山楂中總?cè)扑岢邏禾崛」に囇芯?/h1>
2015-05-08 09:27:57孫協(xié)軍李秀霞呂艷芳劉雪飛
食品工業(yè)科技 2015年7期
孫協(xié)軍,李秀霞,呂艷芳,劉雪飛,田 鑫
(渤海大學(xué)化學(xué)化工與食品安全學(xué)院 遼寧省高校重大科技平臺(tái)“食品貯藏加工及質(zhì)量安全控制工程技術(shù)研究中心”,遼寧錦州 121013)
山楂中總?cè)扑岢邏禾崛」に囇芯?/p>
孫協(xié)軍,李秀霞*,呂艷芳,劉雪飛,田 鑫
(渤海大學(xué)化學(xué)化工與食品安全學(xué)院 遼寧省高校重大科技平臺(tái)“食品貯藏加工及質(zhì)量安全控制工程技術(shù)研究中心”,遼寧錦州 121013)
對(duì)山楂中總?cè)扑岷亢吞崛」に囘M(jìn)行研究,以齊墩果酸和熊果酸總得率為響應(yīng)值,考查了乙醇體積分?jǐn)?shù)、液固比、壓力和保壓時(shí)間對(duì)山楂總?cè)扑岬寐实挠绊憽＝Y(jié)果表明,幾個(gè)考查因素對(duì)山楂三萜酸得率影響的順序?yàn)?乙醇體積分?jǐn)?shù)>壓力>保壓時(shí)間>液固比;方差分析結(jié)果表明,乙醇體積分?jǐn)?shù)和壓力對(duì)三萜酸得率有極顯著影響(p<0.01),保壓時(shí)間對(duì)三萜酸得率有顯著影響(p<0.05),乙醇體積分?jǐn)?shù)、壓力和保壓時(shí)間的二次項(xiàng)對(duì)三萜酸得率有極顯著影響(p<0.01),并且超高壓壓力和保壓時(shí)間之間存在交互作用(p<0.05);確定超高壓提取山楂三萜酸的最佳工藝參數(shù)為:乙醇體積分?jǐn)?shù)73%,液固比33mL/g,壓力383MPa,保壓時(shí)間為11min,在優(yōu)化工藝條件下超高壓提取山楂三萜酸,其得率為2.81mg/g,與預(yù)測(cè)值相符。
山楂,齊墩果酸,熊果酸,超高壓提取
山楂通常指薔薇科植物山里紅(CrataegusPinnatifidaBga.var.majorN.E.Br.)或山楂(CrataeguspinnatifidaBge.)的干燥成熟果實(shí)。其中,山里紅也叫北山楂,在我國(guó)北方地區(qū)廣泛栽培,是重要的藥食同源植物[1]。山楂中含有多種活性成分,其中包括黃酮類、原花青素類、低聚黃烷類、有機(jī)酸類和三萜類等[2-3],三萜類化合物是山楂中的一類重要的功效成分,因?yàn)榫哂袕?qiáng)心、增加冠脈血流和改善血流循環(huán)等作用而受到人們關(guān)注[4]。山楂酸(maslinic acid)、科羅索酸(corosolic acid)、齊墩果酸(oleanolic acid)和熊果酸(ursolic acid)為代表的五環(huán)三萜類物質(zhì)是山楂中主要的三萜類化合物[5],山楂中含量最高的三萜類化合物為熊果酸[6],齊墩果酸是熊果酸的同分異構(gòu)體,結(jié)構(gòu)中僅有一個(gè)甲基的位置不同(結(jié)構(gòu)式見圖1所示),熊果酸和齊墩果酸具有抗炎、增強(qiáng)免疫、抗腫瘤、保肝和抗菌等重要生理功能[7]。
圖1 齊墩果酸和熊果酸的結(jié)構(gòu)式Fig.1 Structure of oleanolic acid and ursolic acid
齊墩果酸和熊果酸等三萜酸常用的提取方法主要有索氏提取、回流提取[8]、超聲波提取[9]、微波輔助提取[10]等,采用超聲波和微波輔助提取都能有效的縮短山楂三萜酸的提取時(shí)間,提高提取效率。研究報(bào)道超高壓提取(UHPE)在熊果酸和齊墩果酸的提取中也具有很好的效果[11-12]。董海麗采用超高壓技術(shù)提取木瓜中齊墩果酸,最佳壓力為350MPa,保壓時(shí)間4min,液固比20mL/g,木瓜齊墩果酸得率2.72%,同回流提取和超聲提取方法相比,超高壓提取方法得率高,提取時(shí)間短[11]。董海麗等采用超高壓技術(shù)提取柿葉中熊果酸的最佳工藝參數(shù)為提取壓力300MPa、提取時(shí)間4.0min、乙醇體積分?jǐn)?shù)95%和液固比11mL/g,該條件下熊果酸提取率為0.43%,比超聲波輔助提取法和微波輔助提取法的提取率分別提高了10.3%和16.2%[12]。綜上所述,與常規(guī)回流等提取方法相比,采用超高壓技術(shù)提取齊墩果酸和熊果酸具有提取效率高、時(shí)間短和能耗低的優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)以自制山楂粉為原料,采用超高壓輔助提取技術(shù),對(duì)山楂中齊墩果酸和熊果酸這兩種主要三萜酸的超高壓輔助提取工藝進(jìn)行研究,為超高壓技術(shù)在三萜酸提取方面的應(yīng)用提供技術(shù)依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 材料與儀器
山楂 市售,產(chǎn)自遼西地區(qū);齊墩果酸標(biāo)準(zhǔn)品(含量94.9%)和熊果酸標(biāo)準(zhǔn)品(含量99.3%) 購(gòu)于中國(guó)藥品生物制品檢定所;高效液相色譜檢測(cè)所用試劑均為色譜純,水為超純水,其它試劑為分析純。
P680型高效液相色譜儀(配DAD檢測(cè)器) 美國(guó)戴安公司;FA2004電子天平 上海恒平科學(xué)儀器有限公司;RE-2000旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 上海亞榮生化儀器廠;HPB.A2-600/0.4型超高壓實(shí)驗(yàn)機(jī) 天津市森淼生物技術(shù)有限公司;SCIENTZ-ⅡD型超聲波細(xì)胞破碎儀 寧波新芝超聲設(shè)備有限公司;PS02-AD-DI超純水機(jī) 上海訊輝環(huán)?？萍加邢薰?SHZ-D(Ⅲ)型循環(huán)水真空泵 上海申光儀器有限公司。
1.2 實(shí)驗(yàn)方法
1.2.1 山楂樣品預(yù)處理方法 選擇整齊度良好的新鮮山楂自來水清洗后去除果核,帶皮果肉部分在50℃熱風(fēng)烘干后粉碎成細(xì)粉,全部過40目分樣篩后真空封裝,冷藏備用。
1.2.2 山楂三萜酸提取方法 準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量山楂粉于聚乙稀袋密封袋中,按照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)加入相應(yīng)體積的提取溶劑混合后,封好袋口后放入超高壓腔體內(nèi)進(jìn)行提取。超高壓設(shè)備腔體采用去離子水作為流體媒介,升壓速度為100MPa/min,降壓為瞬間降壓(約2～3s)。超高壓處理后的混合液減壓抽濾,等體積的提取溶劑洗滌抽濾瓶中濾渣,所得濾液在60℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)掉大部分溶劑后,依次用去離子水和三氯甲烷洗滌殘余物多次,洗滌的混合液置于分液漏斗中靜止分層,取下層的三氯甲烷部分,減壓蒸干溶劑,體積分?jǐn)?shù)90%甲醇定容提取液至10mL容量瓶中,0.45μm膜過濾后,HPLC檢測(cè)2種三萜酸濃度,計(jì)算三萜酸總得率。
