正交試驗(yàn)考察廢棄棉籽中棉酚的提取工藝*

康新平，林琪珠，古麗巴哈爾·卡吾力

（1.廣東石油化工學(xué)院化學(xué)工程學(xué)院，廣東茂名525000；2.新疆醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院，新疆烏魯木齊830011）

正交試驗(yàn)考察廢棄棉籽中
棉酚的提取工藝*

康新平1，林琪珠1，古麗巴哈爾·卡吾力2*

（1.廣東石油化工學(xué)院化學(xué)工程學(xué)院，廣東茂名525000；2.新疆醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院，新疆烏魯木齊830011）

為了最大限度提取棉酚，采用丙酮溶劑浸取棉籽棉仁提取其中的棉酚。采用紫外分光光度法測定棉酚含量，作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。通過單因素試驗(yàn)研究了各種實(shí)驗(yàn)條件對(duì)棉酚提取量的影響，進(jìn)而采用正交試驗(yàn)優(yōu)化提取工藝。結(jié)果表明：溶劑配比和料液比對(duì)棉酚的提取有顯著影響，最佳提取工藝條件為70%丙酮、1:2料液比、浸泡時(shí)間10h、浸泡1次。

棉酚；最佳提取工藝；正交試驗(yàn)；

棉酚又叫棉籽醇，存在于錦葵科植物棉花的根、莖和種子中，是一種黃色多酚類化合物，具有抗生育、抗腫瘤等醫(yī)藥作用[1-3]，可作為男性避孕藥，具有很高的藥用價(jià)值。有研究表明，棉酚能抑制雄性害鼠精子細(xì)胞的產(chǎn)生，并損害睪丸組織，降低妊辰率及胎仔數(shù)量[4-7]，進(jìn)而達(dá)到控制鼠害的作用。

本文以棉酚為考察對(duì)象，對(duì)廢棄棉籽中的棉酚進(jìn)行提取，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，開展了正交試驗(yàn)，優(yōu)選出棉酚的最佳提取工藝。從而為擴(kuò)大棉酚的來源，有利于把棉酚開發(fā)成滅鼠藥奠定實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)[8]。

1 儀器與試劑

FWl35中草藥粉碎機(jī)（天津市泰斯特儀器有限公司）；DJ600-2電子天平（成都倍塞克儀器儀表研究所）；UV5200紫外可見分光光度計(jì)（上海元析儀器有限公司）。

棉籽（石河子大學(xué)綠洲生態(tài)實(shí)驗(yàn)室提供）；丙酮、乙醇、異丙醇、鹽酸等均為分析純?cè)噭ㄌ旖蚴锌泼軞W化學(xué)試劑）；棉酚標(biāo)準(zhǔn)品（Sigma公司）。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 棉酚標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立

采用紫外分光光度法測定丙酮浸取棉籽棉仁后的棉酚的含量[9]。

精密稱取25.00mg棉酚標(biāo)準(zhǔn)品，溶于250mL容量瓶中。取該溶液50mL置于200mL容量瓶中，加入丙酮稀釋至刻度，得到0.025mg·mL-1棉酚標(biāo)樣。分別吸取0.0、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00mL棉酚標(biāo)液，置于25mL容量瓶中，用70%丙酮稀釋至刻度，搖勻，即得系列棉酚標(biāo)準(zhǔn)溶液。在360nm處測定吸光度，其吸光度對(duì)濃度做線性回歸，得到回歸方程為A=0.4896C-0.0089，R2=0.9969。

2.2 溶劑篩選

以廢棄棉籽為原料，采用浸泡法考查了丙酮、乙醇和異丙醇3種溶劑對(duì)棉籽中棉酚的提取效果，結(jié)果表明：丙酮溶液浸泡棉籽，棉酚提取量最高。因此本實(shí)驗(yàn)選用丙酮做溶劑。

2.3 棉酚提取工藝優(yōu)選

2.3.1 單因素分析單因素選擇為：溶劑配比、物料比、浸泡時(shí)間和浸泡次數(shù)。

2.3.1.1 丙酮溶液濃度對(duì)棉酚提取量的影響

取10g棉籽棉仁，分別用50%、70%、80%的丙酮溶液，浸泡12h，浸泡2次，測定棉酚的含量，結(jié)果顯示：丙酮濃度為70%時(shí)棉酚的含量最高。

2.3.1.2 溶劑物料比對(duì)棉酚提取量的影響

取10g棉籽棉仁，按料液比分別用1∶1.0、1∶2.0、1∶3.0，加入70%丙酮溶液，浸泡12h，浸泡2次，測定棉酚的含量，結(jié)果顯示：料液比為1∶2.0時(shí)棉酚的含量最高。

2.3.1.3 浸泡時(shí)間對(duì)棉酚提取量的影響

取10g棉籽棉仁，加入70%丙酮溶液，按1∶2.0料液比分別浸泡8、10、12、14、16h，浸泡2次，測定棉酚的含量，結(jié)果顯示：浸泡時(shí)間為12h后棉酚的含量較高且趨于平緩。

2.3.1.4 浸泡次數(shù)對(duì)棉酚提取量的影響

取10g棉籽棉仁，加入70%丙酮溶液，按1∶2.0料液比浸泡12h，考查分別浸泡1、2、3次對(duì)棉酚提取量的影響。結(jié)果顯示：浸泡2次后棉酚的含量較高且趨于平緩。

