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白花敗醬中單寧的提取工藝進(jìn)行了比較研究，通過單因素及正交實(shí)驗優(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，且耗時少。當(dāng)超聲功率為80W、料液比為1∶60（w/v）、提取時間為60min時具有最大提取率4.648%。

白花敗醬，單寧，提取

單寧，又稱鞣質(zhì)，是植物界一類結(jié)構(gòu)復(fù)雜的多元酚類化合物。根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，可以分為三大類，即水解單寧、縮合單寧和新型單寧[1]。約超過75%以上的中草藥中含有單寧類化合物，所以大多數(shù)中藥復(fù)方湯劑和中成藥中都含有單寧。過去人們常把單寧作為無效成分去除。由于分離技術(shù)的不斷提高，對單寧單體的提純、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]對采用有機(jī)溶劑提取法和響應(yīng)曲面法對菜籽殼中的單寧進(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。侯萬偉等[3]對蠶豆種皮中單寧進(jìn)行了有機(jī)溶劑提取實(shí)驗，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，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（相對于被提取的白花敗醬質(zhì)量）可達(dá)3.60%，但目前對于其單寧含量還無明確結(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；沒食子酸AR 江蘇洪聲化工廠；磷鉬酸AR 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；鎢酸鈉AR 中國醫(yī)藥（集團(tuán)）上?；瘜W(xué)試劑公司；飽和碳酸鈉溶液 稱取100g Na2CO3，加250mL水到500mL容量瓶中，充分搖動促其溶解，然后定容，儲于帶橡皮塞的瓶中備用；Folin-Denis試劑 稱取鎢酸鈉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 上海第三分析儀器廠；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；超聲波清洗器 上海之信儀器有限公司。

1.2 實(shí)驗方法

1.2.1 白花敗醬單寧含量的測定[6]

1.2.1.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作 稱取1.0g沒食子酸，溶于水中，于500mL容量瓶中稀釋至刻度，搖勻。吸取含沒食子酸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，用分光光度計于760nm（1cm比色皿）處測定其吸光度。同時以蒸餾水做空白調(diào)零。以吸光值為橫坐標(biāo)，比色皿中沒食子酸的濃度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.2.1.2 提取液中單寧含量的測定 稱取試樣1.0g（平行3份），放入100mL容量瓶中，加入溶劑，按實(shí)驗設(shè)計進(jìn)行提取，冷卻后定容至刻度，搖勻，過濾。若濾液不清亮，再過濾一次。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，用分光光度計于760nm處測定其吸光值。根據(jù)回歸方程計算提取液單寧的濃度，按下式計算出白花敗醬單寧的提取率：

式中，p為從標(biāo)準(zhǔn)曲線查得的提取液單寧含量，mg/mL；V1為提取液總體積，mL；m為稱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 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 丙酮濃度對提取率的影響 稱取預(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，并同時每份做3個平行，置于60℃水浴中，浸提2h，冷卻后定容，過濾后取濾液進(jìn)行Folin-Denis比色實(shí)驗，確定濾液中單寧濃度，計算出白花敗醬單寧的提取率。

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

1.2.3 正交實(shí)驗 根據(jù)單因素實(shí)驗確定的范圍，料液比、提取溫度和提取時間作為考察的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，因素水平表見表1。

1.2.4 超聲波提取法單因素實(shí)驗

1.2.4.1 丙酮濃度對提取率的影響 稱取預(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，并同時每份做3個平行，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，過濾后取濾液進(jìn)行Folin-Denis比色實(shí)驗，確定濾液中單寧濃度，計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)驗因素水平表Table 1 Orthogonal factors table of organic solvent extraction

1.2.4.2 料液比對提取率的影響 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對提取率的影響。

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

1.2.4.4 超聲功率對提取率的影響 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對提取率的影響。

1.2.5 超聲波提取法正交實(shí)驗 根據(jù)單因素實(shí)驗確定的范圍，料液比、提取時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（見表2），得出最佳提取條件。

表2 超聲波提取法正交實(shí)驗因素水平表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定

標(biāo)準(zhǔn)曲線見圖1。y=1.2609x-0.0009，R2=0.9971。

圖1 單寧含量標(biāo)準(zhǔn)曲線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

2.2.1.1 丙酮濃度對提取率的影響 不同丙酮濃度對白花敗醬單寧提取率的影響見圖2。

圖2 丙酮濃度對單寧提取率的影響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，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 料液比對提取率的影響 不同料液比對白花敗醬中單寧的提取率的影響見圖3。