1.2.3 液相色譜檢測(cè)條件色譜條件的確定 Develosil C30(250mm×4.6mm,5μm)色譜柱;流動(dòng)相:甲醇∶0.04%磷酸水溶液(90∶10;v/v);流速1mL/min;柱溫30℃;進(jìn)樣20μL;檢測(cè)波長(zhǎng):202nm。
1.2.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 各取齊墩果酸和熊果酸標(biāo)準(zhǔn)品10.5mg和20mg,甲醇溶解并分別定容至25mL,得到濃度分別為0.42(齊墩果酸)和0.8(熊果酸)mg/mL的混合標(biāo)準(zhǔn)品貯備液,分別稀釋為5個(gè)濃度梯度的標(biāo)準(zhǔn)使用溶液,濃度分別為:齊墩果酸,0.084、0.168、0.252、0.336和0.420mg/mL;熊果酸,0.16、0.32、0.48、0.64和0.80mg/mL。
1.2.5 山楂三萜酸得率的計(jì)算方法 三萜酸得率(mg/g)=(提取液中2種三萜酸濃度總和×定容體積)/稱樣質(zhì)量
1.2.6 提取單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 改變提取劑濃度、壓力、乙醇溶劑與山楂粉的液固比、保壓時(shí)間幾項(xiàng)參數(shù)的條件,研究上述因素對(duì)山楂三萜酸得率的影響,為響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)確定影響因素和適合水平。
1.2.6.1 乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)山楂三萜酸得率的影響 準(zhǔn)確稱取10g山楂粉于密封袋中,分別加入體積分?jǐn)?shù)分別為20%、30%、40%、50%、60%、70%和80%的乙醇溶液,封好袋口,固定液固比20mL/g,壓力為400MPa,保壓時(shí)間為5min,參照1.2.2所述方法進(jìn)行超高壓提取實(shí)驗(yàn),計(jì)算三萜酸得率。
1.2.6.2 液固比對(duì)山楂三萜酸得率的影響 稱取10g山楂粉于密封袋中,固定超高壓實(shí)驗(yàn)機(jī)壓力為400MPa,保壓時(shí)間為5min,山楂粉和乙醇溶劑的液固比分別為10、15、20、25、30、35和40mL/g條件下提取,其余步驟參照1.2.2所述方法進(jìn)行,計(jì)算山楂三萜酸得率。
1.2.6.3 壓力對(duì)山楂三萜酸得率的影響 稱取10g山楂粉于密封袋中,保壓時(shí)間為5min,分別在300、350、400、450、500和550MPa壓力下提取,其余步驟參照1.2.2所述方法進(jìn)行,計(jì)算山楂三萜酸得率。
1.2.6.4 保壓時(shí)間對(duì)山楂三萜酸得率的影響 稱取10g山楂粉于密封袋中,分別采用保壓時(shí)間為2.5、5、7.5、10、15和20min提取,其余步驟參照1.2.2所述方法進(jìn)行,計(jì)算山楂三萜酸得率。
為進(jìn)一步確定最佳超高壓萃取條件和各因素的影響順序,依據(jù)design-expert7.0進(jìn)行響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),以2種三萜酸總得率為考察指標(biāo),以乙醇體積分?jǐn)?shù)(X1)、液固比(X2)、壓力(X3)和保壓時(shí)間(X4)為考查因素,共設(shè)立30個(gè)處理組,具體實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)見表1。
表1 山楂三萜酸超高壓輔助提取響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用excel2003和design-expert7.0數(shù)學(xué)軟件進(jìn)行分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 HPLC分離結(jié)果和標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立
齊墩果酸和熊果酸是山楂中主要的2種三萜類化合物,互為同分異構(gòu)體,在液相色譜上難于分離,以往報(bào)道中通常采用乙腈、甲醇和一定pH的水溶液為流動(dòng)相,但色譜乙腈價(jià)格昂貴,不適合用于提取工藝參數(shù)的優(yōu)化中,根據(jù)已有研究成果,以甲醇為流動(dòng)相,采用0.04%磷酸調(diào)節(jié)流動(dòng)相的pH,當(dāng)0.04%磷酸比例為10%左右時(shí),而流動(dòng)相pH為3左右時(shí),齊墩果酸和熊果酸的分離效果最好[15],因此,通過前期色譜分離條件篩選,本實(shí)驗(yàn)中最后選定的流動(dòng)相為甲醇/0.04%磷酸水溶液(90∶10,v/v)。齊墩果酸和熊果酸混合標(biāo)準(zhǔn)溶液及山楂提取液的液相色譜圖見圖2和圖3所示,保留時(shí)間為19.9min色譜峰為齊墩果酸,保留時(shí)間為21min左右色譜峰為熊果酸[15],以2種三萜酸濃度平均值(mg/mL)為橫坐標(biāo),以峰面積為縱坐標(biāo),2條標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸方程分別為:齊墩果酸,Y=231.2X-0.922(R2=0.9987;線性范圍為0.084～0.420mg/mL);熊果酸,Y=567.3X-0.088(R2=0.9993;線性范圍為0.16～0.80mg/mL)。
圖2 三萜酸混合標(biāo)準(zhǔn)溶液色譜圖Fig.2 Chromatogram of triterpene acid mixture standard
圖3 山楂三萜酸提取液色譜圖Fig.3 Chromatogram of hawthorn triterpene acid extract
2.2 乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)山楂三萜酸得率的影響
圖4 乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)山楂三萜酸得率的影響Fig.4 Effect of ethanol volume fraction on yield of triterpene acid extracted from hawthorn
乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)山楂三萜酸得率的影響如圖4所示,乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)三萜酸得率的影響較大,體積分?jǐn)?shù)低于40%乙醇的提取效果很差,齊墩果酸和熊果酸不溶于水,可溶于甲醇、乙醇、氯仿、乙醚和丙酮中,從溶劑的毒性和成本考慮,選擇不同體積分?jǐn)?shù)乙醇為提取溶劑。從圖4中可以看出,體積分?jǐn)?shù)為70%的乙醇提取效果最好,之后,隨著乙醇體積分?jǐn)?shù)的增加,山楂三萜酸得率反而降低,這與回流提取和微波提取的結(jié)果略有差異,汪文浩等采用微波提取枇杷花中齊墩果酸和熊果酸,體積分?jǐn)?shù)為80%乙醇的提取效果最好[14],黎海彬采用回流方法提取山楂熊果酸,體積分?jǐn)?shù)為90%乙醇的提取效果最好[15],本實(shí)驗(yàn)中的結(jié)果與林海采用超高壓技術(shù)提取山茱萸中熊果酸的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同[16],這間接說明,在400MPa左右的超高壓壓力作用下,山楂中齊墩果酸和熊果酸更易溶于體積分?jǐn)?shù)相對(duì)較低的乙醇溶液中,這可能與在超高壓的增壓、保壓和卸壓過程中,山楂粉中蛋白質(zhì)、淀粉等大分子物質(zhì)結(jié)構(gòu)變化,影響了三萜酸的浸出,而體積分?jǐn)?shù)稍低的乙醇溶解分散性明顯高于體積分?jǐn)?shù)較高的乙醇溶液,因此,超高壓提取可以選擇極性相對(duì)較高的乙醇水溶液作為提取溶劑。在本實(shí)驗(yàn)中,選擇體積分?jǐn)?shù)為70%乙醇溶解進(jìn)行下一步實(shí)驗(yàn)。
2.3 液固比對(duì)山楂三萜酸得率的影響
液固比對(duì)山楂三萜酸得率的影響如圖5所示,隨著液固比的增大,山楂三萜酸得率在一定范圍內(nèi)(液固比10～30mL/g)有增加的趨勢(shì),當(dāng)液固比為30mL/g時(shí),得率最高(0.92mg/g),其后,隨著液固比的增加,山楂三萜酸得率呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。這主要是因?yàn)殡S著液固比的增加,物料內(nèi)外三萜酸的濃度差增大,有利于傳質(zhì)作用,當(dāng)液固比增大到一定值后,由于山楂中三萜酸的含量有限,三萜酸得率的增加趨于平緩,而隨著液固比的增加,后繼處理時(shí)間增長(zhǎng),在濃縮等過程中三萜酸的損失增加,因此,當(dāng)液固比超過30mL/g后,隨著液固比的繼續(xù)增大,山楂三萜酸得率反而有下降的趨勢(shì),因此,選擇液固比30mL/g進(jìn)行下一步實(shí)驗(yàn)。
圖5 液固比對(duì)山楂三萜酸得率的影響Fig.5 Effect of solvent to solid ratio on yield of triterpene acid extracted from hawthorn
2.4 壓力對(duì)山楂三萜酸得率的影響
超高壓實(shí)驗(yàn)機(jī)壓力對(duì)山楂三萜酸得率的影響如圖6所示,在壓力為300～400MPa范圍內(nèi),隨著超高壓壓力的加大,山楂三萜酸得率從0.52mg/g增加到0.92mg/g,可見,在一定范圍內(nèi)(300～400MPa),超高壓壓力的增加有利于山楂三萜酸提取效率的提高,壓力超過400MPa后,山楂三萜酸得率隨著壓力的增高而降低,當(dāng)超高壓壓力達(dá)到550MPa時(shí),山楂三萜酸得率降為0.68mg/g。董海麗采用超高壓技術(shù)提取柿葉熊果酸,最佳壓力為300MPa、提取時(shí)間4.0min、乙醇體積分?jǐn)?shù)95%和液固比11mL/g,該條件下熊果酸提取率為0.43%[12]?？v偉采用超高壓技術(shù)提取大花紫薇葉中2α-羥基熊果酸,最佳壓力為300MPa,保壓時(shí)間5min,乙醇體積分?jǐn)?shù)90%,液固比15mL/g,提取次數(shù)3次,2α-羥基熊果酸得率為0.415%[17]。在本實(shí)驗(yàn)中,山楂齊墩果酸和熊果酸最佳提取壓力為400MPa,乙醇體積分?jǐn)?shù)為70%,這說明,較低濃度的乙醇溶液在較高的提取壓力下才能達(dá)到理想的提取效果,固定超高壓壓力為400MPa進(jìn)行下一步實(shí)驗(yàn)。
圖6 超高壓壓力對(duì)山楂三萜酸得率的影響Fig.6 Effect of ultrahigh pressure on yield of triterpene acid extracted from hawthorn
2.5 保壓時(shí)間對(duì)山楂三萜酸得率的影響
保壓時(shí)間對(duì)山楂三萜酸得率的影響如圖7所示,在保壓10min以內(nèi),隨著保壓時(shí)間的增加,保壓10min的山楂三萜酸得率(2.8mg/g)顯著高于保壓5min的三萜酸得率(0.92mg/g)(p<0.05),而當(dāng)保壓時(shí)間超過10min后,山楂三萜酸得率明顯下降,說明長(zhǎng)時(shí)間處于較高壓力下,山楂三萜酸的損失增大,而此時(shí),三萜類物質(zhì)的浸出已經(jīng)達(dá)到平衡,導(dǎo)致山楂三萜酸得率降低,因此,選擇保壓時(shí)間10min進(jìn)行下一步實(shí)驗(yàn)。
圖7 保壓時(shí)間對(duì)山楂三萜酸得率的影響Fig.7 Effect of dwell time of UHPE on triterpene acid extracted from hawthorn
2.6 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)結(jié)果
通過單因素實(shí)驗(yàn),選取乙醇體積分?jǐn)?shù)(X1)、液固比(X2)、壓力(X3)和保壓時(shí)間(X4)進(jìn)行四因素三水平的響應(yīng)面實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的因素、水平和實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。用Design-expert7.0軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸擬合,得到山楂中三萜酸得率的回歸方程為Y=2.84+0.075X1-0.03X2+0.02X3+0.025X4-0.05X2X3+0.05X3X4-0.105X1X1-0.062X2X2-0.08X3X3-0.08X4X4。方差分析結(jié)果見表3所示,模型的F值極顯著(p<0.01),而失擬的F值不顯著(p>0.05),模型的相關(guān)系數(shù)R2為92.89%,說明模型擬合程度良好,可以用該模型方程來分析和預(yù)測(cè)不同超高壓輔助提取條件下山楂三萜酸得率的變化。在所選的各因素水平范圍內(nèi),乙醇體積分?jǐn)?shù)(X1,%)和超高壓壓力(X3,MPa)對(duì)山楂三萜酸得率有極顯著影響(p<0.01),保壓時(shí)間(X4,min)對(duì)山楂三萜酸得率有顯著影響(p<0.05),液固比(X2,mL/g)影響不顯著(p>0.05),壓力和保壓時(shí)間之間存在交互作用(p<0.05),4個(gè)考查因素對(duì)山楂中三萜酸類化合物得率的影響排序?yàn)?乙醇體積分?jǐn)?shù)>壓力>保壓時(shí)間>液固比。
