杜仲葉中綠原酸的提取研究【摘要】目的研究以丙酮為溶劑提取杜仲葉綠原酸的最佳工藝條件。方法通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)研究各因素對(duì)提取率的影響，應(yīng)用正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化工藝條件。結(jié)果丙酮提取杜仲葉綠原酸最佳工藝條件為：丙酮濃度40%，提取溫度65℃，料液比1∶13，提取時(shí)間2h，提取兩次。結(jié)論在最佳條件下，綠原酸提取率和得率分別為%，%，純度達(dá)到%。

【關(guān)鍵詞】綠原酸；提??；杜仲葉；丙酮

Abstract：ObjectiveTheextractiontechnologyofchlorogenicacidfromEucommiaulmoidesleafwasstudiedwithacetoneassolvent.MethodsMainfactorsinfluencingtheextractionofchlorogenicacidfromtheleavesofEucommiaulmoideswerestudiedbysinglefactorexperiments,andthentheoptimizedconditionsfortheextractionofchlorogenicacidwerestudiedbyorthogonaltest.ResultsOptimizedconditionswereobtainedasfollows:acetoneconcentration40%;extractiontemperature65℃;materialtosolvent1:13,extractiontime3h,andextractiontwice.ConclusionTheextractionratioofchlorogenicacidandtheyieldofextractwere%,%,respectively,andthepurityofchlorogenicacidwas%intheoptimizedconditions.

Keywords：Chlorogenicacid；Extraction；LeafofEucommlaUlmoides；Acetone

綠原酸是植物體在有氧呼吸過(guò)程中經(jīng)莽草酸途徑產(chǎn)生的一種苯丙素類化合物［1］。綠原酸是一種具有廣泛生理活性和藥理活性的物質(zhì)，具有利膽、抗菌、降壓、增加白血球及興奮中樞神經(jīng)系統(tǒng)、抗腫瘤、降脂、清除自由基等多種藥理作用，對(duì)消化系統(tǒng)、血液系統(tǒng)和生殖系統(tǒng)疾病均有顯著療效［1～6］。因此，綠原酸在醫(yī)藥制劑上應(yīng)用越來(lái)越廣泛，是目前國(guó)際公認(rèn)的“植物黃金”。綠原酸主要存在于杜仲、金銀花、葵花籽粕、元寶楓等植物中［7，8］。近幾年研究發(fā)現(xiàn)，杜仲葉Eucommiaulmoidesleaves中含有較高的綠原酸，其葉中含量為1%～%［9，10］。杜仲是我國(guó)的特殊經(jīng)濟(jì)林，在我國(guó)栽培面積相當(dāng)廣泛，全國(guó)約有杜仲林28萬(wàn)ha，每年可產(chǎn)葉400萬(wàn)噸［11］，而杜仲葉的利用率僅占可采集葉的10%～20%。因此利用杜仲葉生產(chǎn)綠原酸具有巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)意義。

在中草藥有效成分提取過(guò)程中，常用乙醇為溶劑。我們?cè)谔崛《胖偃~綠原酸研究中發(fā)現(xiàn)，乙醇提取雖然得率相對(duì)較高，但在提取過(guò)程中醇溶性蛋白質(zhì)、黏液、樹(shù)脂、鞣質(zhì)、色素、油脂等雜質(zhì)析出量大，過(guò)濾較困難，尤其是當(dāng)溶劑中含水量高時(shí)更加明顯，同時(shí)給以后的分離純化工序造成很大困難。因此有必要尋找更好的提取劑提取。綠原酸屬酚酸類化合物［12］，也屬植物多酚類物質(zhì)［13］。有資料報(bào)道［14］，丙酮和丙酮-水體系對(duì)植物多酚具有很強(qiáng)的溶解性，而且用丙酮提取杜仲葉中主要活性成分的工藝未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)采用丙酮-水體系對(duì)杜仲葉中綠原酸提取工藝進(jìn)行研究。

