分相萃取法純化朝鮮薊中洋薊素的工藝研究

柏珊珊　鄧愛華　易夢(mèng)媛　易明霞　盧俊明　劉慧

摘要：以朝鮮薊提取物為原料、乙酸乙酯為萃取劑，考查萃取時(shí)間、分相時(shí)間、提取物質(zhì)量濃度、相比、萃取溫度、pH值等因素對(duì)萃取率的影響，并通過(guò)正交試驗(yàn)優(yōu)化洋薊素的最佳萃取參數(shù)。結(jié)果表明，朝鮮薊中洋薊素的最佳萃取參數(shù)為萃取時(shí)間30 min，分相時(shí)間80 min，提取物質(zhì)量濃度10.0 g/L，相比1.25∶1，萃取溫度35 ℃，pH值4.0，此時(shí)洋薊素萃取率達(dá)到67.37%。

關(guān)鍵詞：朝鮮薊;洋薊素;乙酸乙酯;萃取

中圖分類號(hào)：G640? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? doi：10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2020.02.042

Abstract：Artichoke extract as raw material，ethyl acetate was selected for the phase separation of cynarian. The individual effects of extraction times，phase separation times，concentration，phase ratio，temperature and pH on the yield of cynarian were investigated in the single factor experiments. Orthogonal experimental design was employed to provide a basis for the development of a mathematical model predicting the yield of cynarian as a concentration，phase ratio，temperature and pH. The optimal values of the independent variables were found to be：extraction times 30 min，phase separation times 80 min，concentration 10 g/L，phase ratio 1.25∶1，temperature 35 ℃ and pH 4.0. Under these optimal conditions，the maximum yield of cynarian reached up to 67.37%.

Key words：artichoke;cynarian;acetic acid ethyl ester;extraction

0? ?引言

朝鮮薊（Cynara scolymus L.）屬于菊科菜薊屬多年生草本植物，富含多酚、黃酮及萜類化合物[1]，具有保肝降脂、抗腫瘤、抗HIV病毒及治療消化不良和防治重金屬吸收等功效[2-3]。朝鮮薊多酚中的洋薊素是保健食品及醫(yī)藥產(chǎn)品的主要功效成分，研究人員先后開發(fā)了一系列洋薊素純化的方法，如大孔樹脂吸附法[4]、膜分離法[5]等，該方法耗時(shí)、設(shè)備投資大，導(dǎo)致生產(chǎn)成本較高，為此開發(fā)一種低成本的洋薊素純化方法顯得尤為重要。有機(jī)溶劑萃取法具有成本低、投資少、易產(chǎn)業(yè)化等特點(diǎn)，受到廣大研究者的青睞[6]。試驗(yàn)以朝鮮薊鮮果水提物為原料，采用乙酸乙酯-水-鹽酸體系萃取朝鮮薊提取物中的洋薊素，以期為朝鮮薊提取物中洋薊素的純化提供理論基礎(chǔ)。

1? ?材料與方法

1.1? ?材料與儀器

朝鮮薊果，產(chǎn)自常德西洞庭朝鮮薊基地;洋薊素標(biāo)準(zhǔn)品（純度99.5%），北京盛世康普化工技術(shù)研究院提供;乙酸乙酯等（AR）、鹽酸（AR），國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑公司提供。

LC-1620A型高效液相色譜儀，大連伊力特公司產(chǎn)品;HJ-6型磁力攪拌器，上海國(guó)華儀器公司產(chǎn)品;PHS-25型pH計(jì)，上海精密科學(xué)儀器公司產(chǎn)品;FA1004B型電子分析天平，上海平軒科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品;RE52A型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，上海亞榮生化儀器廠產(chǎn)品;YB-700A型高速多功能粉碎機(jī)，浙江速峰公司產(chǎn)品。

1.2? ?試驗(yàn)方法

取新鮮朝鮮薊果粉碎，用60%乙醇水溶液按照料液比1∶20（g∶mL）在95 ℃下浸提90 min，減壓濃縮，真空干燥，備用。配置朝鮮薊提取物水溶液，鹽酸調(diào)節(jié)pH值，然后加入乙酸乙酯，在一定的溫度下攪拌，靜置分層，用高效液相色譜檢測(cè)上下相中洋薊素的含量。

