超聲波提取壺瓶棗中蘆丁的工藝研究

侯天宇，賴芳芳，孟凡欣

（吉林大學珠海學院 化學與藥學系，廣東 珠海 519041）

超聲波提取壺瓶棗中蘆丁的工藝研究

侯天宇，賴芳芳，孟凡欣

（吉林大學珠海學院 化學與藥學系，廣東 珠海 519041）

探索超聲波提取山西紅棗中蘆丁的最佳提取工藝.以蘆丁提取量為考察指標，采用單因素試驗考察超聲時間、超聲溫度、超聲功率、超聲次數(shù)對提取工藝的影響，并通過正交試驗確定最佳工藝條件.實驗證明，最佳提取工藝為：超聲提取3次，溫度65℃，每次40 min，超聲功率175 W.本工藝操作簡便、結果準確且穩(wěn)定性好.

壺瓶棗；蘆丁；超聲提??；提取工藝;正交試驗

蘆丁又稱蕓香苷，為淺黃色粉末或極細的針狀結晶，熔點為174-178℃，略溶于水，能溶于熱水及乙醇[1]，主要存在于蕓香科、豆科、金絲桃科、鼠李科和大戟科等植物中.蘆丁具有很強的抗炎作用、維生素P樣作用、抗病毒作用、抗自由基活性和抗脂質(zhì)過氧化作用等[1-4]，臨床上主要用于防治腦溢血、高血壓、視網(wǎng)膜出血、紫瘢、急性出血性腎炎、慢性氣管炎、糖尿病型白內(nèi)障等.目前蘆丁的市場需求量很大，我國主要以槐米作為提取蘆丁的原料，其產(chǎn)量不能滿足市場需求.我國紅棗資源豐富且其中蘆丁含量較高，充分利用紅棗資源，特別是利用一些商品價值較低的落棗、小棗、裂棗以及工業(yè)化生產(chǎn)后的廢棗渣，從中提取蘆丁無疑是一條較好的途徑.

山西大棗種植面積大，資源豐富，尤其是山西太谷產(chǎn)的“壺瓶棗”以其個大，肉厚、味甜和極具滋補功效面享譽全國.本文以太谷產(chǎn)的“壺瓶棗”為原料，超聲波法提取蘆丁，以正交試驗法系統(tǒng)考察提取率的影響因素，以期為大棗的綜合開發(fā)利用提供科學依據(jù).

1 實驗部分

1.1 儀器、試劑與材料

儀器：KQ3200V型超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司）、722型光柵分光光度計（上海精科儀器廠）；52100恒溫水浴鍋（上海申生科技有限公司）；2004電子分析天平（上海精密科學股份有限公司）；FSD一100A型電動粉碎機（浙江臺州新思精密糧儀有限公司）；DZF－6020型真空干燥箱（上海益恒實驗儀器有限公司）.

試劑與材料：蘆丁標準品（上海滬宇生物試劑有限公司，分析純），乙醇，亞硝酸鈉，硝酸鋁，氫氧化鈉，硼砂均為國產(chǎn)分析純，實驗用水為重蒸餾水.太谷產(chǎn)壺瓶棗.

1.2 實驗方法

1.2.1 材料處理

將壺瓶產(chǎn)鮮棗洗凈，除去表面水分，去核后將棗肉切成絲，與棗核一起放入干燥箱70℃干燥24 h，粉碎備用.

1.2.2 蘆丁標準溶液最大波長的選擇及標準曲線的繪制

最大波長的選擇：分別配制濃度為0，0.01，0.02，0.03，0.04，0.05 mg/mL的蘆丁標準品乙醇試液，以2010版的中國藥典為參照，采用分光光度法，在430～600 nm范圍內(nèi)進行光譜掃描，以試劑空白為參比.以波長為縱坐標，吸光值為橫坐標作圖，確定在本實驗條件下測定的最大吸收波長.掃描結果顯示，蘆丁標準品溶液在510 nm處有最大吸收峰.因此本實驗選擇510 nm為測定波長.

