超高压提取木瓜中齐墩果酸的研究.pdf

豳嗣团 超 高压提取木瓜 中齐墩果酸的研 究 董 海丽 ， 陈怡平 1 ( 淮南联合大学化工 系， 安徽淮南 ， 2 3 2 0 0 1 ) 2 ( 郑州轻工业学 院食 品与 生物 工程 学院 ， 河南郑 州，4 5 0 0 0 2 ) 摘 要 研究 了采用超高压提取木瓜 中齐墩 果酸 的最佳工 艺条件 ， 并且 同回流提 取和超 声提 取方 法进行 了比 较。在单因素实验的基础上 ， 采 用正交实验法对木瓜 中齐墩果酸 的超 高压提取 工艺进行 优选 ， 选用 L 。 ( 3 ) 进行 正交实验 ， 以齐墩果酸 的得 率为指标 ， 考察粉碎度 、 超高 压压 力、 保压 时 间、 固液 比( g ： mL ) 对齐 墩果酸 得率 的影 响。得到的最佳工艺条件为 ： 粉碎 度 8 O日、 超高压压力 3 5 0 MP a ，超高压时 间4 I n i I I ， 固液 比( g； mL ) 1： 2 O 。齐 墩果 酸的提取得率可达 2 7 2 ， 同 回流提 取和超声提取方法相 比， 超 高压提取 方法得 率高， 提取 时间短 ， 是提取 木瓜 中齐墩果酸的适宜方法 。 关键 词 超高压 ， 木瓜， 齐墩果酸 ， 提取 木瓜中含有大量齐墩果酸 ， 它具有消炎 、 增强免 疫功能 、 降转氨酶 、 改善病状和肝功能、 纠正体内异常 蛋 白代谢、 防止肝硬化 、 降血脂 、 降血糖等 功能作用 1 0 目前 ， 齐 墩 果酸 的提 取方 法 有 回流 提取 法 、 超 声 波提取法等方 法 。超 高压提取技术 是在常温条 件下 ， 提取植物原料 中有效成分的新技术H 。与传统 提取技 术 相 比较 ， 超 高压 提取 技术 可 以大大 缩短 提取 时间、 降低能耗 、 减少杂质成分的溶 出， 提高有效成分 的收率， 因此 ， 其提取成本得以降低 ， 同时， 由于超高 压提取是在常温下进行 ， 避免 了因热效应引起的有效 成分结构变化 、 损失以及生理活性 的降低， 而且超高 压提取是在一个密闭的环境下进行 的， 没有溶剂的挥 发 ， 因此该技术更加符合“ 绿色” 环保的要求 。 本文 研究 了超 高 压 处 理对 木 瓜 中齐 墩 果 酸 提 取 的影 响 ， 设定 不 同粉 碎 度 、 不 同压 力 、 加 压 时 间 、 及 其 不 同固液比， 比较提取得率 ， 确定最佳提取条件。 1 材料和方法 1 1材料 J Y8 8 一 I I 超声 波 细胞 粉 碎 机 ， 上 海 新 芝 生 物 技 术 研 究 所 ； 8 0 0 型 离 心 沉 淀 器 ， 上 海 手 术 器 械 厂 ； UHP 9 0 0 x2 - Z超 高压 处理装 置 ， 装 置 由 2个 2 L 9 0 0 MP a 级超高压容器 、 低 压泵、 增压器 、 超高压输 出系 统， 电控系统 ， 温控装置等部件组成 ， 装置可在室温 1 0 0 内控 温 ， 由郑 州轻 工业 学 院研 制 。 齐墩 果 酸对照 品 ( 含量 9 5 ) ， 天 津 尖峰 天然 产 物研 究 开发 有限公 司 ； 水 为蒸 馏 水 ， 其 他 试 剂 均 为 分 第一作者 ： 硕士 ， 副教授 。 收稿 日期 ： 2 0 0 7 0 9 2 1 ， 改 回日期 ： 2 0 0 7 l O 一3 1 析纯 。木瓜片为市售， 粉碎备用。 1 2 超 高压提 取 齐墩 果酸 称 取 一定量 的不 同粒 度 的木 瓜粉 碎物 ， 加 入不 同 体积 9 5 乙醇， 混合成悬浊液 ； 装入聚 乙烯塑料袋 ， 真空包装 ， 包装后的试样浸泡于高压容器的传压介质 油 中 ， 在 不 同的压 力 下 处理 悬 浊液 不 同 的时 间 ， 处 理 后过 滤 ， 去 除固体 颗粒 得提 取液 ， 相 同条 件提 取 3次 ， 合并 提取 液 ， 用 于 分析 齐墩 果酸 得率 。 