醇提-表面活性劑協同法提取無患子總皂苷的工藝研究

鄭林祿 馬 強 陳 峰 張振興 馬宏儒

（1.寧德師范學院化學與材料學院；2.福建省特色生物化工材料重點實驗室；3.寧德師范學院教育與藝術學院 福建寧德 352100）

近年來開發綠色產品和保護環境的意識逐漸成為主流，無患子皂苷作為天然的清潔品，天然表面活性劑，能起到殺菌止癢和降壓降脂的功效，成分易降解，而且對消費者的身體無毒無害，重新引起人們的重視。此外，無患子皂苷在醫藥、農業、工業等領域也有廣泛的應用[1-3]。

無患子皂苷的提取方法較多，但常規方法由于提取步驟多、耗時長、能耗高，易引起環境和安全問題，因此其提取方法有待進一步優化[4]。本實驗室在無患子皂苷提取方面做了各種有益的探究，包括采用復合酶法提取無患子總皂苷[4，5]，積累了大量經驗。基于表面活性劑特有的雙親分子結構在皂苷提取過程中能降低原料與溶劑之間的界面張力，增加固液接觸面積，從而使溶劑分子更易滲入植物細胞組織中[6]。此外，表面活性劑對皂苷的增溶具有促進作用，能加快組織內擴散速度。故本文嘗試用醇提-表面活性劑協同法提取無患子總皂苷，提高無患子總皂苷的提取率。

一、實驗部分

（一）試劑與儀器。無患子果皮粉（福建源華生物科技有限公司）；十二烷基磺酸鈉(SDS)：分析純，深圳泰達化工有限公司甲醇：化學純，高氯酸、冰醋酸、石油醚、齊墩果酸、正丁醇、香草醛等其它試劑均為分析純，天津市致遠化學試劑有限公司。紫外-可見分光光度計：UV-2100，北京瑞利分析儀器公司；循環水式多用真空泵：SHZ-D，河南省予華儀器有限公司；超級恒溫水浴及機械攪拌器：HH-501，金壇市杰瑞爾電器有限公司。

（二）無患子總皂苷提取率的測定。無患子總皂苷提取率按如下公式計算：

（三）工藝實驗方法。實驗方法主要參考文獻[4]進行，乙醇濃度、表面活性劑（SDS）用量、提取溫度和提取時間對無患子總皂苷的提取率均有不同程度的影響。為進一步優化表面活性劑協同法提取無患子總皂苷的工藝參數，在單因素實驗的基礎上，以無患子總皂苷提取率為評價依據，按L9(34)設計進行正交實驗（見表1）。

表1 正交實驗設計因素水平表

二、結果與討論

（一）單因素實驗結果分析。

1.乙醇濃度對皂苷提取率的影響。準確稱取2.00g的無患子粉5份，分別加入10mL濃度為65%、70%、75%、80%、85%的乙醇溶劑，加入10mL0.7%的表面活性劑、提取溫度為60℃、提取時間為2.0h，將提取后的溶液過濾，選用顯色靈敏的香草醛-高氯酸反應進行顯色，以齊墩果酸為對照品，用UV-2100紫外-可見分光光度計進行測定，探究乙醇濃度對無患子總皂苷提取率的影響，結果見圖1。

圖1 乙醇濃度對皂苷提取率的影響

由圖1可知總皂苷提取率先隨乙醇濃度（在75%以內）的增大而提高。原因是皂苷主要成分為三萜皂苷類和倍半萜糖苷類化合物，屬于弱極性化合物，易溶于弱極性溶液，當乙醇濃度較小時，無法將弱極性的三萜皂苷類和倍半萜糖苷類皂苷類化合物轉移到提取液中。隨著乙醇濃度的進一步增大，其他雜質組分也隨之溶出，使得提取率反而下降，故最佳乙醇濃度為75%。

2.表面活性劑（SDS）用量對提取率的影響。準確稱取2.00g的無患子粉5份，分別加入10mL含量為0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%的表面活性劑（SDS）、加入10mL濃度為75%的乙醇溶劑、提取溫度為60℃、提取時間為2.0h，將提取后的溶液過濾，選用顯色靈敏的香草醛-高氯酸反應進行顯色，以齊墩果酸為對照品，用UV-2100紫外-可見分光光度計進行測定，探究表面活性劑（SDS）用量對無患子總皂苷提取率的影響，結果見圖2。