1器材與方法1材料與儀器杜仲葉，購(gòu)于北京某地區(qū)，為初秋采集葉。綠原酸標(biāo)準(zhǔn)品；丙酮、正丁醇、冰乙酸均為分析純；實(shí)驗(yàn)用水為去離子水。Unic-2100型紫外可見(jiàn)光分光光度計(jì)；RE-52AA型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器；365nm紫外分析儀；SHZ-III循環(huán)水多用真空泵。2方法杜仲葉中綠原酸含量的測(cè)定采用紙層析-紫外分光光度法［15］。提取單因素實(shí)驗(yàn)隨機(jī)稱取5g干燥的杜仲葉粉，置于250ml平底燒瓶中，采用不同的實(shí)驗(yàn)方法設(shè)計(jì)進(jìn)行提取。改變提取條件以確定提取因素變化范圍以及各因素的較佳值。每次提取液過(guò)濾，真空蒸發(fā)去除丙酮后，用去離子水定容至100ml，測(cè)定綠原酸的含量，并折算為每100g干葉中的提取得率。正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在提取單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化工藝條件。以丙酮濃度、浸提溫度、浸提時(shí)間、料液比4個(gè)因素作為考察對(duì)象，每個(gè)因素選用3個(gè)水平。選用L9表，并安排實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化工藝條件。

2結(jié)果

丙酮濃度對(duì)提取率的影響

在提取溫度35℃，料液比1∶12，提取時(shí)間2h，丙酮濃度對(duì)綠原酸提取率的影響見(jiàn)圖1。由圖1可以看出，當(dāng)濃度低于40%時(shí)，隨著丙酮濃度的增加，綠原酸的提取率升高，用40%丙酮的提取，其提取率最高。隨后，綠原酸的提取率隨丙酮的濃度的升高而降低。

溫度對(duì)提取率的影響

不同提取溫度對(duì)綠原酸提取率的影響見(jiàn)圖2。從圖2可以看出，隨著提取溫度的升高，其提取率增加，當(dāng)溫度高于55℃時(shí)，不再增加。這是由于溫度升高，分子運(yùn)動(dòng)加快，有利于分子的擴(kuò)散，有利于活性物質(zhì)的溶出；當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，丙酮?dú)饣?，不利于活性成分的析出，而且溫度過(guò)高，雜質(zhì)溶出量也相應(yīng)增大，活性成分易分解破壞。

料液比對(duì)提取率的影響

不同料液比對(duì)綠原酸提取率的影響見(jiàn)圖3。隨著溶劑量的增加，浸提效果也隨之增高，但提高幅度減小。當(dāng)料液比超1∶12時(shí)，它們的提取率無(wú)明顯變化。料液比過(guò)大給后續(xù)蒸發(fā)工序造成困難，且成本增大，因此，料液比采用1∶12左右為宜。

提取時(shí)間對(duì)提取率的影響

在提取液中，當(dāng)植物材料細(xì)胞內(nèi)外活性成分含量未達(dá)到平衡時(shí)，提取率隨提取時(shí)間的延長(zhǎng)而增加。一旦細(xì)胞內(nèi)外濃度達(dá)到平衡，活性成分不再溶出。提取時(shí)間對(duì)綠原酸提取率的影響見(jiàn)圖4。

從圖4可以看出，隨著提取時(shí)間的增加，綠原酸的提取率不斷提高，尤其是從1h延長(zhǎng)到2h時(shí)，綠原酸提取率提高幅度較大，提取時(shí)間在2h和3h之間綠原酸提取率基本保持穩(wěn)定趨勢(shì)。而提取時(shí)間在3h以后綠原酸提取得率呈現(xiàn)出緩慢上升趨勢(shì)。

提取次數(shù)對(duì)提取率的影響

在其它條件不變的情況下，提取次數(shù)對(duì)綠原酸提取率的影響見(jiàn)圖5。從圖5可以看出，提取次數(shù)多，綠原酸的提取率高。當(dāng)提取次數(shù)超過(guò)兩次時(shí)，提取率增加不明顯。所以，提取次數(shù)以兩次為好。

pH值對(duì)提取效果的影響

在固定料液比1∶12，提取溫度35℃，提取時(shí)間2h的情況下，用不同pH的40%丙酮提取，浸提劑pH對(duì)提取效果的影響見(jiàn)圖6。

從圖6可以看出，對(duì)于綠原酸的提取，當(dāng)pH值低于4時(shí)，隨著pH值的增加提取率增加；當(dāng)pH=4時(shí)，綠原酸的提取率達(dá)到最大；當(dāng)pH值再增加時(shí)，提取率下降。綠原酸是極性有機(jī)酸，在酸性介質(zhì)中比較穩(wěn)定，因此，綠原酸的提取，宜在酸性溶劑中進(jìn)行。但是，無(wú)論是堿性溶劑提取還是酸性溶劑提取，都會(huì)影響廢水的排放處理，從產(chǎn)業(yè)化和環(huán)境保護(hù)考慮，其均不宜在酸性或堿性溶劑中提取，宜在中性水溶液中進(jìn)行，因此，pH值對(duì)提取率的影響在以后的工藝條件優(yōu)化中不做考慮。