1 3直 接 回流提 取 齐墩果 酸 称 取 2 5 g木 瓜 粉碎 物 加 入 5 0 0 mL 9 5 乙醇 在 8 5 回流 6 h ， 相 同条 件 提取 3次 ， 收 集 3次滤 液 ， 合 并 ， 分析 齐墩 果 酸得率 。 1 4 超 声提 取齐 墩果 酸 称 取 2 5 g木 瓜粉 碎物 加入 5 0 0 mL 9 5 的 乙醇 ， 在 2 0 0 W 下超 声 提取 2 0 mi n ，相 同条件 提取 3次 ， 收 集 3次滤液 ， 合并 ， 分 析齐 墩果 酸得 率 。 1 5齐墩 果酸 的测 定 采 用薄 层分 离一 分光 光 度法进 行 。 2 结果 与分析 2 1单 因素 实验 2 1 1 压 力对 齐墩果 酸得 率 的影响 分别 将粉 碎度 8 0目的木 瓜粉 以固液 比( g：mL ) 1： 2 0与 9 5 乙醇 混 合 ， 经 0 1 、 1 0 0 、 2 0 0 、 3 0 0 、 3 5 0 、 4 0 0 MP a高压处理 ， 超高压时间 4 mi n ， 结果见图 1 。 图 1结果 表 明 ， 压 力 在 0 1 3 5 0 MP a之 间 ， 提 取率 随压 力 的增加 而提 高 ， 压 力 高 于 3 5 0 MP a ， 得 率 反而略有下降。 超 高压 提取 的过 程是 先对 物料 加压 ， 保 持一 定 时 间后 ， 然 后 突然泄 压 ， 造 成 细 胞 内 外 的 压差 在 急 剧 上 l 2 0 0 7 年第3 3 卷第 1 1 期( 总第2 3 9 期) f 1 2 5 维普资讯 升， 以使细胞中的内含物释放 出来 。由于齐墩果酸游 离到细胞外主要是在泄压瞬间， 加压的时间对其影响 不 大 ； 在 0 1 3 5 0 MP a压 力 范 围 内 ， 随 着压 力 的 升 高 ， 有 效成 分 的传质 速 率 加 快 ， 细 胞 壁 和 细 胞 膜被 破 坏 的数 量增 加 ， 因此 造成 了提 取率 随压 力 的增 加而提 高 的现 象 ， 压 力 3 5 0 MP a ， 细 胞 的细 胞 壁 和 细 胞膜 已充分被破坏 ， 再提高压力 ， 反而使得很多杂质释放 出来 ， 影 响齐墩果 酸游 离 到细 胞外 。 图 1 压力对 齐墩果酸得率 的影响 2 1 2保 压 时 间对 齐墩 果酸 得 率的影 响 分 别将 粉碎 度 8 0目的木瓜 粉 以 固液 比( g： mL ) 1： 2 0与 9 5 乙醇混合 ， 在 3 5 0 MP a 压力下 ， 超高压 处 理不 同时间 ， 结果 见 图 2 。 图 2 保压 时间对齐墩果酸得率 的影响 由 图 2可 以看 出 ， 在前 5 mi n ，齐 墩 果 酸 得 率 随 时间增 加 而增 加 ， 超 过 5 mi n后 ， 保 压 时 间在 5 1 5 mi n之 间时 ， 得率 基本 未发 生变 化 。 2 1 3 粉 碎度 对 齐墩 果酸得 率 的影 响 分 别将 不 同粉 碎 度 的木 瓜 粉 以 固液 比 ( g： mL ) 1： 2 0 与 9 5 乙醇 混 合 ， 在 3 5 0 MP a压 力 下 ， 超 高压 处理 4 mi n ， 结 果见 图 3 。 原料 的粉 碎粒 度对 提取 有很 大 的影 响 ， 从 图 3可 见 ， 随着粉碎度 的增高 ， 齐墩果 酸得率增加 ， 但粉碎度 超过 8 0目高 ， 得 率 反 而 略有 下 降 。因 为在 一 定 的超 高压压力下 ， 细胞虽然已破裂 ， 但 原料颗粒是 由大量 细 胞组 成 的 ， 如果 颗 粒 过 大 ， 溶 质 从颗 粒传 递 到颗 粒 表面仍然需要较大的传质阻力 ； 但粉碎度太大 ， 大量 杂 质也 溶 出 ， 影 响齐 墩 果 酸从 细 胞 中溶 出 ， 且 粉 碎 度 2 0 0 7 VoI 3 3 No1 1( T ot al 2 3 9 ) 的太高 ， 会增 加后 续 过滤 的 困难 。 