超聲波法提取山楂葉中原花青素的條件優化

李保利，趙　凌，申艷紅，張換平

(安陽工學院，河南　安陽　455000)

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超聲波法提取山楂葉中原花青素的條件優化

李保利，趙凌，申艷紅，張換平

(安陽工學院，河南安陽455000)

研究了使用超聲波法從山楂葉中提取原花青素，分別通過對料液比，乙醇濃度，提取溫度，提取時間這些提取因素進行探索。對山楂葉提取物進行分離純化，用分析檢測方法比如紅外分光光度計以及紫外分光光度計對提取物中原花青素進行分析與檢測。確定了最佳提取條件：乙醇濃度為60%，提取溫度為60 ℃，最佳超聲波提取時間為60 min，最佳料液比為1:8，最佳浸泡時間為20 h。

超聲波法；原花青素；山楂葉

1　實　驗

1.1實驗材料

山楂葉，產地廣西梧州。

無水乙醇、乙酸乙酯和石油醚(分析純)，天津市富宇精細化工有限公司；甲醇(分析純)，天津賽孚瑞科技有限公司。

1.2實驗儀器

RE-52AA旋轉蒸發儀，上海亞榮生化儀器廠；KQ-250B超聲波清洗儀，昆山市超聲儀器公司；T6新世紀紫外分光光度計，北京普析通用有限公司。

1.3單因素實驗

在化工生產中常采用超聲波法來提高提取效率，超聲波法已經廣泛的用于天然化合物的提取[1]。

1.3.1山楂葉中原花青素的超聲波輔助提取

取山楂葉，清洗后，打碎，過20目的篩子。稱山楂葉約20 g于5個小燒杯中,分別加入規定劑量的一定濃度的乙醇溶液。分別在指定的溫度下，超聲波提取一定的時間。真空抽濾，旋轉蒸發儀減壓蒸餾得到粗提物。分別從乙醇濃度，提取溫度，超聲波提取時間，料液比來研究不同條件與提取率的關系。

1.3.2乙醇濃度對提取效率的影響

按1.3.1所述方法，稱取20 g山楂葉于五個小燒杯中，采用1:7的料液比，分別配置40%，50%，60%，70%，80%的乙醇溶液作為提取液，在室溫下，使用超聲波提取60 min，得到粗提物后抽濾，減壓蒸餾。

1.3.3提取溫度對提取效率的影響

按1.3.1所述方法，稱取20 g山楂葉于五個小燒杯中，采用1:7的料液比，用70%乙醇溶液作為提取液，在40 ℃，50 ℃，60 ℃，70 ℃，80 ℃下，超聲波提取60 min，得到粗提物抽濾，減壓蒸餾。

1.3.4提取時間對提取效率的影響

按1.3.1所述方法，稱取20 g山楂葉于五個小燒杯中，采用1:7的料液比，70%的乙醇濃度，提取溫度60 ℃超聲，分別提取40 min，50 min，60 min，70 min，80 min。

1.3.5料液比對提取效率的影響

按1.3.1所述方法，稱取20 g山楂葉于5個小燒杯中，采用1:5，1:6，1:7，1:8，1:9，的料液比，70%的乙醇濃度，提取溫度60 ℃超聲，提取60 min。

1.3.6浸泡時間對提取效率的影響

按1.3.1所述方法，稱取20.0 g山楂葉，按料液比1:8與60%的乙醇溶液進行混合，浸泡，時間分別為12 h、16 h、20 h、24 h、28 h，超聲波提取，時間為60 min，溫度為50 ℃，濃縮干燥，稱重，找出最佳浸泡時間。

1.3.7原花青素的分離與純化

稱取20 g山楂葉，采用1:8的料液比，乙醇濃度為60%，60 ℃下超聲提取60 min，減壓過濾，減壓濃縮。山楂葉粗提物是一個混合物，含有原花青素，還包含一些醇溶性的蛋白，酚類，三萜類等，需要將粗提物進行分離純化。將減壓濃縮后的粗提物,加飽和NaCl溶液,使用3倍體積的乙酸乙酯萃取3次,用3倍體積的的石油醚沉淀2次，得到低聚原花青素[2]。

1.4分析與檢測方法

1.4.1紫外光譜檢測

取最佳超聲波條件下的原花青素提取物，在250～350 nm下測定吸收曲線。

1.4.2紅外光譜檢測

將提取物烘干，使用紅外光譜儀對提取物進行檢測。

2　結果與討論

2.1乙醇濃度對黃酮粗提物質量的影響

表1　單因素變量乙醇濃度

從表 1 可知, 乙醇濃度在60%時, 提取率較高；乙醇濃度大于 60%以后, 黃酮提取率大幅度降低。可能是濃度低時溶劑還不足以進入山楂葉細胞將有效成分溶出。隨著乙醇濃度的增大，溶液的極性增大，黃酮類化合物的溶解度增大。濃度過高時，溶液的介電常數發生變化，溶液沸點下降過大，溶劑揮發過大，最終導致提取量的降低。

2.2提取溫度對黃酮粗提物質量的影響

表2　單因素變量提取溫度

由表2可知，適當的提高反應體系的溫度有助于提取效率的提高，但當溫度上升到一定高度時，提取質量會下降，可能是由于溫度上升會加快擴散速度，提高擴散能力，從而使山楂葉中黃酮類化合物充分擴散到乙醇中，但溫度過高，可能會破壞黃酮的結構，促使黃酮的分解，提取量減小，而且當溫度為80 ℃時，提取體系中的乙醇大部分會以氣態的方式存在，溶劑量減小，會使提取量降低。所以提取體系的溫度應控制在60 ℃。