丙酮-水溶液提取綠原酸工藝條件的優(yōu)化從以上單因素可知，杜仲葉綠原酸在提取過(guò)程中，受到浸提時(shí)間、溫度、丙酮濃度和丙酮溶液用量等因素的影響。為探索最佳提取條件，在單因素的基礎(chǔ)上，對(duì)上述4個(gè)因素分別取3個(gè)水平，采用L9正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，各因素和水平如表1。正交實(shí)驗(yàn)方案和結(jié)果見(jiàn)表2。各因素與綠原酸提取率的關(guān)系直觀圖見(jiàn)圖7。表1影響綠原酸提取率的因素及水平數(shù)表2綠原酸提取正交實(shí)驗(yàn)表L9

對(duì)正交實(shí)驗(yàn)有關(guān)數(shù)據(jù)作極差分析，結(jié)果見(jiàn)表2。由表2可知，各因素對(duì)綠原酸提取率的影響程度依次為C＞A＞B＞C。在4個(gè)影響因素中，料液比、溫度對(duì)提取率影響較大，其次是丙酮濃度，影響最小的是浸提時(shí)間。由圖7表明，以綠原酸提取率為考察指標(biāo)，依次最佳工藝條件是A3B2C2D3，各因素的最佳水平分別是：浸提溫度65℃，濃度40%，料液比1∶12，浸提時(shí)間3h。說(shuō)明綠原酸提取率明顯受到溫度的影響，因?yàn)樯邷囟?，增加分子的熱運(yùn)動(dòng)，使溶劑和葉粉分子間的傳遞加速，有利于綠原酸的浸出。但綠原酸為熱敏性物質(zhì)，溫度過(guò)高，會(huì)造成綠原酸的分解，并引起丙酮汽化揮發(fā)損失。因此溫度控制在65℃以下。丙酮的濃度對(duì)提取率的影響次之，隨著濃度增加，溶劑極性降低，同綠原酸的極性差拉大，不利于綠原酸的浸出。料液比的增大，溶劑與葉粉固體溶質(zhì)間的濃度差增大，有利于傳質(zhì)，因此，綠原酸提取率增大。料液比增大，雖然有利于傳質(zhì)，但料液回收量增加影響成本。因此，料液比應(yīng)控制在1∶12為最佳。浸提時(shí)間延長(zhǎng)，有利于提取率的增加，但時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，綠原酸分解，反而降低綠原酸的含量，時(shí)間過(guò)短，也不利于綠原酸的浸提，應(yīng)控制在3h以內(nèi)為宜。

在提取過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，丙酮-水體系作浸提劑，其提取液中蛋白質(zhì)、黏液含量減少，而糅質(zhì)含量增加，蛋白質(zhì)在丙酮中的溶解度較小，而丙酮-水體系為糅質(zhì)的最佳溶劑［14］；提取液始終呈褐色，葉綠素等色素析出較少。因此，采用丙酮-水體系避免了醇溶性色素的大量析出，有利于綠原酸的分離和純化。但缺點(diǎn)是丙酮溶液提取，其綠原酸提取率相對(duì)于水溶液提取和醇溶液提取低。

最佳條件下的放大驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)取100g干燥粉碎的杜仲葉裝入2000ml燒瓶中，在最佳提取條件下浸提，重復(fù)實(shí)驗(yàn)3次取平均值。結(jié)果見(jiàn)表3。表3丙酮提取工藝驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3結(jié)論

采用丙酮為溶劑提取綠原酸，避免了醇溶色素的溶出，提取物純度高，但得率稍低。單因素實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)分析研究表明，提取杜仲葉綠原酸的最佳工藝條件：乙醇濃度40%，提取溫度65℃；料液比1∶12，提取時(shí)間3h，浸提兩次。通過(guò)在最佳條件下的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)表明，綠原酸的提取率為%，提取物得率%，綠原酸含量%。

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