超声波辅助提取五倍子中单宁

李永霞，王 红，刘军海

（陕西理工学院化学与环境科学学院，陕西 汉中723001）

超声波辅助提取五倍子中单宁

李永霞，王 红，刘军海

（陕西理工学院化学与环境科学学院，陕西 汉中723001）

以乙醇为提取剂，采用超声波辅助法提取五倍子中单宁。在单因素的基础上，通过正交试验优化了提取工艺。结果表明，最佳提取工艺条件为:盐酸体积分数2．0%，乙醇体积分数50%，超声时间120s，超声温度40℃，液料比25∶1。在此条件下单宁提取率为10．52%。

五倍子;超声波提取;单宁

单宁，又称单宁酸或鞣质，淡黄色至浅棕色粉末，有特殊气味，味极涩，易溶于水、乙醇、丙酮等极性溶剂;不溶于氯仿、乙醚等非极性溶剂。单宁有与蛋白质、多糖、生物碱、微生物、酶、金属离子反应的活性，还有抗氧化性、抑菌性等。目前在食品加工、果蔬加工、贮藏、医药和水处理等方面的应用已取得重要突破，近年来它在化妆品生产中也崭露头角，如应用在延缓衰老、收敛、防晒、美白、抗皱、保湿等方面。单宁也是多种传统草药和药方中的活性成分，而且具有独特多样的生理活性，对多种细菌、真菌、酵母菌都有明显的抑制能力，更具有抗肿瘤和抗癌作用[1～3]，应用前景极其广阔。本文以乙醇为提取剂，利用超声波辅助提取五倍子中单宁，以便为五倍子中单宁的提取提供理论参考。

1 材料与方法

1．1 主要仪器及药品

主要仪器:CARRY-50型紫外分光光度计，GR-200电子天平，SHB-3型循环水多用真空泵，FW117中草药粉碎机，SB25-12DT超声波清洗机，DGG-914OB型电热恒温鼓风干燥箱等。

试剂及药品:五倍子药材（市售）;单宁酸标准品，无水乙醇，香草醛，浓盐酸等均为分析纯。

1．2 方法

1．2．1 单宁的提取流程

将市售五倍子首先去虫尸，然后于60℃恒温干燥箱中干燥至恒干，粉碎，过0.25mm筛，得五倍子粉末，备用。将粉碎后过0.25mm筛的五倍子粉末1．0000g若干份，以体积分数分别为40%，50%，60%，70%，80%的乙醇溶液溶解，辅助加入不同体积分数的盐酸溶液，分别于超声温度为40℃，50℃，60℃，70℃，80℃， 超声时间为 30s，60s，90s，120s，150s的不同情况下浸提。浸提完成后抽滤、定容。然后分别用移液管精密移取1．00mL于具塞试管中，加入4%的香草醛溶液3．00mL，再缓慢加入 1．50mL 的浓盐酸[4～5]， 常温下避光静置25min，在505nm处测吸光度。

1．2．2 单宁标准曲线的绘制

准确称取0．5000g单宁标准品溶于甲醇中，转至50mL的容量瓶中，用甲醇定容，得0．01g·mL－1的单宁标准溶液。分别吸取该单宁标准溶液0．50mL，1．00mL，1．50mL，2．00mL，2．50mL，3．00mL置于10mL容量瓶中，用甲醇定容，摇匀。分别精密吸取以上溶液1．00mL于具塞试管，加4%的香草醛溶液 3．00mL，缓慢加入浓盐酸 1．50mL，避光于常温下静置25min，在505nm处测吸光度，同时以试剂空白作参比。以所测吸光度值为纵坐标，单宁质量浓度为横坐标，绘制标准曲线，结果如图 1 所示。得回归方程:y＝0．1432x＋0．0891，R2＝0．9996， 单宁质量浓度在 1．0～4．0mg·mL－1时具有良好的线性关系。

1．2．3 单宁提取率的计算

其中:A为待测液吸光度，40为稀释倍数，10－3为单位换算进率。

2 结果与讨论

2．1 单因素试验

2．1．1 盐酸体积分数对单宁提取率的影响

固定液料比30∶1，超声波作用时间120s，提取温度50℃，乙醇体积分数70%，分别加入1．50mL 不同体积分数的盐酸，进行 1．2．1 的实验，结果如表1所示。

表1 盐酸体积分数对单宁提取率的影响

由表1可以看出，单宁的提取率随盐酸体积分数的增加呈上升趋势，当盐酸的体积分数超过1．0%后单宁的提取率开始下降。说明盐酸对单宁的溶出有一定影响，随后下降是因为酸性乙醇-水体系一方面能断裂单宁与金属离子的络合键，另一方面有助于断裂单宁与蛋白质、多糖及其本身之间的氢键和疏水键，所以盐酸体积浓度过大对提取不利，因此盐酸体积分数取1．0%适宜。

2．1．2 乙醇体积分数对单宁提取率的影响

固定液料比30∶1，超声波作用时间120s，提取温度50℃，盐酸体积分数1．0%，改变乙醇体积分数，进行 1．2．1的实验，结果如表 2所示。

表2 乙醇体积分数对单宁提取率的影响

由表2可以看出，单宁的提取率随乙醇体积分数的增加呈上升趋势，当乙醇的体积分数超过50%后单宁的提取率开始下降。可以看出不同体积分数的乙醇溶液对单宁有着不同的溶解力，其原因可能是超声波促使五倍子中的其它可溶物质溶解于提取液中，抑制了单宁的溶解，使得单宁的提取率下降，因此乙醇体积分数取50%适宜。