2 0 40 6 0 8 0 粒度 ( 目) 图 3 粉碎度对齐墩果酸得率 的影 响 2 1 4 固液 比对 齐墩 果 酸得 率的 影响 分别 将粉 碎 度 8 0目的木瓜 粉 以不 同 固液 比( g： mL ) 与 9 5 乙醇混合 ， 在 3 5 0 MP a压力下 ， 超高压处 理 4 mi n ， 结果 见 图 4 。 l ： l O 1 ： 1 5 1 ：2 0 1 ： 3 0 固液比( mL ： g ) 图 4 固 液 比 对 齐 墩 果 酸 得 率 得 率 的影 响 从 图 4可 以看 出 ， 当 固液 比在 1：1 0 1：3 0范 围内时 ， 随着 加入 的溶 剂量 的增 加 ， 提 取 液 中 齐墩 果 酸得 率 增 加 ， 当 固液 比超 过 1： 2 0 ， 提取 得率 增 加 缓 慢 ， 趋 于稳定 。通 常情 况 下 ， 当样 品量一 定 ， 增加 溶剂 的量可以降低原料颗粒周围的浓度 ， 使细胞壁内外两 侧 的浓 度差增 大 ， 从 而 加速 有效 成 分 的扩 散 ， 有 利 于 有效成分 的溶 出， 但在实际生产中， 如果选择太大 的 固液 比 ， 不仅 会 消耗 大 量 的 溶 剂 ， 而 且会 降 低 提取 液 中有 效 成分 的浓 度 ， 在后续 的分 离 纯化 中消 耗更 多 的 能 源 ， 因此 ， 固液 比 1： 2 0左右 提取 效 果较好 。 2 2优 化提 取 工艺 条件 的确 定 采 用正 交实 验 法对 齐 墩 果 酸 的提 取 工 艺 进行 优 选 ， 选用 L 。 ( 3 ) 进 行 正交 实 验 ， 以齐墩 果 酸 的得 率 为 指 标 ， 考察 常温 ( 2 5 ) 下 粉碎 度 、 超 高 压压 力 、 保 压 时 间、 及其固液比对齐墩果酸得率 的影响， 因素与水平 的设计 和 实验结 果 见表 1和表 2 。 表 1 正交实验 因素 与水 平表 3 8 6 4 2 2 8 6 2 2 2 i v督 台 8 6 4 2 2 8 6 2 2 2 2 l l 蝌嗽 3 8 6 4 2 2 2 卦 维普资讯 表 2正 交 实验 结果 表 2极 差分 析结果 可 知 ， 各 因素对 齐墩 果酸 得率 的影 响程度依次为 ： AD C B， 即： 保压时间 固 液 比 粉碎 度 压 力 。最 佳 提 取 条 件 为 A B 3 C 。 D ， 即： 保压时间 4 rai n， 压力 3 5 0 MP a ， 粉碎度 8 0目， 固 液 比 1： 2 0 。对 表 2的试 验结 果 进 行 方 差 分 析 和 F 检验 ， 结果见表 3 。F检验结果表明 ， 保压 时间和粉 碎 度 对齐墩 果 酸得 率在所 考察 的范 围内影 响显 著 ， 而 超高压压力和固液 比对齐墩果酸得率在所考察 的范 围 内影 响均 不显 著 。 分别将 木 瓜采用 超 高压 提取 、 回流提 取 和超声 方 法 进行 提取 ， 比较 提取 后 提 取 得 率 和 提 取 所 用 时 间 ， 结 果 见表 4 。 表 4不 同 提 取 方 法 的 得 率 和 提 取 时 间 从 表 4中可 见 ， 3种 提 取 方 法 中 ， 常 规 的 回流 提 取 ， 提取 时间 长 ， 齐 墩果 酸得 率低 ； 超 高压 提取 木瓜 中 齐墩 果酸 ， 不 仅得 率高 ， 而且 时 间短 ， 是提 取木 瓜 中齐 墩 果 酸 的适宜 方法 。 3 结 论 ( 1 )超 高压 提 取 齐 墩 果 酸 得 率 的最 佳 工 艺 条 件 为压力 3 5 0 MP a ， 保压时间 4 rai n ，粉碎度 8 0目， 固 液 比 1：2 0 ， 提 取 3次 ， 齐墩 果酸 得率 可达 2 7 2 。 ( 2 ) 超 高 压 提 取 木 瓜 中 齐 墩 果 酸 ， 时 间 短 ， 得 率 高 ， 在天然产物的提取 中具有很好的应用前景 。 