表2 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
2.7 交互作用分析
超高壓實(shí)驗(yàn)機(jī)壓力(X3,MPa)和保壓時(shí)間(X4,min)之間存在一定的交互作用,響應(yīng)面圖和等高線圖如圖8所示,從圖8中可以看出,壓力和保壓時(shí)間對(duì)山楂三萜酸得率均有較大影響,而在較低壓力下保壓較長(zhǎng)時(shí)間彌補(bǔ)了超高壓壓力較低的不足,可獲得相同的提取效率。
圖8 壓力和保壓時(shí)間對(duì)山楂三萜酸得率影響的相應(yīng)曲面圖Fig.8 Response surface graph of total triterpene acid yield of hawthorn
2.8 最優(yōu)提取工藝參數(shù)的優(yōu)化
采用design expert7.0軟件對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,得到的最佳工藝參數(shù)為:乙醇體積分?jǐn)?shù)73%,液固比33mL/g,壓力383MPa,保壓時(shí)間為11min,山楂三萜酸得率預(yù)測(cè)值為2.87mg/g。在優(yōu)化工藝條件下超高壓提取山楂三萜酸,其得率為2.81mg/g,與預(yù)測(cè)值的相對(duì)誤差為2.09%。
3 結(jié)論
3.1 以齊墩果酸和熊果酸總得率為衡量指標(biāo),考查了乙醇體積分?jǐn)?shù)、壓力、液固比和保壓時(shí)間對(duì)山楂三萜酸得率的影響,在所選的各因素水平范圍內(nèi),壓力和保壓時(shí)間之間存在一定的交互作用,4個(gè)考查因素對(duì)山楂三萜酸得率影響的主次順序?yàn)?乙醇體積分?jǐn)?shù)>壓力>保壓時(shí)間>液固比。
表3 方差分析結(jié)果
注:*.Prob>F小于0.05,模型或考察因素影響顯著;**.Prob>F小于0.01,模型或考察因素影響極顯著。
3.2 方差分析結(jié)果表明,乙醇體積分?jǐn)?shù)和壓力對(duì)三萜酸得率有極顯著影響(p<0.01),保壓時(shí)間對(duì)三萜酸得率有顯著影響(p<0.05),乙醇體積分?jǐn)?shù)、壓力和保壓時(shí)間的二次項(xiàng)對(duì)三萜酸得率有極顯著影響(p<0.01),并且超高壓壓力和保壓時(shí)間之間存在交互作用(p<0.05)。
3.3 建立了超高壓輔助提取山楂三萜酸的數(shù)學(xué)模型,確定超高壓輔助山楂三萜酸的最佳工藝參數(shù)為:乙醇體積分?jǐn)?shù)73%,液固比33mL/g,壓力383Mpa,保壓時(shí)間為11min,在優(yōu)化工藝條件下超高壓提取山楂三萜酸,其得率為2.81mg/g。
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Optimization of extracting technique assisted by ultrahigh pressure extraction of total triterpene acid from hawthorn
SUN Xie-jun,LI Xiu-xia*,LV Yan-fang,LIU Xue-fei,TIAN Xin
(College of Chemistry,Chemical Engineering and Food Safety,Engineering and Technology Research Center of Food Preservation,Processing and Safety Control of Liaoning Province,Jinzhou 121013,China)
In order to investigate triterpenic acid content in hawthorn,the extracting technique assisted by ultrahigh pressure extraction method of triterpene acid from hawthorn was optimized. The total yield of oleanolic acid and ursolic acid was used as response value,ethanol volume percentage,L/S ratio,power,and retention time were investigated in this experiment. The results showed that the sequence of different factors on toatal triterpene acid yield was:ethanol volume percentage>power>dwell time>L/S ratio;the result of variance analysis showed that ethanol volume percentage and pressure had extremely significant effect on total triterpene acid yield(p<0.01),dwell time had a significant influence on total triterpene acid yield(p<0.05),ethanol volume percentage,pressure,and dwell time of the quadratic term had extremely significant effect(p<0.01),and there was interaction between ultrahigh pressure and dwell time(p<0.05);the optimal condition was that ethanol volume percentage 73%,L/S 33mL/g,ultrahigh pressure 383MPa,dwell time 11 min,under the optimal condition,the total triterpene acid yield of hawthorn was 2.81mg/g,which was consistent with the predicted value.
