)行動(dòng)態(tài)吸附，洗脫液每4 mL收集一管，于560 nm波長(zhǎng)處測(cè)其吸光度，繪制不同洗脫流速條件下洗脫液中吸光度值隨時(shí)間變化的曲線圖。

2　結(jié)果與分析

2.1不同溶劑種類對(duì)苦瓜皂苷提取的影響

不同溶劑種類對(duì)苦瓜皂苷提取的影響見(jiàn)表1。

表1　不同溶劑對(duì)苦瓜皂苷提取率的影響Table 1　Effect of solvent on saponins in bitter melon extraction

由表1可知，在其他條件相同的情況下用不同的溶劑：95%乙醇、水、乙酸乙酯、三氯甲烷、氯仿提取的苦瓜皂苷中，以95%乙醇提取的苦瓜皂苷含量最高，且乙醇無(wú)毒，安全性高，因此選乙醇為苦瓜皂苷提取的最佳試劑。

2.2不同溶劑濃度對(duì)苦瓜皂苷提取的影響

不同溶劑濃度對(duì)苦瓜皂苷提取的影響見(jiàn)表2。

表2　不同溶劑濃度對(duì)苦瓜皂苷提取率的影響Table 2　Effect of solvent strength on saponins in bitter melon extraction

由表2可見(jiàn)，乙醇濃度達(dá)到70%時(shí)，苦瓜皂苷的含量達(dá)到最高，濃度再升高苦瓜皂苷含量有下降的趨勢(shì)。因此，確定以濃度為70%的乙醇為最佳提取溶劑濃度。

2.3不同溫度對(duì)苦瓜皂苷提取的影響

不同溫度對(duì)苦瓜皂苷提取的影響見(jiàn)表3。

表3　不同溫度對(duì)苦瓜皂苷提取的影響Table 3　Effect of temperature on saponins in bitter melon extraction

由表3中可知，隨著溫度的升高，苦瓜皂苷的含量呈先上升后下降的趨勢(shì)，在40℃～70℃時(shí)苦瓜皂苷含量隨溫度升高而增加，70℃時(shí)，苦瓜皂苷含量達(dá)到最高，曲線達(dá)最高點(diǎn)。

2.4不同提取時(shí)間對(duì)苦瓜皂苷提取的影響

不同提取時(shí)間對(duì)苦瓜皂苷提取的影響見(jiàn)表4。

表4　不同時(shí)間對(duì)苦瓜皂苷提取的影響Table 4　Effect of time on saponins in bitter melon extraction

從表4可以看出，提取時(shí)間在1 h～3 h范圍內(nèi)時(shí)，苦瓜皂苷含量隨提取時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，提取時(shí)間為3 h時(shí)，皂苷含量達(dá)最大值。提取時(shí)間超過(guò)3 h后，隨提取時(shí)間的延長(zhǎng)，皂苷含量基本處于穩(wěn)定狀態(tài)，因此提取時(shí)間確定為3 h。

2.5不同料液比對(duì)苦瓜皂苷提取的影響

不同料液比對(duì)苦瓜皂苷提取的影響見(jiàn)表5。

表5　不同料液比對(duì)苦瓜皂苷提取的影響Table 5　Effect of material fluid compares on saponins in bitter melon extraction

表5中，提取液的苦瓜皂苷含量先隨料液比的增大而增大，在1∶20（g/mL）時(shí)苦瓜皂苷含量達(dá)最大值，繼續(xù)增大料液比比苦瓜皂苷含量基本處于穩(wěn)定趨勢(shì)，由此確定物料比為1∶20（g/mL）。

2.6不同吸附劑對(duì)苦瓜皂苷純化的影響（靜態(tài)吸附）不同吸附劑對(duì)苦瓜皂苷純化的影響見(jiàn)圖1。

圖1　吸附劑對(duì)苦瓜皂苷純化的影響Fig.1　Effect of sorbent on saponins in bitter melon purification

由上圖1所示，經(jīng)AB-8大孔吸附樹脂吸附過(guò)的提取液吸光度較小，說(shuō)明溶液中苦瓜皂苷含量低，由此可確定AB-8大孔吸附樹脂比硅膠吸附性能好。

2.7不同吸附流速對(duì)苦瓜皂苷純化的影響

不同吸附流速對(duì)苦瓜皂苷純化的影響見(jiàn)圖2。

圖2　不同吸附流速對(duì)苦瓜皂苷純化的影響Fig.2　Effect of adsorption flow velocity on the purification of saponins in bitter melon

從圖2可以看出：以5%BV/min流出的溶液，在收集到第6管時(shí)，樹脂柱基本吸附飽和，在這之后苦瓜皂苷吸光度值趨于平衡，樹脂柱吸附飽和所用時(shí)間最短，但在吸附過(guò)程中溶液中苦瓜皂苷因流速較快而流出的可能性因素更大，從而降低提取率故不考慮；以4%BV/min滴出的溶液，在收集到第8管時(shí)，樹脂柱基本吸附飽和；以3%BV/min流出的溶液，在收集到第11管時(shí)，樹脂柱才基本吸附飽和。綜合考慮所用時(shí)間，吸附效果確定4%BV/min為上柱吸附流速。