2.3.2 正交試驗(yàn)由單因素試驗(yàn)可看出，丙酮相中棉酚提取量受丙酮濃度、物料比、浸泡時(shí)間和浸泡次數(shù)等因素的影響。為了考察以上因素對(duì)棉酚提取量的影響并得到最佳提取條件，采用了L9（34）正交表進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)提取條件進(jìn)行優(yōu)化。正交試驗(yàn)因素水平及實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1~3。

表1 正交試驗(yàn)因素水平表Tab.1 Factors and levels of orthogonal experiment

表2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Tab.2 Design and results of orthogonal experiment

由表2可知，棉酚提取的最佳工藝參數(shù)為A2B2C1D1，即丙酮濃度為70%，料液比為1∶2，浸泡10h，浸泡1次。

表3 方差分析表Tab.3 Analysis of variance table

由表3可知，各因素影響棉酚提取量的主次順序?yàn)椋喝軇┡浔?料液比>浸泡時(shí)間>浸泡次數(shù)。其中溶劑配比和料液比對(duì)棉酚的提取量有顯著影響。

2.3.3 驗(yàn)證試驗(yàn)根據(jù)篩選得到的最佳提取工藝參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證。取同一棉籽樣品3份，各約10g，用最佳工藝提取棉酚，測定其吸光度，試驗(yàn)結(jié)果與正交試驗(yàn)基本一致，說明該提取工藝穩(wěn)定可行。

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)比較了丙酮、乙醇、異丙醇3種溶劑對(duì)棉籽中棉酚的提取效率，以棉酚的得率為指標(biāo)，結(jié)果顯示丙酮的提取效率最佳。

以棉籽為原料，采用丙酮單相溶劑提取法，浸出其中的棉酚，在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步用正交試驗(yàn)優(yōu)化提取工藝，試驗(yàn)結(jié)果表明：丙酮體積分?jǐn)?shù)為70%，料液比為1∶2，浸泡時(shí)間10h，浸泡次數(shù)1次，提取效果最好，可提高棉酚提取得率，擴(kuò)大棉酚的來源為進(jìn)一步把棉酚開發(fā)成滅鼠藥提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

［1］付帥，吳勇.棉酚及其衍生物抗腫瘤機(jī)制的研究進(jìn)展［J］.醫(yī)學(xué)綜述，2011，17（4）：524-526.

［2］錢曉菁，許增祿，徐圓圓，等.低劑量棉酚與激素聯(lián)合應(yīng)用的抗生育作用位點(diǎn)的研究［J］.解剖學(xué)報(bào)，2007，38（6）：746-750.

［3］王于理，姜玲，孫凌，等.棉酚對(duì)宮頸癌Hela細(xì)胞增殖與凋亡的影響［J］.石河子大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，27（5）：626-629.

［4］崔光輝，錢曉菁，許增祿，等.低劑量棉酚甲基睪丸酮和炔雌醇聯(lián)合用藥作為男性避孕藥的安全性檢測［J］.解剖學(xué)報(bào)，2007，38（6）：713-717.

［5］趙珺，黃玉珍，李悅，等.棉酚餌劑和莪術(shù)醇餌劑對(duì)小白鼠抗生育藥效試驗(yàn)［J］.吉林林業(yè)科技，2009，38（5）：42-44.

［6］李根，郭永旺，吳新平，等.棉酚對(duì)雄性布氏田鼠的不育作用［J］.中國媒介生物學(xué)及控制雜志，2009，20（5）：404-406.

［7］楚世峰，王玉珠，鄭里翔，等.棉酚造成大鼠精子質(zhì)量下降與NO之間關(guān)系的研究［J］.中國藥理學(xué)通報(bào)，2008，24（11）：1518-1521.

［8］巨海蘭，馬武星，韓英，等.生物性不育劑防治林業(yè)鼠害試驗(yàn)［J］.青海農(nóng)林科技，2006，（4）：60-62.

［9］黃永林，阮俊，楊雄輝，等.棉籽中游離棉酚的含量測定［J］.廣西植物，2001，21（4）：371-373.

Extraction technology of gossypol in cottonseed by orthogonal design method*

KANG Xin-ping1，LIN Qi-zhu1，GuLibahar·Kawul2
（1.College of ChemicalEngineering,Guangdong University of Petrochemical Technology,MaomingGuangdong 525000,China；2.College of Pharmacy，Xinjiang Medical University,Urumqi 830054,China）

Gossypol could be obtained from cottonseeds by a one-phase extraction system with acetone.The content of gossypol was determined by ultraviolet spectrophotometry.The effects of some factors on the extraction rate of gossypol were investigated by single factor experiments and orthogonal design method.The concentration of acetone and the ratio of material and solvent affected the gossypol significantly.Results showed that the optimum conditions were the acetone concentration of 70%,a ration of material and solvent of 1:2,soaking time of 1 hour, soaking 1time.

gossypol；the optimum extraction process；orthogonal test

Q946.8

A

10.16247/j.cnki.23-1171/tq.20161269

2016-11-06

廣東石油化工學(xué)院科研基金資助項(xiàng)目（No.512116）

康新平（1971-），女，漢，安徽合肥人，博士，教授，主要從事化學(xué)教學(xué)以及應(yīng)用化學(xué)的研究工作。