標準曲線繪制：精確稱取蘆丁標準品25 mg，加少量質(zhì)量分數(shù)30%乙醇溶液溶解，并定容至250 mL，搖勻，靜置，得到濃度為0.1 mg/mL的蘆丁標準液.用移液管精確吸取標準液，分別取0，1.0，2.0，3.0，4.0，5.0 mL于10 mL比色管中，加入質(zhì)量分數(shù)70%乙醇稀釋至5 mL，各加入5%的亞硝酸鈉溶液0.5 mL，搖勻.放置15 min后，滴加1 mol/L三氯化鋁溶液0.5 mL，搖勻.再加入質(zhì)量分數(shù)4%的氫氧化鈉溶液4 mL，搖勻.靜置15 min后，以試劑空白作參比，于510 nm處測定吸光度.繪制標準曲線見圖1，其線性回歸方程為y=0.1136x+0.0003，R2=0.9998.

圖1標準曲線Fig.1 Standard curve of rutin

1.2.3 蘆丁的提取和測定

準確稱取干燥的紅棗試樣3 g，放入具塞三角瓶中，以料液比1:30加入質(zhì)量分數(shù)70%乙醇溶液[5]，放入超聲波儀，頻率調(diào)為21.5KHz[6]，設定溫度和功率，超聲提取一段時間后過濾.提取一定次數(shù)后，合并濾液，減壓濃縮，用質(zhì)量分數(shù)70%的乙醇溶解并定容至25 mL，搖勻備用.精密吸取上述溶液5.0 mL，加入質(zhì)量分數(shù)5%的亞硝酸鈉溶液0.5 mL，搖勻.放置15 min后，滴加1 mol/L三氯化鋁溶液0.5 mL，搖勻.再加入質(zhì)量分數(shù)4%的氫氧化鈉溶液4 mL，搖勻.加質(zhì)量分數(shù)70%的乙醇定容至25 mL，搖勻，即得供試品溶液.于510 nm處測定吸光度，根據(jù)標準曲線回歸方程計算蘆丁的提取量.

1.2.4 樣品中蘆丁含量的計算

式中：C為樣液中蘆丁的濃度（mg/mL）；V為樣液的定容體積（mL）；m為稱取樣品的質(zhì)量（g）.

2 結果與討論

2.1 各單因素對紅棗中蘆丁提取量的影響

2.1.1 提取溫度的影響

由圖2可知，隨著提取溫度的增加，蘆丁的提取量也不斷增加，當提取溫度為65℃時，蘆丁提取量達到最大值，之后基本保持不變，當溫度為80℃時，蘆丁總量反而有減少.這可能是蘆丁在較高溫度下不穩(wěn)定，分解所致，或雜質(zhì)溶出量增加等原因，造成濃度降低.所以提取溫度選擇65℃左右為宜.

圖2 超聲溫度對蘆丁提取的影響Fig.2 The effect of ultrasonic temperature on extraction of rutin

2.1.2 提取時間的影響

由圖3可知，在一定條件下，提取時間越長越有利于提取，但是當提取時間過長則會降低提取效率，可能是由于長時間水浴加熱使部分蘆丁受熱損失，所以提取時間以40 min左右為宜.

圖3 超聲時間對蘆丁提取的影響Fig.3 The effect of ultrasonic time on extraction of rutin

2.1.3 提取次數(shù)的影響

分別超聲提取1、2、3、4和5次，每次超聲時間為40 min.由圖4可知，蘆丁的提取量隨著超聲次數(shù)的增加而提高，但超聲次數(shù)為3次時，蘆丁含量最高.次數(shù)再增加，提取的量反而減少，可能是由于多次浸提會增加雜質(zhì)量，從而影響了蘆丁的提出.因此提取次數(shù)控制在3次為宜.

圖4 超聲次數(shù)對蘆丁提取的影響Fig.4 The effect of ultrasonic times on extraction of rutin

2.1.4 超聲功率的影響

由圖5可知，隨超聲波功率增大，紅棗中蘆丁的提取量相應提高，超聲波功率達到200 W時，紅棗中蘆丁的提取量最高.這是因為超聲波功率越大，空化作用和機械作用越強烈，分子擴散速度也就越大，蘆丁滲出就越多.但在超聲波功率超過200 W后，蘆丁得率反而減小.這可能是由于功率過大，超聲時產(chǎn)生的熱效應過于明顯，局部溫度過高導致蛋白質(zhì)酶變性失活，破壞細胞壁的能力喪失，從而影響了蘆丁的溶出．

圖5 超聲功率對蘆丁提取的影響Fig.5 The effect of ultrasonic power on extraction of rutin

2.2 正交試驗

為進一步優(yōu)化超聲波實驗條件，將以上四個因素各水平進行正交試驗優(yōu)化，并選用L9（34）正交表，各因素水平見表1，正交試驗結果與極差分析見表2.