Hawthorn;oleanolicacid;ursolic acid;UHPE
2014-07-14
孫協(xié)軍(1969-)，男，學(xué)士，實(shí)驗(yàn)師，主要從事食品資源開發(fā)利用方面的研究。
*通訊作者:李秀霞(1973-)，女，博士，副教授，主要從事水產(chǎn)品貯藏加工方面的研究。
“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃(2012BAD29B06)；遼寧省食品安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題(LNSAKF2011015)。
TS219
B
1002-0306(2015)07-0208-06
10.13386/j.issn1002-0306.2015.07.036
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孫協(xié)軍,李秀霞,呂艷芳,劉雪飛,田 鑫
(渤海大學(xué)化學(xué)化工與食品安全學(xué)院 遼寧省高校重大科技平臺(tái)“食品貯藏加工及質(zhì)量安全控制工程技術(shù)研究中心”,遼寧錦州 121013)
山楂中總?cè)扑岢邏禾崛」に囇芯?/p>
孫協(xié)軍,李秀霞*,呂艷芳,劉雪飛,田 鑫
(渤海大學(xué)化學(xué)化工與食品安全學(xué)院 遼寧省高校重大科技平臺(tái)“食品貯藏加工及質(zhì)量安全控制工程技術(shù)研究中心”,遼寧錦州 121013)
對(duì)山楂中總?cè)扑岷亢吞崛」に囘M(jìn)行研究,以齊墩果酸和熊果酸總得率為響應(yīng)值,考查了乙醇體積分?jǐn)?shù)、液固比、壓力和保壓時(shí)間對(duì)山楂總?cè)扑岬寐实挠绊憽＝Y(jié)果表明,幾個(gè)考查因素對(duì)山楂三萜酸得率影響的順序?yàn)?乙醇體積分?jǐn)?shù)>壓力>保壓時(shí)間>液固比;方差分析結(jié)果表明,乙醇體積分?jǐn)?shù)和壓力對(duì)三萜酸得率有極顯著影響(p<0.01),保壓時(shí)間對(duì)三萜酸得率有顯著影響(p<0.05),乙醇體積分?jǐn)?shù)、壓力和保壓時(shí)間的二次項(xiàng)對(duì)三萜酸得率有極顯著影響(p<0.01),并且超高壓壓力和保壓時(shí)間之間存在交互作用(p<0.05);確定超高壓提取山楂三萜酸的最佳工藝參數(shù)為:乙醇體積分?jǐn)?shù)73%,液固比33mL/g,壓力383MPa,保壓時(shí)間為11min,在優(yōu)化工藝條件下超高壓提取山楂三萜酸,其得率為2.81mg/g,與預(yù)測(cè)值相符。
山楂,齊墩果酸,熊果酸,超高壓提取
山楂通常指薔薇科植物山里紅(CrataegusPinnatifidaBga.var.majorN.E.Br.)或山楂(CrataeguspinnatifidaBge.)的干燥成熟果實(shí)。其中,山里紅也叫北山楂,在我國(guó)北方地區(qū)廣泛栽培,是重要的藥食同源植物[1]。山楂中含有多種活性成分,其中包括黃酮類、原花青素類、低聚黃烷類、有機(jī)酸類和三萜類等[2-3],三萜類化合物是山楂中的一類重要的功效成分,因?yàn)榫哂袕?qiáng)心、增加冠脈血流和改善血流循環(huán)等作用而受到人們關(guān)注[4]。山楂酸(maslinic acid)、科羅索酸(corosolic acid)、齊墩果酸(oleanolic acid)和熊果酸(ursolic acid)為代表的五環(huán)三萜類物質(zhì)是山楂中主要的三萜類化合物[5],山楂中含量最高的三萜類化合物為熊果酸[6],齊墩果酸是熊果酸的同分異構(gòu)體,結(jié)構(gòu)中僅有一個(gè)甲基的位置不同(結(jié)構(gòu)式見圖1所示),熊果酸和齊墩果酸具有抗炎、增強(qiáng)免疫、抗腫瘤、保肝和抗菌等重要生理功能[7]。
圖1 齊墩果酸和熊果酸的結(jié)構(gòu)式Fig.1 Structure of oleanolic acid and ursolic acid
齊墩果酸和熊果酸等三萜酸常用的提取方法主要有索氏提取、回流提取[8]、超聲波提取[9]、微波輔助提取[10]等,采用超聲波和微波輔助提取都能有效的縮短山楂三萜酸的提取時(shí)間,提高提取效率。研究報(bào)道超高壓提取(UHPE)在熊果酸和齊墩果酸的提取中也具有很好的效果[11-12]。董海麗采用超高壓技術(shù)提取木瓜中齊墩果酸,最佳壓力為350MPa,保壓時(shí)間4min,液固比20mL/g,木瓜齊墩果酸得率2.72%,同回流提取和超聲提取方法相比,超高壓提取方法得率高,提取時(shí)間短[11]。董海麗等采用超高壓技術(shù)提取柿葉中熊果酸的最佳工藝參數(shù)為提取壓力300MPa、提取時(shí)間4.0min、乙醇體積分?jǐn)?shù)95%和液固比11mL/g,該條件下熊果酸提取率為0.43%,比超聲波輔助提取法和微波輔助提取法的提取率分別提高了10.3%和16.2%[12]。綜上所述,與常規(guī)回流等提取方法相比,采用超高壓技術(shù)提取齊墩果酸和熊果酸具有提取效率高、時(shí)間短和能耗低的優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)以自制山楂粉為原料,采用超高壓輔助提取技術(shù),對(duì)山楂中齊墩果酸和熊果酸這兩種主要三萜酸的超高壓輔助提取工藝進(jìn)行研究,為超高壓技術(shù)在三萜酸提取方面的應(yīng)用提供技術(shù)依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 材料與儀器
山楂 市售,產(chǎn)自遼西地區(qū);齊墩果酸標(biāo)準(zhǔn)品(含量94.9%)和熊果酸標(biāo)準(zhǔn)品(含量99.3%) 購(gòu)于中國(guó)藥品生物制品檢定所;高效液相色譜檢測(cè)所用試劑均為色譜純,水為超純水,其它試劑為分析純。
P680型高效液相色譜儀(配DAD檢測(cè)器) 美國(guó)戴安公司;FA2004電子天平 上海恒平科學(xué)儀器有限公司;RE-2000旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 上海亞榮生化儀器廠;HPB.A2-600/0.4型超高壓實(shí)驗(yàn)機(jī) 天津市森淼生物技術(shù)有限公司;SCIENTZ-ⅡD型超聲波細(xì)胞破碎儀 寧波新芝超聲設(shè)備有限公司;PS02-AD-DI超純水機(jī) 上海訊輝環(huán)?？萍加邢薰?SHZ-D(Ⅲ)型循環(huán)水真空泵 上海申光儀器有限公司。
1.2 實(shí)驗(yàn)方法
1.2.1 山楂樣品預(yù)處理方法 選擇整齊度良好的新鮮山楂自來水清洗后去除果核,帶皮果肉部分在50℃熱風(fēng)烘干后粉碎成細(xì)粉,全部過40目分樣篩后真空封裝,冷藏備用。