1.3? ?試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.1? ?洋薊素標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

精密稱取洋薊素對(duì)照品適量，用甲醇定容至? 100 mL，配制質(zhì)量濃度為0.184 mg/mL的對(duì)照品儲(chǔ)備液。取對(duì)照品儲(chǔ)備液適量，加甲醇分別配制質(zhì)量濃度為4.6，9.2，18.4， 46.0，92.0 μg/mL的洋薊素標(biāo)準(zhǔn)溶液。以乙腈-水-冰醋酸（13∶87∶2）為流動(dòng)相，檢測(cè)波長(zhǎng)320 nm，柱溫25 ℃，進(jìn)樣量20 μL。得到洋薊素標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為Y=505.17X-1 823.4，R2=0.998，R2接近于1，表明洋薊素質(zhì)量濃度為4.6～92.0? μg/mL時(shí)線性關(guān)系良好。

1.3.2? ?單因素試驗(yàn)

配制一定質(zhì)量濃度的朝鮮薊提取物水溶液，加入乙酸乙酯萃取。分別考查萃取時(shí)間（10，20，30，

40，50 min）、分相時(shí)間（40，60，80，100，? ? ?120 min）、提取物質(zhì)量濃度（5.0，7.5，10.0，12.5， 15.0 g/L）、乙酸乙酯/水溶液體積比（0.50∶1，0.75∶1，1.00∶1，1.25∶1，1.50∶1）、萃取溫度（15， 25，35，45，55 ℃）、pH值（2.0，3.0，4.0，5.0， 6.0，7.0）等對(duì)洋薊素萃取率的影響。在考查某一因素對(duì)洋薊素萃取率影響情況下，其他因素分別固定為萃取時(shí)間30 min，分相時(shí)間80 min，提取物質(zhì)量濃度10.0 g/L，相比1∶1，萃取溫度25 ℃，pH值7.0。

1.3.3? ?正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，固定萃取時(shí)間30 min，分相時(shí)間80 min，從中優(yōu)選得到提取物質(zhì)量濃度、相比、萃取溫度、pH值的適宜范圍，進(jìn)行四因素三水平的正交試驗(yàn)。

正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見表1。

2? ?結(jié)果與分析

2.1? ?單因素試驗(yàn)

2.1.1? ?萃取時(shí)間對(duì)萃取率的影響

萃取時(shí)間對(duì)萃取率的影響見圖1。

由圖1可知，隨著萃取時(shí)間的增加，洋薊素逐漸擴(kuò)散到乙酸乙酯相中，萃取率不斷增大。當(dāng)萃取時(shí)間達(dá)到30 min時(shí)，萃取達(dá)到飽和，再增加萃取時(shí)間，對(duì)萃取率的影響不大，因此萃取時(shí)間選擇30 min。

2.1.2? ?分相時(shí)間對(duì)萃取率的影響

分相時(shí)間對(duì)萃取率的影響見圖2。

由圖2可知，由于乙酸乙酯與水部分互溶，需要較長(zhǎng)時(shí)間才能完全分相。當(dāng)萃取的洋薊素全部進(jìn)入有機(jī)相，萃取率達(dá)到最高，因此分相時(shí)間選擇80 min。

2.1.3? ?提取物質(zhì)量濃度對(duì)萃取率的影響

提取物質(zhì)量濃度對(duì)萃取率的影響見圖3。

由圖3可知，由于有機(jī)相中洋薊素未達(dá)到溶解飽和，隨著提取物質(zhì)量濃度的增加，洋薊素的萃取率增大;當(dāng)提取物質(zhì)量濃度過(guò)高時(shí)，部分雜質(zhì)也會(huì)進(jìn)入有機(jī)相，從而影響洋薊素的萃取效率，因此提取物質(zhì)量濃度選擇10.0 g/L。

2.1.4? ?相比對(duì)萃取率的影響

相比對(duì)萃取率的影響見圖4。

由圖4可知，洋薊素的萃取率隨乙酸乙酯比例的增大而增大，當(dāng)乙酸乙酯與水溶液比例達(dá)到1∶1時(shí)，增加有機(jī)相對(duì)萃取率的影響不明顯，為了降低有機(jī)溶劑的使用量，相比選擇1∶1。