表1 正交試驗因素水平表Tab.1 The factors and levels of orthogonal test

表2 正交試驗數(shù)據(jù)表Tab.2The data of the orthogonal experiment

由表2可見，超聲法提取紅棗中蘆丁的影響因素的主次順序為：次數(shù)＞功率＞時間＞溫度，結合K值可以得出最佳水平組合為A2B2C3D1，即超聲提取次數(shù)3次，溫度65℃，時間40min，超聲功率175 W.

按該正交優(yōu)化條件重復提取3次，測得蘆丁的提取量分別為3.0127 mg/g、2.9883 mg/g和3.0016 mg/g，平均提取量為3.0009 mg/g.

3 結論

實驗結果表明，用超聲波法提取大棗中的蘆丁，提取的最佳工藝為超聲提取次數(shù)3次，溫度65℃，時間40 min，超聲功率175 W.與文獻[7]相比，超聲波提取法在較低溫度下，較短時間內(nèi)即可提取大棗中的蘆丁，方法簡單，成本低，提取含量高.根據(jù)文獻[8]可知棗核中也含有一定量的蘆丁，本實驗將棗核加以利用，可能是導致提取蘆丁含量比文獻報道值高的因素之一.本試驗的提取工藝為山西“壺瓶棗”的開發(fā)利用提供了科學的參考依據(jù).

[1]胡杰,鄧宇.蘆丁提取工藝的綜述[J].中國食品添加劑,2006（5）:94-99.

[2]楊娟,冷曉蓮,鄧靜,等.蘆丁與胰α-淀粉酶的作用研究[J].化學研究與應用,2006,18(7):874-877.

[3]賈冬英,耿墨,姚開.苦蕎麥莖及籽殼中黃酮類化合物（蘆?。┑奶崛〖捌滂b定[J].食品科學,1998,19(9):46-47.

[4]孟祥穎,郭良,李玉新,等.蘆丁的來源、用途及提取純化方法[J].長春中醫(yī)學院學報,2003,19(2):61-64.

[5]韓志萍.陜北紅棗中總黃酮的提取及含量比較[J].食品科學,2006,27（12）:560-562.

[6]史振民,張祝蓮,楊文選,等.超聲法提取蘆丁操作條件的最佳選擇[J].延安大學學報:自然科學版,1999,18(3):46-49.

[7]張寶善,陳錦屏,吳麗花.紅棗蘆丁提取工藝的研究[J].陜西師范大學學報:自然學科版,2003:89-93.

[8]張春蘭,張銳利,熊素英,等.超聲波輔助提取紅棗核中總黃酮的研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學,2010,38(12):6503-6505.

Study on the Ultrasonic Extraction of Rutin from HuPing Jujube

HOU Tianyu，LAI Fangfang，MENG Fanxin
（Department of Chemistry and Pharmacy，Zhuhai College of Jilin University，Zhuhai519041，China）

To explore the best extraction conditions of rutin from Chinese dates by ultrasonic extraction Taking the con?tent of rutin as the observation index，and the influence of ultrasonic time,ultrasonic temperature,ultrasonic power and ultrasonic times on the ultrasonic extraction technology were investigated by means of simple factor experiment.The opti?mum extraction process was obtained by orthogonal experiment.The optimum extracting conditions were extracting for 3 times and 40 min for each time,at 65℃with ultrasonic power of 175 W.The procedure was convenient,reliable and good stability,which can provide some information and basis for the red dates and reference data for determination of ru?tin and provide reference data.

Huping jujube；rutin；ultrasonic assisted extraction；extraction technique；orthogonal experiment

R 284.2

A

1674-4942（2011）04-0411-04

2011-10-06

畢和平