1.2.2 山楂三萜酸提取方法 準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量山楂粉于聚乙稀袋密封袋中,按照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)加入相應(yīng)體積的提取溶劑混合后,封好袋口后放入超高壓腔體內(nèi)進(jìn)行提取。超高壓設(shè)備腔體采用去離子水作為流體媒介,升壓速度為100MPa/min,降壓為瞬間降壓(約2～3s)。超高壓處理后的混合液減壓抽濾,等體積的提取溶劑洗滌抽濾瓶中濾渣,所得濾液在60℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)掉大部分溶劑后,依次用去離子水和三氯甲烷洗滌殘余物多次,洗滌的混合液置于分液漏斗中靜止分層,取下層的三氯甲烷部分,減壓蒸干溶劑,體積分?jǐn)?shù)90%甲醇定容提取液至10mL容量瓶中,0.45μm膜過濾后,HPLC檢測(cè)2種三萜酸濃度,計(jì)算三萜酸總得率。
1.2.3 液相色譜檢測(cè)條件色譜條件的確定 Develosil C30(250mm×4.6mm,5μm)色譜柱;流動(dòng)相:甲醇∶0.04%磷酸水溶液(90∶10;v/v);流速1mL/min;柱溫30℃;進(jìn)樣20μL;檢測(cè)波長(zhǎng):202nm。
1.2.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 各取齊墩果酸和熊果酸標(biāo)準(zhǔn)品10.5mg和20mg,甲醇溶解并分別定容至25mL,得到濃度分別為0.42(齊墩果酸)和0.8(熊果酸)mg/mL的混合標(biāo)準(zhǔn)品貯備液,分別稀釋為5個(gè)濃度梯度的標(biāo)準(zhǔn)使用溶液,濃度分別為:齊墩果酸,0.084、0.168、0.252、0.336和0.420mg/mL;熊果酸,0.16、0.32、0.48、0.64和0.80mg/mL。
1.2.5 山楂三萜酸得率的計(jì)算方法 三萜酸得率(mg/g)=(提取液中2種三萜酸濃度總和×定容體積)/稱樣質(zhì)量
1.2.6 提取單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 改變提取劑濃度、壓力、乙醇溶劑與山楂粉的液固比、保壓時(shí)間幾項(xiàng)參數(shù)的條件,研究上述因素對(duì)山楂三萜酸得率的影響,為響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)確定影響因素和適合水平。
1.2.6.1 乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)山楂三萜酸得率的影響 準(zhǔn)確稱取10g山楂粉于密封袋中,分別加入體積分?jǐn)?shù)分別為20%、30%、40%、50%、60%、70%和80%的乙醇溶液,封好袋口,固定液固比20mL/g,壓力為400MPa,保壓時(shí)間為5min,參照1.2.2所述方法進(jìn)行超高壓提取實(shí)驗(yàn),計(jì)算三萜酸得率。
1.2.6.2 液固比對(duì)山楂三萜酸得率的影響 稱取10g山楂粉于密封袋中,固定超高壓實(shí)驗(yàn)機(jī)壓力為400MPa,保壓時(shí)間為5min,山楂粉和乙醇溶劑的液固比分別為10、15、20、25、30、35和40mL/g條件下提取,其余步驟參照1.2.2所述方法進(jìn)行,計(jì)算山楂三萜酸得率。
1.2.6.3 壓力對(duì)山楂三萜酸得率的影響 稱取10g山楂粉于密封袋中,保壓時(shí)間為5min,分別在300、350、400、450、500和550MPa壓力下提取,其余步驟參照1.2.2所述方法進(jìn)行,計(jì)算山楂三萜酸得率。
1.2.6.4 保壓時(shí)間對(duì)山楂三萜酸得率的影響 稱取10g山楂粉于密封袋中,分別采用保壓時(shí)間為2.5、5、7.5、10、15和20min提取,其余步驟參照1.2.2所述方法進(jìn)行,計(jì)算山楂三萜酸得率。
為進(jìn)一步確定最佳超高壓萃取條件和各因素的影響順序,依據(jù)design-expert7.0進(jìn)行響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),以2種三萜酸總得率為考察指標(biāo),以乙醇體積分?jǐn)?shù)(X1)、液固比(X2)、壓力(X3)和保壓時(shí)間(X4)為考查因素,共設(shè)立30個(gè)處理組,具體實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)見表1。
表1 山楂三萜酸超高壓輔助提取響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用excel2003和design-expert7.0數(shù)學(xué)軟件進(jìn)行分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 HPLC分離結(jié)果和標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立
齊墩果酸和熊果酸是山楂中主要的2種三萜類化合物,互為同分異構(gòu)體,在液相色譜上難于分離,以往報(bào)道中通常采用乙腈、甲醇和一定pH的水溶液為流動(dòng)相,但色譜乙腈價(jià)格昂貴,不適合用于提取工藝參數(shù)的優(yōu)化中,根據(jù)已有研究成果,以甲醇為流動(dòng)相,采用0.04%磷酸調(diào)節(jié)流動(dòng)相的pH,當(dāng)0.04%磷酸比例為10%左右時(shí),而流動(dòng)相pH為3左右時(shí),齊墩果酸和熊果酸的分離效果最好[15],因此,通過前期色譜分離條件篩選,本實(shí)驗(yàn)中最后選定的流動(dòng)相為甲醇/0.04%磷酸水溶液(90∶10,v/v)。齊墩果酸和熊果酸混合標(biāo)準(zhǔn)溶液及山楂提取液的液相色譜圖見圖2和圖3所示,保留時(shí)間為19.9min色譜峰為齊墩果酸,保留時(shí)間為21min左右色譜峰為熊果酸[15],以2種三萜酸濃度平均值(mg/mL)為橫坐標(biāo),以峰面積為縱坐標(biāo),2條標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸方程分別為:齊墩果酸,Y=231.2X-0.922(R2=0.9987;線性范圍為0.084～0.420mg/mL);熊果酸,Y=567.3X-0.088(R2=0.9993;線性范圍為0.16～0.80mg/mL)。
圖2 三萜酸混合標(biāo)準(zhǔn)溶液色譜圖Fig.2 Chromatogram of triterpene acid mixture standard
圖3 山楂三萜酸提取液色譜圖Fig.3 Chromatogram of hawthorn triterpene acid extract
2.2 乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)山楂三萜酸得率的影響
圖4 乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)山楂三萜酸得率的影響Fig.4 Effect of ethanol volume fraction on yield of triterpene acid extracted from hawthorn
乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)山楂三萜酸得率的影響如圖4所示,乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)三萜酸得率的影響較大,體積分?jǐn)?shù)低于40%乙醇的提取效果很差,齊墩果酸和熊果酸不溶于水,可溶于甲醇、乙醇、氯仿、乙醚和丙酮中,從溶劑的毒性和成本考慮,選擇不同體積分?jǐn)?shù)乙醇為提取溶劑。從圖4中可以看出,體積分?jǐn)?shù)為70%的乙醇提取效果最好,之后,隨著乙醇體積分?jǐn)?shù)的增加,山楂三萜酸得率反而降低,這與回流提取和微波提取的結(jié)果略有差異,汪文浩等采用微波提取枇杷花中齊墩果酸和熊果酸,體積分?jǐn)?shù)為80%乙醇的提取效果最好[14],黎海彬采用回流方法提取山楂熊果酸,體積分?jǐn)?shù)為90%乙醇的提取效果最好[15],本實(shí)驗(yàn)中的結(jié)果與林海采用超高壓技術(shù)提取山茱萸中熊果酸的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同[16],這間接說明,在400MPa左右的超高壓壓力作用下,山楂中齊墩果酸和熊果酸更易溶于體積分?jǐn)?shù)相對(duì)較低的乙醇溶液中,這可能與在超高壓的增壓、保壓和卸壓過程中,山楂粉中蛋白質(zhì)、淀粉等大分子物質(zhì)結(jié)構(gòu)變化,影響了三萜酸的浸出,而體積分?jǐn)?shù)稍低的乙醇溶解分散性明顯高于體積分?jǐn)?shù)較高的乙醇溶液,因此,超高壓提取可以選擇極性相對(duì)較高的乙醇水溶液作為提取溶劑。在本實(shí)驗(yàn)中,選擇體積分?jǐn)?shù)為70%乙醇溶解進(jìn)行下一步實(shí)驗(yàn)。
2.3 液固比對(duì)山楂三萜酸得率的影響
液固比對(duì)山楂三萜酸得率的影響如圖5所示,隨著液固比的增大,山楂三萜酸得率在一定范圍內(nèi)(液固比10～30mL/g)有增加的趨勢(shì),當(dāng)液固比為30mL/g時(shí),得率最高(0.92mg/g),其后,隨著液固比的增加,山楂三萜酸得率呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。這主要是因?yàn)殡S著液固比的增加,物料內(nèi)外三萜酸的濃度差增大,有利于傳質(zhì)作用,當(dāng)液固比增大到一定值后,由于山楂中三萜酸的含量有限,三萜酸得率的增加趨于平緩,而隨著液固比的增加,后繼處理時(shí)間增長(zhǎng),在濃縮等過程中三萜酸的損失增加,因此,當(dāng)液固比超過30mL/g后,隨著液固比的繼續(xù)增大,山楂三萜酸得率反而有下降的趨勢(shì),因此,選擇液固比30mL/g進(jìn)行下一步實(shí)驗(yàn)。
圖5 液固比對(duì)山楂三萜酸得率的影響Fig.5 Effect of solvent to solid ratio on yield of triterpene acid extracted from hawthorn
2.4 壓力對(duì)山楂三萜酸得率的影響
超高壓實(shí)驗(yàn)機(jī)壓力對(duì)山楂三萜酸得率的影響如圖6所示,在壓力為300～400MPa范圍內(nèi),隨著超高壓壓力的加大,山楂三萜酸得率從0.52mg/g增加到0.92mg/g,可見,在一定范圍內(nèi)(300～400MPa),超高壓壓力的增加有利于山楂三萜酸提取效率的提高,壓力超過400MPa后,山楂三萜酸得率隨著壓力的增高而降低,當(dāng)超高壓壓力達(dá)到550MPa時(shí),山楂三萜酸得率降為0.68mg/g。董海麗采用超高壓技術(shù)提取柿葉熊果酸,最佳壓力為300MPa、提取時(shí)間4.0min、乙醇體積分?jǐn)?shù)95%和液固比11mL/g,該條件下熊果酸提取率為0.43%[12]?？v偉采用超高壓技術(shù)提取大花紫薇葉中2α-羥基熊果酸,最佳壓力為300MPa,保壓時(shí)間5min,乙醇體積分?jǐn)?shù)90%,液固比15mL/g,提取次數(shù)3次,2α-羥基熊果酸得率為0.415%[17]。在本實(shí)驗(yàn)中,山楂齊墩果酸和熊果酸最佳提取壓力為400MPa,乙醇體積分?jǐn)?shù)為70%,這說明,較低濃度的乙醇溶液在較高的提取壓力下才能達(dá)到理想的提取效果,固定超高壓壓力為400MPa進(jìn)行下一步實(shí)驗(yàn)。
圖6 超高壓壓力對(duì)山楂三萜酸得率的影響Fig.6 Effect of ultrahigh pressure on yield of triterpene acid extracted from hawthorn
2.5 保壓時(shí)間對(duì)山楂三萜酸得率的影響
保壓時(shí)間對(duì)山楂三萜酸得率的影響如圖7所示,在保壓10min以內(nèi),隨著保壓時(shí)間的增加,保壓10min的山楂三萜酸得率(2.8mg/g)顯著高于保壓5min的三萜酸得率(0.92mg/g)(p<0.05),而當(dāng)保壓時(shí)間超過10min后,山楂三萜酸得率明顯下降,說明長(zhǎng)時(shí)間處于較高壓力下,山楂三萜酸的損失增大,而此時(shí),三萜類物質(zhì)的浸出已經(jīng)達(dá)到平衡,導(dǎo)致山楂三萜酸得率降低,因此,選擇保壓時(shí)間10min進(jìn)行下一步實(shí)驗(yàn)。
圖7 保壓時(shí)間對(duì)山楂三萜酸得率的影響Fig.7 Effect of dwell time of UHPE on triterpene acid extracted from hawthorn
2.6 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)結(jié)果
通過單因素實(shí)驗(yàn),選取乙醇體積分?jǐn)?shù)(X1)、液固比(X2)、壓力(X3)和保壓時(shí)間(X4)進(jìn)行四因素三水平的響應(yīng)面實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的因素、水平和實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。用Design-expert7.0軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸擬合,得到山楂中三萜酸得率的回歸方程為Y=2.84+0.075X1-0.03X2+0.02X3+0.025X4-0.05X2X3+0.05X3X4-0.105X1X1-0.062X2X2-0.08X3X3-0.08X4X4。方差分析結(jié)果見表3所示,模型的F值極顯著(p<0.01),而失擬的F值不顯著(p>0.05),模型的相關(guān)系數(shù)R2為92.89%,說明模型擬合程度良好,可以用該模型方程來分析和預(yù)測(cè)不同超高壓輔助提取條件下山楂三萜酸得率的變化。在所選的各因素水平范圍內(nèi),乙醇體積分?jǐn)?shù)(X1,%)和超高壓壓力(X3,MPa)對(duì)山楂三萜酸得率有極顯著影響(p<0.01),保壓時(shí)間(X4,min)對(duì)山楂三萜酸得率有顯著影響(p<0.05),液固比(X2,mL/g)影響不顯著(p>0.05),壓力和保壓時(shí)間之間存在交互作用(p<0.05),4個(gè)考查因素對(duì)山楂中三萜酸類化合物得率的影響排序?yàn)?乙醇體積分?jǐn)?shù)>壓力>保壓時(shí)間>液固比。