圖2 表面活性劑（SDS）用量對皂苷提取率的影響

由圖2可知表面活性劑（SDS）用量在0.5%到0.8%區間時，總皂苷提取率隨SDS用量的增加而增大，當表面活性劑（SDS）用量超過0.8%，總皂苷提取率隨SDS用量的增大反而降低，這是由于SDS用量的不斷增大，形成膠束數量也相繼增多，對總皂苷的增溶作用增強。當濃度達到0.8%時，提取率最大，此后SDS的增溶作用基本不變，提取率會出現下降趨勢，這說明SDS對提取液中的雜質也有一定的增溶作用，使得提取率降低[7]。故表面活性劑（SDS）用量為0.8%最佳。

3.提取溫度對提取率的影響。準確稱取2.00g的無患子粉5份，加入10mL濃度為75%的乙醇溶劑和10mL含量為0.8%的表面活性劑、分別在水浴溫度為40℃、50℃、60℃、70℃、80℃的條件下進行提取、提取時間為2.0h，將提取后的溶液過濾，選用顯色靈敏的香草醛-高氯酸反應進行顯色，以齊墩果酸為對照品，用UV-2100紫外-可見分光光度計進行測定，探究提取溫度對無患子總皂苷提取率的影響，結果見圖3。

圖3 提取溫度對皂苷提取率的影響

由圖3可知總皂苷提取率在70℃以內隨提取溫度的升高而升高；當水浴溫度從70℃改變到80℃，無患子總皂苷的提取率卻反而稍有下降，這是由于高溫使得乙醇揮發速率加快從而導致皂苷含量減少，并且高溫可能使皂苷類化合物結構受到破壞，進而產率下降。因此最佳提取溫度為70℃。

4.最佳提取時間的選擇。準確稱取2.00g的無患子粉5份，加入10mL濃度為75%的乙醇溶劑和10mL含量為0.8 %的表面活性劑、提取溫度為70℃，無患子皂苷的提取時間分別設定為1.0h、1.5h、2.0h、2.5h、3.0h，將提取后的溶液過濾，選用顯色靈敏的香草醛-高氯酸反應進行顯色，以齊墩果酸為對照品，用UV-2100紫外-可見分光光度計進行測定，探究提取時間對提取率的影響，結果見圖4。

圖4 提取時間對皂苷提取率的影響

由圖4得出：前期總皂苷的提取率隨提取時間的增大而提高，提取時間為2.0h皂苷提取率達到最大，隨著提取時間的延長提取率基本不變，原因可能是原料無患子中的皂苷已基本被提取出來，所以后期時間對總皂苷提取率影響不大。從提取效率的角度考慮，最佳的工藝提取時間為2.0h。

（二）正交實驗優化結果分析。

由無患子總皂苷提取率的正交實驗結果表2可知，醇提-表面活性劑協同法提取無患子總皂苷的影響因素主次順序為：表面活性劑用量＞提取時間＞乙醇濃度＞提取溫度。表面活性劑協同提取法提取總皂苷最佳工藝條件為A2B2C3D2，即乙醇濃度為75%，表面活性劑（SDS）用量為0.8%，水浴溫度為70℃，提取時間為2.5h。

表2 無患子總皂苷提取的正交實驗結果表

（三）工藝驗證實驗。稱取無患子粉7.98g，根據正交實驗得到的最佳乙醇濃度、表面活性劑（SDS）用量、水浴溫度、提取時間等工藝條件進行提取、純化，干燥為粉末狀，得到無患子總皂苷質量為5.58g，皂苷提取率為69.93%。比單獨乙醇提取法的提取率（58.30 %）[8]提高了11.63%，說明表面活性劑SDS對皂苷的提取有增溶促進作用。

三、結語

通過單因素和正交實驗探究醇提-表面活性劑協同法提取無患子總皂苷的最優提取工藝為：乙醇濃度75%、表面活性劑SDS用量為0.8%、提取溫度為70℃、提取時間為2.5h。在該條件下無患子中總皂苷的提取率為69.93%，表面活性劑與乙醇在提取無患子皂苷的工藝中具有協同效應，能有效提高總皂苷的提取率，比傳統乙醇提取法的提取率提高了11.63%。