2.8不同洗脫劑對(duì)苦瓜皂苷純化的影響（靜態(tài)洗脫）

不同洗脫劑對(duì)苦瓜皂苷純化的影響見(jiàn)圖3。

由圖3可知，使用95%乙醇洗脫的洗脫液中較其他溶劑苦瓜皂苷含量最高。因此選用乙醇為最佳的洗脫溶劑。

2.9不同乙醇濃度對(duì)苦瓜皂苷純化的影響（靜態(tài)洗脫）

不同乙醇濃度對(duì)苦瓜皂苷純化的影響見(jiàn)表6。

圖3　不同洗脫劑對(duì)苦瓜皂苷純化的影響Fig.3　Effect of eluant on the purification of saponins in bitter melon

表6　不同乙醇濃度對(duì)苦瓜皂苷洗脫效果的影響Table 6　Effect of eluant strength on the purification ofsaponins in bitter melon

由表6可見(jiàn)，洗脫液中苦瓜皂苷含量隨著乙醇濃度的升高而增加，乙醇濃度在50%～80%之間時(shí)，皂苷含量隨乙醇濃度的增加上升幅度很大，當(dāng)乙醇濃度達(dá)到80%時(shí)，苦瓜皂苷含量雖然隨著乙醇濃度的升高有所增加，但是基本處于平衡穩(wěn)定狀態(tài)，且結(jié)合生產(chǎn)成本綜合考慮選擇，確定乙醇濃度為80%。

2.10不同洗脫流速對(duì)苦瓜皂苷純化的影響

不同洗脫流速對(duì)苦瓜皂苷純化的影響見(jiàn)圖4。

圖4　不同洗脫流速對(duì)苦瓜皂苷純化的影響Fig.4　Effect of elution flow velocity on the purification of saponins in bitter melon

從圖4可知以3%BV/min流出的洗脫液，在收集到第9管時(shí)，洗脫液吸光度值趨于零，洗脫完全；以4%BV/min滴出洗脫液，在收集到第11管時(shí)，洗脫液吸光度值趨于零；以5%BV/min滴出洗脫液，收集到第14管后，洗脫液吸光度值才趨于零。比較三者，達(dá)到洗脫完全所用的時(shí)間相差不大，從洗脫劑用量來(lái)考慮，以3%BV/min的洗脫流速進(jìn)行洗脫時(shí)洗脫劑用量最少。因此選定流速控制為3%BV/min。經(jīng)過(guò)計(jì)算可知苦瓜皂苷提取率為4.8%，其純度可達(dá)到46.5%。

3　結(jié)論

結(jié)果表明苦瓜皂苷最佳提取參數(shù)為：乙醇濃度70%、提取時(shí)間3h、提取溫度70℃、料液比1∶20（g/mL）。AB-8大孔吸附樹脂最佳純化工藝條件為：吸附流速4%BV/min，80%的乙醇洗脫流速為3%BV/min。得苦瓜皂苷提取率為4.8%，其純度可達(dá)到46.5%。

［1］Shubhashish S D.emonstration of the Hypoglycmic action of Momodica charantia in A Validated Animal Model of Diabetes［J］.Phar Res，1996，33（1）:3

［2］Ahmed E，Adeghate.Effects of momodica charantia fruit juice on isletmorphology in the pancreas of the strep tozotocin-diabetic rat［J］.Diab Res Clin Pract，1998，40（3）:145-151

［3］Liaquat Ali.Studies on hypoglycemic effects of fruit pulp，seed and whole plant of Momordica Charantia on normal and diabetic model rats［J］.Planta Med，1993，59（1）:408-412

［4］王杰.苦瓜的抑菌作用及其活性物質(zhì)的提取分離研究［D］.楊凌:西北農(nóng)林科技大學(xué)，2004

［5］王志遠(yuǎn)，金宏，許志勤，等.苦瓜皂苷降血糖作用及其機(jī)制初探［J］.氨基酸和生物資源，2001，23（3）:42-45

［6］Ahmed I，Adeghate E，Sharma A K，et al.Effects of Momordica charantia fruit juice on islet morphology in the pancreas of the streptozo-tocin-diabetic rat［J］.Di-abetes Res Clin Pract，1998，40（3）:145-146

［7］侶麗紅，趙于慶.苦瓜的降血糖作用及活性成分的研究［J］.中草藥，2002，25（6）:449-451

［8］李健，張令文，劉寧，等.苦瓜皂苷提取工藝的研究［J］.食品工業(yè)科技，2005，26（10）:117-119

Study on Extraction and Purification of Saponins in Bitter Melon

DONG Jia-bao，DUAN Li-ping，TAN Li，YANG Jian-zhang，HU Sha，QUAN Qin-guo，LIAO Xiang-yang
（Department of Biochemistry，Hunan University of Science and Engineering，Yongzhou 425199，Hunan，China）

This paper researched the extraction and purification of saponins from the bitter melon powder.The optimum parameters were as following：70%ethanol，3 h，70℃and material fluiol compares was 1∶20（g/mL）. The optimum purification conditions were confirmed as follows：AB-8macro-porous resins，adsorption flow velocity of 4%BV/min，the elutent was 80%ethanol，the eluting velocity of flow 3%BV/min.The yield of saponins was 4.8%，the purity of saponins can reach to 46.5%.

bitter melon；saponins；extraction；purification；AB-8 resins

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.13.012

董加寶（1982—），男（漢），講師，碩士，研究方向：食品化學(xué)與營(yíng)養(yǎng)。

2014-12-27