表2 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
2.7 交互作用分析
超高壓實(shí)驗(yàn)機(jī)壓力(X3,MPa)和保壓時(shí)間(X4,min)之間存在一定的交互作用,響應(yīng)面圖和等高線圖如圖8所示,從圖8中可以看出,壓力和保壓時(shí)間對(duì)山楂三萜酸得率均有較大影響,而在較低壓力下保壓較長(zhǎng)時(shí)間彌補(bǔ)了超高壓壓力較低的不足,可獲得相同的提取效率。
圖8 壓力和保壓時(shí)間對(duì)山楂三萜酸得率影響的相應(yīng)曲面圖Fig.8 Response surface graph of total triterpene acid yield of hawthorn
2.8 最優(yōu)提取工藝參數(shù)的優(yōu)化
采用design expert7.0軟件對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,得到的最佳工藝參數(shù)為:乙醇體積分?jǐn)?shù)73%,液固比33mL/g,壓力383MPa,保壓時(shí)間為11min,山楂三萜酸得率預(yù)測(cè)值為2.87mg/g。在優(yōu)化工藝條件下超高壓提取山楂三萜酸,其得率為2.81mg/g,與預(yù)測(cè)值的相對(duì)誤差為2.09%。
3 結(jié)論
3.1 以齊墩果酸和熊果酸總得率為衡量指標(biāo),考查了乙醇體積分?jǐn)?shù)、壓力、液固比和保壓時(shí)間對(duì)山楂三萜酸得率的影響,在所選的各因素水平范圍內(nèi),壓力和保壓時(shí)間之間存在一定的交互作用,4個(gè)考查因素對(duì)山楂三萜酸得率影響的主次順序?yàn)?乙醇體積分?jǐn)?shù)>壓力>保壓時(shí)間>液固比。
表3 方差分析結(jié)果
注:*.Prob>F小于0.05,模型或考察因素影響顯著;**.Prob>F小于0.01,模型或考察因素影響極顯著。
3.2 方差分析結(jié)果表明,乙醇體積分?jǐn)?shù)和壓力對(duì)三萜酸得率有極顯著影響(p<0.01),保壓時(shí)間對(duì)三萜酸得率有顯著影響(p<0.05),乙醇體積分?jǐn)?shù)、壓力和保壓時(shí)間的二次項(xiàng)對(duì)三萜酸得率有極顯著影響(p<0.01),并且超高壓壓力和保壓時(shí)間之間存在交互作用(p<0.05)。
3.3 建立了超高壓輔助提取山楂三萜酸的數(shù)學(xué)模型,確定超高壓輔助山楂三萜酸的最佳工藝參數(shù)為:乙醇體積分?jǐn)?shù)73%,液固比33mL/g,壓力383Mpa,保壓時(shí)間為11min,在優(yōu)化工藝條件下超高壓提取山楂三萜酸,其得率為2.81mg/g。
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Optimization of extracting technique assisted by ultrahigh pressure extraction of total triterpene acid from hawthorn
SUN Xie-jun,LI Xiu-xia*,LV Yan-fang,LIU Xue-fei,TIAN Xin
(College of Chemistry,Chemical Engineering and Food Safety,Engineering and Technology Research Center of Food Preservation,Processing and Safety Control of Liaoning Province,Jinzhou 121013,China)
In order to investigate triterpenic acid content in hawthorn,the extracting technique assisted by ultrahigh pressure extraction method of triterpene acid from hawthorn was optimized. The total yield of oleanolic acid and ursolic acid was used as response value,ethanol volume percentage,L/S ratio,power,and retention time were investigated in this experiment. The results showed that the sequence of different factors on toatal triterpene acid yield was:ethanol volume percentage>power>dwell time>L/S ratio;the result of variance analysis showed that ethanol volume percentage and pressure had extremely significant effect on total triterpene acid yield(p<0.01),dwell time had a significant influence on total triterpene acid yield(p<0.05),ethanol volume percentage,pressure,and dwell time of the quadratic term had extremely significant effect(p<0.01),and there was interaction between ultrahigh pressure and dwell time(p<0.05);the optimal condition was that ethanol volume percentage 73%,L/S 33mL/g,ultrahigh pressure 383MPa,dwell time 11 min,under the optimal condition,the total triterpene acid yield of hawthorn was 2.81mg/g,which was consistent with the predicted value.
Hawthorn;oleanolicacid;ursolic acid;UHPE
2014-07-14
孫協(xié)軍(1969-)，男，學(xué)士，實(shí)驗(yàn)師，主要從事食品資源開發(fā)利用方面的研究。
*通訊作者:李秀霞(1973-)，女，博士，副教授，主要從事水產(chǎn)品貯藏加工方面的研究。
“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃(2012BAD29B06)；遼寧省食品安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題(LNSAKF2011015)。
TS219
B
1002-0306(2015)07-0208-06
10.13386/j.issn1002-0306.2015.07.036
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