2.1.5? ?萃取溫度對(duì)萃取率的影響

萃取溫度對(duì)萃取率的影響見圖5。

由圖5可知，隨著萃取溫度增加萃取率先增加后減少。萃取溫度的增加會(huì)提高溶質(zhì)的傳質(zhì)效率，提高萃取率，同時(shí)也會(huì)加快乙酸乙酯的揮發(fā)速度，降低乙酸乙酯量，因此萃取溫度選擇35 ℃。

2.1.6? ?pH值對(duì)萃取率的影響

pH值對(duì)萃取率的影響見圖6。

由圖6可知，溶液pH值在3～4時(shí)，萃取率最大，當(dāng)pH值大于4之后萃取率呈下降趨勢(shì)?？赡苁茄笏E素屬于酚酸類化合物，中性條件下分子呈電離狀態(tài)，不利于洋薊素分子進(jìn)入有機(jī)相，因此pH值選擇4.0。

2.2? ?正交試驗(yàn)

正交試驗(yàn)結(jié)果與分析見表2。

由表2可知，影響洋薊素萃取率的因素的主次順序是D>C>B>A，即影響朝鮮薊提取物中洋薊素萃取率的因素依次是pH值>萃取溫度>相比>提取物質(zhì)量濃度，最佳優(yōu)化方案為A3B3C2D2，即朝鮮薊提取物質(zhì)量濃度12.5 g/L，相比1.25∶1，萃取溫度35 ℃，pH值4.0。

為了驗(yàn)證該正交試驗(yàn)優(yōu)化結(jié)果的可靠性， 在上述最佳萃取工藝條件下進(jìn)行3次優(yōu)化驗(yàn)證試驗(yàn)，測(cè)得洋薊素的萃取率分別為67.51%，67.24%，67.37%，平均值為67.37%，均高于表2中的萃取率數(shù)據(jù)，表明在此優(yōu)化條件下可以獲得最好的萃取效果。

3? ?結(jié)論

采用正交試驗(yàn)方法對(duì)朝鮮薊初提物中洋薊素的最佳萃取工藝進(jìn)行優(yōu)化，通過(guò)正交試驗(yàn)確定洋薊素的最佳萃取工藝條件為萃取時(shí)間30 min，分相時(shí)間80 min，提取物質(zhì)量濃度10.0 g/L，相比1.25∶1，萃取溫度35 ℃，pH值4.0。正交試驗(yàn)中影響朝鮮薊提取物中洋薊素萃取率的因素主要次序是pH值>萃取溫度>相比>提取物質(zhì)量濃度，在最佳萃取工藝條件下進(jìn)行3次優(yōu)化驗(yàn)證試驗(yàn)，測(cè)得洋薊素的平均萃取率為67.37%。

參考文獻(xiàn)：

Angelo Sisto，Diomira Luongo，Lucia Treppiccione，et al. Effect of Lactobacillus paracasei culture filtrates and artichoke polyphenols on cytokine production by dendritic cells[J]. Nutrients，2016（10）：635-647.

Tang Xuchong，Wei Ruofan，Deng Aihua，et al. Protective effects of ethanolic extracts from artichoke，an edible herbal medicine，against acute alcohol-induced liver injury in mice[J]. Nutrients，2017（9）：1 000-1 012.

師明月，曹清明，鐘文惠. 朝鮮薊多酚類化合物研究進(jìn)展[J]. 食品與機(jī)械，2018，34（12）：166-171.

馮建光. 大孔吸附樹脂分離純化朝鮮薊葉中洋薊素的研究[J]. 中草藥，2011，42（6）：1 109-1 113.

張孝友，陳文良，周云，等. 膜分離技術(shù)分離純化朝鮮薊葉中洋薊素的工藝研究[J]. 食品工業(yè)科技，2011（4）：255-257.

胡居吾，李雄輝，熊偉，等. 分相萃取法制備高純度綠原酸的工藝研究[J]. 食品科學(xué)，2010，31（14）：37-41. ◇