搅拌法提取紫花地丁中绿原酸的工艺

1、搅拌法提取紫花地丁中绿原酸的工艺DOI：10.14088/jki.issn0439-8114.2015.19.036： The single-factor test and orthogonal design were carried out to investigate the influencing factors and optimize the conditions for the extraction of chlorogenic acid from Viola yedoensis Makin by method of stirring. The results showed tha

2、t whenthe stirring speed was 2 000 r/min ， the mesh size was 80 ， the ratio of solid to liquid was1 : 30, and the time was 10 min , the extraction rate of chlorogenic acid was highest and reached to 1.90%.紫花地丁( Viola yedoensis Makin)为堇莱科(Violaceae ) 植物，具有抑菌、消炎、抗内毒素、调节免疫力、抗氧化、抗 HIV 病毒等作用 1 。绿原酸是植物在有氧

3、呼吸过程中形成的一 种苯丙素类化合物，有较强的药理活性。研究表明，它对消化系 统、血液系统和生殖系统均有药理作用，具有广泛的抗菌消炎、 利胆、止血及增高白血球数量的作用。同时，绿原酸具有很强的 抗氧化性，可以应用于化妆品中作为美白剂 2 。在食品和日用 化工方面也有很高的应用价值， 是国际公认的“植物黄金”。 目 前对于绿原酸的提取研究较多，近几年主要的提取方法有微波 法、超声波法和酶法 3-5 ，但对于利用搅拌法提取绿原酸的研 究相对较少。本研究以来源广泛、价格低廉的紫花地丁为原料， 探讨搅拌法提取绿原酸的最佳工艺， 既可以解决绿原酸供应不足 的燃眉之急，也为紫花地丁的开发利用开辟一条新的途

4、径。1 材料与方法1.1 材料与试剂紫花地丁采摘于河北联合大学校园， 干燥粉碎后备用； 绿原 酸标准品（纯度？98%购于国药集团化学试剂 XX公司。其他试 剂均为国产分析纯。1.2 主要设备JA-2003 型电子分析天平（上海上平仪器公司）； 101-1AB 型电热鼓风干燥箱（天津市泰斯特仪器XX公司）；DF-101S型集热式恒温加热磁力搅拌器（天津科诺仪器设备XX公司）；SHB-m型循环水式多用真空泵（郑州长城科贸XX公司）；RE52-99 型旋转蒸发仪（上海亚荣生化仪器厂）； 752 型紫外可见分光光 度计（上海光谱仪器 XX公司）。1.3 方法1.3.1 绿原酸标准曲线的制作 精确称取绿

5、原酸标准品 2.0 mg用95%乙醇溶解并定容于50 mL容量瓶中，准备6只试管， 并标号，用移液管分别吸取 0.5 、1.0 、1.5 、2.0 、2.5 、3.0 mL 绿原酸标准液于6个试管内，并分别定容到10 mL,即分别将母 液配制成2、4、6、8、10、12卩g/mL的标准溶液。最后在 328 nm处，以95%乙醇作为空白对照，用紫外分光光度计测定其吸光 度。以吸光度（y）为纵坐标，以绿原酸浓度（x）为横坐标绘制 标准曲线（图1）。吸光度y和绿原酸浓度x的回归方程为y=0.060 5x+0.002 5 ，相关系数 R2=0.999 7 。1.3.2 搅拌法提取工艺的优化1）单因素试

6、验。准确称取 1.000 g 粉碎的紫花地丁于容器 中，加适量水通过机械搅拌法进行绿原酸的提取， 然后进行抽滤、 浓缩、干燥、测定，对照标准曲线方程计算出绿原酸的含量。分 别考察粒度、料液比、搅拌转速、提取时间、提取温度等因素对 绿原酸提取率的影响。2）正交优化试验。根据单因素试验结果，选择影响绿原酸 提取率的 4 个主要因素进行 L9 （34）正交优化试验，以期得到 紫花地丁绿原酸提取的最佳工艺条件。2 结果与分析2.1 单因素试验结果2.1.1 粒度对绿原酸提取率的影响 分别称取 40、60、80、1 00、 1 20目的紫花地丁粉碎样品 1.000 g 于容器中，在料液比 为1 : 20

7、、温度为50 C的条件下，调节磁力搅拌器转速为1 200r/min ，提取 20 min ，计算绿原酸提取率，考察粉碎粒度对绿原 酸提取效果的影响，结果如图 2所示。由图 2可知，绿原酸提取 率随紫花地丁粒度的减小先升高后降低。 这是因为粒度小， 表面 积增加，有利于提取液的渗透，使绿原酸利于溶出，但过小的粒 度易造成原料表面吸附现象严重，反而使绿原酸溶出效果下降， 同时过小的粒度使得溶出过程中有大量黏液汁杂质溶出， 体系黏 度增加，不仅难以过滤，增加操作难度与操作时间，而且不可避 免地使有效成分也有所损失，故适宜的粒度为 80 目。2.1.2 料液比对绿原酸提取率的影响 称取 80 目的紫花