参 考 文 献 表 3方 差 分 析 结 果 1 田明 婷 齐 墩 果 酸 药 理 作 用 研 究 进 展 L J 中 国 中药 杂 志 ， 一 2 0 0 2 ， 2 7 ( 1 2 ) ： 8 8 4 8 8 6 1 一 2 唐春红， 项昭保， 任绍光， 等 木瓜中齐墩果酸的提取工艺 B 0 0 6 6 2 0 6 3 3 不显著 研 究 J 食 品工业科技 ， 2 0 0 0 ， 2 1 ( 4 ) ： ： 1 O 1 2 C 0 1 0 7 2 I 0 2 6 显著 3连桂香 ， 刘 玉芬 ， 李琰 女贞 子 中有 效成 分齐 墩果 酸 的 D 0 0 8 7 2 0 8 3 5 不显著 提取 J 齐齐 哈尔大学学报 ， 2 0 0 5 ， 2 1 ( 4 ) ： 2 4 2 8 堡 薹 ： ! 4 Z h a n g S Q， Z h u J J ， Wa n g C Z N o v e 1 h i g h p r e s s u r e e x t r a c t i o n t e c h n o l o g y J I n t e r n a t i o n a l J o u r n a l o f P h a r ma 一 按上 述最 佳条 件进 行 实验 ， 得到 齐墩 果 酸得率 为 c e u i s ， O 0 ： 4 71 47 4 2 7 1 。 采 用 木 瓜 2 k g , 按 上 述 最 佳 条 件 进 行 放 大 三 纂 J - 分 光,2 0 0 5光 度, 4 ：法2 2 叶 紫 薇 中 实 验 ， 齐墩果 酸得 率 为 2 7 2 。 2 3 超 高压 提取 和 其他提 取方 法 的 比较 S t u d y o n Opt i m u m Pr o c e s s f o r Ex t r a c t i o n Ol e a no l i c Ac i d f r o m C h i n e s e Qu i n c e b y Ul t r a Hi g h P r e s s u r e Don g H a l l i ，Ch e n Yi p i n 1( De p a r t me n o f Ch e mi s t r y En g i n e e r i n g ，H u a i n a n Un i o n Un i v e r s i t y ，H u a i n a n u 2 3 2 0 0 1 ，Ch i n a ) 2 ( S c h o o l o f F o o d a n d B i o l o g i c a l En g i n e e r i n g，Z h e n g z h o u Un i v e r s i t y o f Li g h t I n d u s t r y，Z h e n g z h o u 4 5 0 0 0 2，Ch i n a ) ABS TRACT The op t i mum pr o c e s s of e xt r a c t i n g o l e a n ol i c a c i d f r o m Ch i ne s e q ui nc e b y ul t r a hi gh pr e s s u r e ( U HP) wa s s t u di e d a n d c ompa r e d t o u l t r a s oni c wa v e a nd he a t i ng me t h o d The o pt i m u m U H P e x t r a c t i o n p r o c e s s wa s obt a i ne d wi t h or t ho go na l t e s t Ex pe r i m e nt s we r e ma d e b y us i n g L9( 3 )o r t ho go na l de s i gn wi t h e xt r a c t i v e yi e l d o f ol e a no l i c a c i d a s i n de x ，t h e i nf l u e nc e o f g r i nd i ng d e gr e e，