2.3提取時間對黃酮粗提物質量的影響

表3　單因素變量提取時間

由表3可知，在60 min之前提取率是呈上升趨勢的，但在60 min之后提取質量下降。可能是超聲波能使山楂葉細胞壁破裂有助于浸出，增加了乙醇向細胞內的擴散和有效成分溶出。因此隨提取時間的延長，黃酮的提取質量不斷提高。但時間過長可能會使黃酮的結構進一步分解或溶劑大量揮發，所以提取時間應控制在60 min。

2.4料液比對黃酮粗提物質量的影響

表4　單因素變量料液比

由表4可知，當料液比為1:8之前，隨著料液比的增大，提取物質量在大幅度地增大；之后，變緩。在1:8時粗取物質量為2.6936 g，而在1:9時，粗提物質量為2.6998 g，僅增長0.0062 g。可能溶劑中提取物的濃度低，與山楂葉中及溶劑邊界層提取物的濃度差較大，擴散推動力大。料液比的增大，增加了溶質即黃酮的擴散速度，但增大到一定限度，增長不明顯。綜合考慮，選用料液比為1:8為佳。

2.5浸泡時間對黃酮粗提物質量的影響

表5　浸泡時間對原花青素粗提物質量的影響

由表5可知隨著浸泡時間的提高，提取質量也在不斷地提高，但在浸泡時間達到一定20 h后，提取質量有些下降。可能是經過浸泡使黃酮在乙醇中的溶解度提高，超聲波的空化作用在溶液的力度大大提高。但當浸泡時間達到一定時，體系中的黃酮類化合物可能部分被氧化分解，故把浸泡時間定為20 h。

2.6紫外光譜檢測結果與討論

圖1　紫外光譜譜圖

根據紫外分光光度計測定的譜圖見圖1，可知最大的吸收峰值為λmax=285 nm。根據所查文獻[3-4]可知，原花青素標準品的最大吸收峰值為λmax=280 nm左右，與所測定的譜圖大概一致，可以認為提取物樣品中為原花青素。

2.7紅外光譜檢測結果與討論

提取物的紅外光譜圖見圖2，可知3391 cm-1處的強吸收峰，為酚類分子中-OH的伸縮振動峰。1611 cm-1、1518 cm-1、1445 cm-1處是酚類分子中苯環的骨架C-C的特征振動吸收峰。1281 cm-1、1181 cm-1、1139 cm-1、1064 cm-1吸收峰為C環中C-O-C的伸縮振動峰，819 cm-1是1,2,4-三取代苯峰。據相關文獻[5]可知1518 cm-1，1469 cm-1，1136 cm-1,819 cm-1，為兒茶素最具代表的特征峰，由此可以推斷出，山楂葉提取物中含有原花青素。

圖2　提取物紅外譜圖

3　結　論

實驗通過研究超聲波法從山楂葉中提取原花青素的方法，分別對乙醇濃度，提取溫度，提取時間，料液比，浸泡時間進行研究。確定最佳乙醇濃度為60%，提取溫度為60 ℃，最佳超聲波提取時間為60 min，最佳料液比為1:8，最佳浸泡時間為20 h。紫外圖譜和紅外譜圖來檢驗提取物中是否含有原花青素。

[1]蘇東林, 單楊, 李高陽. 柑橘皮里功能性物質種類及其提取工藝的研究進展[J]. 現代食品科技, 2007, 23(3): 90-94.

[2]呂麗爽, 曹棟. 薄層色譜法分離葡萄籽中的低聚原花青素[J]. 無錫輕工大學學報, 2001, 20(1): 65-67.

[3]雷亞萍, 任瑞. 環保監測中紫外分光光度計的應用研究[J]. 環境與生活, 2014(20): 070.

[4]許麗梅, 杜永峰, 姚秉華. 分光光度法測定葡萄籽中原花青素的含量[J]. 食品科技, 2008, 33(5): 216-219.

[5]崔曉霞, 張小麗, 唐煥威, 等. 落葉松樹皮活性物質提取及紅外光譜分析[J]. 光譜學與光譜分析, 2012, 32(7): 1810-1814.

Optimization of Ultrasonic Extraction of Oligomeric Proantho Cyanidins from Hawthorn Leaves

LIBao-li,ZHAOLing,SHENYan-hong，ZHANGHuan-ping

(Anyang Institute of Technology, Henan Anyang 455000, China)

The extraction of Oligomeric Proantho Cyanidins from hawthorn leaves by ultrasonic method was studied. This experiments that effected the extraction results by change the material liquid ratio and ethanol concentration, ultrasonic temperature, ultrasonic time were researched. Ultraviolet spectrum and infrared spectrum analysis showed that the crude extract contained Oligomeric Proantho Cyanidins. The optimum conditions were as follows: ethanol was the best solvent, ultrasonic temperature was 50 ℃, the ratio of the solid material to solution was 1:9, the ethanol concentration was 70%, the temperature was normal temperature, ultrasonic extraction time was 60 min.

iltrasonic method; Oligomeric Proantho Cyanidins; hawthorn leaves

李保利(1980-)，女，講師，主要從事復雜體系色譜分離。

O658.9

B

1001-9677(2016)010-0138-03