8、地 丁原料1.000 g,分别调节料液比为1 : 10、1 ： 15、1 ： 20、1 : 25、 1 : 30、1 : 35 （ mN, g : mL下同），在 50 C、磁力搅拌器转 速为 1 200 r/min 的条件下提取 20 min ，计算绿原酸提取率， 考察不同料液比对绿原酸提取效果的影响, 结果如图 3 所示。 由 图3可以看出,绿原酸的提取率随着提取液比例的增加而增大。 这是因为随着提取液比例的增加, 溶剂与原料充分接触, 二者的 传质作用增强, 绿原酸提取率增大。 但是当料液比大于 1： 25后, 绿原酸提取率变化不大, 而且随着提取液比例的增大, 给后续处 理带来困难,同

9、时又浪费了溶剂,增加了生产成本。因此选择料 液比为 1： 25。2.1.3 搅拌转速对绿原酸提取率的影响称取80目的紫花地丁原料1.000 g,在料液比为1 : 25、温度为 50 C的条件下，分别调节磁力搅拌器转速为400、800、1 200、1 600、2 000、2 400 r/min，提取20 min，计算绿原酸提取率， 考察搅拌转速对绿原酸提取效果的影响, 结果如图 4所示。由于 机械搅拌具有破碎植物细胞壁的作用, 随着搅拌转速的增加, 绿 原酸提取率呈上升趋势, 表明细胞破碎后大量物质溶出, 但当搅 拌转速增加到一定程度,提取率增加缓慢,为节省能耗,选择搅 拌转速为 1 600 r

10、/min 。2.1.4 提取时间对绿原酸提取率的影响 称取 80目的紫花 地丁原料1.000 g，在料液比为1 : 25、提取温度50 C的条件 下，调节磁力搅拌器转速为 1 200 r/min ，分别提取 5、 10、 15、 20、25、30 min,计算绿原酸提取率，考察提取时间对绿原酸提 取效果的影响，结果如图 5所示。由图 5可以看出，当提取时间 小于 20 min ，绿原酸提取率随提取时间的延长而增大；超过 20 min 后随着时间的延长，绿原酸的提取率有下降趋势。这可能是 因为提取时间过短时， 紫花地丁中的绿原酸未能充分溶出， 故提 取率较低；而提取时间过长，提取物中的杂质可能会

11、增加，而这 些杂质会吸附部分绿原酸，造成绿原酸损失，使得提取率降低。 为了节约时间，选择适宜的提取时间为 20 min。2.1.5 提取温度对绿原酸提取率的影响 称取 80目的紫花 地丁原料 1.000 g ，在料液比为 1: 25的条件下，调节磁力搅拌 器转速为 1 200 r/min ，分别在 30、40、50、60、70、80 C下 提取 15 min ，计算绿原酸提取率，考察提取温度对绿原酸提取 效果的影响，结果如图 6所示。由图 6可以看出，在较低的温度 范围内，随着温度的升高，分子的热运动加剧，紫花地丁与乙醇 溶剂传质速率增大， 有利于绿原酸的浸出。 但绿原酸为热敏性物 质，不稳定

12、，当温度过高时会造成绿原酸的分解，使其有效成分 被破坏失活，并引起溶剂挥发损失，使绿原酸的提取率降低。为 了保持绿原酸活性，选择提取温度60 C较为合适。2.2 正交优化试验结果2.2.1 正交因素与水平 根据单因素试验结果，考虑到绿原 酸的稳定性问题，在提取时设定温度为 60 C,选取粒度、料液 比、搅拌转速、提取时间 4个因素设计L9 (34)正交试验，正 交试验因素与水平见表 1。2.2.2 正交试验设计与结果 正交试验设计及结果见表 2。 由表 2 极差分析可知， 对绿原酸提取效果影响的主次顺序为搅拌 转速、粒度、料液比、提取时间，最佳工艺条件为A2B3C3D，1即粒度为80目，料液比

13、为1 : 30,搅拌转速为2 000 r/min，提 取时间为 15 min 。在此条件下进行验证试验，得到绿原酸的提 取率为 1.90%，表明此正交试验得出的最优组合是符合实际的。 同时对所得数据进行方差分析， 把影响较小的 2 个因素料液比和 提取时间列为误差所在项，结果(表 3)显示，搅拌转速和粒度 对绿原酸提取率的影响均达显著水平， 料液比和提取时间的影响 较小。因此，采用搅拌法提取紫花地丁中的绿原酸时，应严格控 制搅拌转速和粒度， 而料液比可以适当减小， 提取时间可以适当 缩短，以最大程度地减少生产成本和缩短生产周期。3 结论在研究搅拌法提取紫花地丁中绿原酸的试验过程中发现， 绿 原酸的提取率会随着粒度、料液比、搅拌转速、提取时间、提取 温度的改变而