圖3 料液比對單寧提取率的影響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，隨料液比的增大，提取率顯著提高，當(dāng)料液比為1∶60時，再增大料液比，白花敗醬中單寧的提取率沒有明顯上升，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 提取溫度對提取率的影響 不同提取溫度對白花敗醬中單寧的提取率的影響見圖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，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 提取時間對提取率的影響 不同提取時間對白花敗醬中單寧的提取率的影響見圖5。

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

圖5 提取時間對單寧提取率的影響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。這是因為隨著提取時間的加長可以使單寧充分溶解于溶劑中，但時間過長會因為溫度的影響而破壞單寧的分子結(jié)構(gòu)。因此提取時間以2.0h較為適宜。

2.2.2 有機(jī)溶劑提取法正交實(shí)驗結(jié)果分析 根據(jù)表3可以看出，提取時間（A）、提取溫度（B）、料液比（C）三個因素中，料液比對提取率的影響最大，提取時間的影響最小。最優(yōu)水平為A2B2C3，即當(dāng)料液比為1∶70、提取溫度為60℃、提取時間為120min時，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

2.3.1.1 丙酮濃度對提取率的影響 丙酮濃度對白花敗醬中單寧的提取率的影響見圖6。

圖6 丙酮濃度對單寧提取率的影響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，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 料液比對提取率的影響 料液比對白花敗醬中單寧的提取率的影響見圖7。

圖7 料液比對單寧提取率的影響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，單寧的提取率較高，此后再增大料液比，單寧的提取率沒有變化。因此，以料液比1∶60提取較為合適。

2.3.1.3 超聲波提取時間對提取率的影響 超聲波提取時間對白花敗醬中單寧的提取率的影響見圖8。由圖8可以看出，隨著超聲波處理時間的延長，單寧的提取率逐漸增大，在超聲時間達(dá)到50min時，單寧的提取率最高，此后再延長超聲波處理時間，提取率有所下降?？赡苁且驗殡S著超聲波處理時間的延長，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，但隨著超聲時間太長，溶劑的溫度也逐漸升高，造成單寧被氧化而損失。因此，確定超聲時間為50min。

2.3.1.4 超聲波功率對提取率的影響 超聲波功率對白花敗醬中單寧提取率的影響見圖9。

圖8 超聲時間對提取率的影響Fig.8 Effect of ultrasonic time on tannin extraction rate

圖9 超聲波功率對提取率的影響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，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?？赡茉蚴请S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，但功率過大，會使溶劑溫度快速升高，同時強(qiáng)烈的超聲波空化效應(yīng)會破壞單寧分子的結(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)驗結(jié)果分析 根據(jù)表4可以看出，料液比（A）、提取時間（B）、提取功率（C）三個因素中，提取功率對提取率的影響最大，料液比的影響最小。最優(yōu)水平為A2B3C2，即當(dāng)料液比為1∶60、提取時間為60min、提取功率為80W為最優(yōu)，在此條件下進(jìn)行驗證實(shí)驗，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、提取時間為60min、提取功率為80W時，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題。

[1]姚新生.天然藥物化學(xué)[M].北京：人民衛(wèi)生出版社，1996： 241.

[2]王立峰，鞠興榮，袁建，等.菜籽殼中單寧提取技術(shù)研究[J].食品科學(xué)，2006，27（12）：364-370.

[3]侯萬偉，李萍，張小田，等.蠶豆種皮中單寧提取工藝優(yōu)化[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，50（8）：1653-1655.

[4]Ying Xie，Jinyong Peng，Guorong Fan，et al.Chemical copposition and antioxidant activity of volatiles from Patrinia Villosa Juss obtained by optimized supercritical fluid extraction [J].Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis，2008，48：796-801.

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[6]楊秀平，尉芹，辛轉(zhuǎn)霞，等.單寧提取與測定實(shí)驗的改進(jìn)[J].科教文匯，2007（2）：100.

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：食品營養(yǎng)。

國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃863項目（2011AA100804）；浙江省自然科學(xué)基金（Y3100322）。