2．1．3 温度对单宁提取率的影响

固定液料比30∶1，超声波作用时间120s，盐酸体积分数1．0%，乙醇体积分数50%，改变提取温度，进行 1．2．1 的实验，结果如表 3 所示。

表3 提取温度对单宁提取率的影响

由表3可以看出，单宁的提取率随提取温度的增加呈上升趋势，当提取温度超过60℃后单宁的提取率开始下降。其原因可能是较高的温度会使植物组织中的多糖、果胶等成分析出增多，增加了溶液的黏稠度，从而影响有效成分的溶出;另外，也可能由于单宁的结构稳定性较差，高温加热发生氧化或水解反应使提取率降低，因此温度取60℃适宜。

2．1．4 超声波作用时间对单宁提取率的影响

固定液料比30∶1，提取温度 60℃，盐酸体积分数1．0%，乙醇体积分数50%，改变超声波作用时间，进行 1．2．1 的实验，结果如表 4 所示。

表4 超声波作用时间对单宁提取率的影响

由表4可以看出，单宁的提取率随作用时间的增加呈上升趋势，当提取时间超过120s后单宁的提取率开始下降。说明超声波处理能提高单宁的提取效率，在较短的时间内就能达到较高的提取率。150s的提取量反而有所降低，其原因可能是由于单宁分子结构不稳定，随时间延长单宁被氧化分解的量增加，因此时间取120s适宜。

2．1．5 液料比对单宁提取率的影响

固定提取温度60℃，盐酸体积分数1．0%，乙醇体积分数50%，超声波作用时间120s，改变液料比，进行 1．2．1 的实验，结果如表 5 所示。

表5 液料比对单宁提取率的影响

由表5可以看出，单宁的提取率随液料比的增加呈上升趋势，当液料比达到20∶1后单宁的提取率基本变化不大。其原因可能是由于单位体积的溶剂内单宁含量降低，氧化反应更容易发生，氧化的单宁随着溶剂用量的增大而增加，故提取率下降。从节能角度考虑，液料比取20∶1适宜。

2．2 正交试验

2．2．1 正交试验结果及极差分析

在单因素试验的基础上，选择盐酸体积分数，乙醇体积分数，超声波温度，超声波时间，液料比各4个因素，选择L16（45）正交表安排实验，进行 1．2．1 的实验，结果见表 6。

由表6可以看出，5个影响因素中，对单宁提取率影响的主次顺序是:盐酸体积分数＞液料比＞超声温度＞乙醇体积分数＞超声时间。最适组合是A4B2C3D1E4，即盐酸体积分数2．0%、乙醇体积分数50%、时间 120s、温度 40℃、料液比 25∶1，在此条件下，单宁的提取率为10．52%。

2．2．2 方差分析

对表6实验结果进行方差分析，结果见表7。由表7可以看出，盐酸体积分数对单宁提取率影响显著，其他几个因素的影响程度依次为:液料比、超声温度、乙醇体积分数、超声时间，分析结果与直观分析一致。

2．2．3 验证试验

按照方案A4B2C3D1E4进行验证试验，平行3次，取平均值，得最佳工艺条件下单宁的提取率为 10．52% 。

表7 方差分析表

3 结论

超声波辅助从五倍子中提取单宁的最佳工艺条件为:盐酸体积分数2．0%，乙醇体积分数50%，超声时间120s，超声温度40℃，液料比25∶1。影响因素的顺序是:盐酸体积分数＞液料比＞超声温度＞乙醇体积分数＞超声时间。在最佳提取工艺条件下，提取率为10．52%。

采用超声波辅助提取单宁具有提取时间短，提取率高等优点，值得推广，可为工业提取单宁提供参考，而且五倍子中单宁的提取可为其进一步开发利用提供依据。

[1] 栗世婷，张晓霞，吴蓉瑛．鞣质药理活性的研究新进展[J]．疾病监测与控制，2010，4（7）:395-397．

[2] 郭珊珊．菜籽壳中单宁的提取分离、构成及性质的研究[D]．武汉:华中农业大学，2008．

[3] 王瑞斌，薛成虎．国内鞣质生理活性研究进展[J]．榆林学院学报，2010，20（2）:47-49．

[4] 童波，刘大川．紫苏粕中单宁和植酸提取工艺的研究[J]．中国油脂，2008，33（9）:47-50

[5] 武予清，郭予元．棉花植株中的单宁测定方法研究[J]．应用生态学报，2000，11（2）:243-245．

[6] 王全杰，任方萍，高龙．植物单宁的含量测定方法[J]．西部皮革，2010，32（23）:26-31．

Extraction of Tannin from Chinese Gall by Ultrasonic Auxiliary

LIYong-xia，WANGHong，LIUJun-hai
（School of Chemistry＆ Environmental Science，Shaanxi University of Technology，Hanzhong，Shaanxi723001， China）

Applied ethanol as extraction agent，tannin was extracted from Chinese gall by ultrasonic-assisted．The extraction processes were optimized through orthogonal experiment based on single factor．The results showed that the optimized extraction technologies were as followed:2．0%hydrochloric acid volume fraction，50%ethanol volume fraction，the extracting time was 120 seconds，the extracting temperature was 40℃，the ratio of liquid to solid was25∶1．The extraction yield was up to10．52%under the optimum conditions．

Chinese gall;ultrasonic extraction;tannin

R 284

A

1671-9905（2011）08-0018-04

2011-04-27