超声波辅助提取五倍子中单宁

超声波辅助提取五倍子中单宁 第40卷第8期 2011年8月 化工技术与开发 Technology&DevelopmentofChemicalIndustry Vo1.40No.8 Aug.2011 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) 摘要: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~,4,超声时间120s,超声 温度加?,液料比25:1.在此条件下单宁提取率为10.52%. 关键词:五倍子;超声波提取;单宁 中图分类号:R284文献标识码:A文章编号:1671.9905(2011)08.0018.04 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_l,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一50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 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 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 收稿日期:2011-04.27 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4O%. 50%,6O%,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 4O?,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].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-?的单宁标准溶液.分别吸取该单宁标准溶液 0.50mL,1.OOmL,1.50mL,2.00mL,2.50mL,3.0OraL 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+O.0891.R= 0.9996,单宁质量浓度在1.0,4.Omg?mL时具有 良好的线性关系. 1.2.3单宁提取率的计算 单宁提取率/%:—(A— - 0— . 0891)x40— x1, 0-3 ×100% U.1叶J二 其中:为待测液吸光度,40为稀释倍数,10-3 为单位换算进率. 第8期李永霞等:超声波辅助提取五倍子中单宁19 0.7 0.6 O.5 萋0.4O.2 O.1 0 O1234 浓度/mg?mL.’ 图1单宁的标准曲线 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:l,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l所示. 表1盐酸体积分数对单宁提取率的影响 提取率6.679.638.397.296.67 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.O%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 乙醇体积分数/%405060708O 提取率/%7.509.398.238.318.22 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 超声温度/?4o506o7080 提率/%8.999.5410.768.638.55 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6O?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6O?,盐酸体积 分数1.0,乙醇体积分数50%,改变超声波作用 时问,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 超声时间/s306090120150 提耳蟀8.429.159.679.848.31 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 液料比5:110:115:120:125:1 提取靼,%6.296.837.568.258.18 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 化工技术与开发第40卷 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,超声波时问,液 料比各4个因素,选择L(4)正交表安排实验, 进行1.2.1的实验,结果见表6. 表6正交试验结果及极差分析 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 A,B2C3DE,即盐酸体积分数2.0%,乙醇体积分数 5O%,时间120s,温度4O?,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 响显着,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 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 A4B2C,DE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 表7方差分析表 为10.52%. 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: l.影响因素的顺序是:盐酸体积分数>液料比>超 第8期李永霞等:超声波辅助提取五倍子中单宁 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. 参考文献: 『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] [3] [4] [5] [6] 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. 王瑞斌,薛成虎.国内鞣质生理活性研究进展[J].榆林 学院.2010,20(2):47—49. 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 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.2000,?(2):243.245. 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. ExtractionofTanninfromChineseGallbyUltrasonicAuxiliary LIYong-xia,WANGHong,LIUJun.hai (SchoolofChemistry&EnvironmentalScience,ShaanxiUniversityofTechnology,Hanzhong,Shaanxi723001,China) Abstract:Appliedethanolasextractionagent,tanninwasextractedfromChinesegallbyultrasonic—assisted. Theextractionprocesseswereoptimizedthroughoahogonalexperimentbasedonsinglefactor.Theresults showedthattheoptimizedextractiontechnologieswereasfollowed:2.0%hydrochloricacidvolumefraction, 50%ethanolvolumefraction,theextractingtimewas120seconds,theextractingtemperaturewas40oC,the ratioofliquidtosolidwas25:1.Theextractionyieldwasupto10.52%undertheoptimumconditions. Keywords:Chinesegall;ultrasonicextraction;tannin (上接第9页) [8]沈德隆,翁建全,等.1一吡唑甲酰基一2一芳基酰肼类化合 物的合成及生物活性[J].农药学,2006,8(4): 363—366. [9]李丕高,温严芳.微波辐射合成2,4-二硝基苯苄醚的 研究[J].化学试剂,2007,29(3):179—180. Synthesisof2一 HydrOxybenzhydrazidebyNon—solventUltrasonicMethod YANHui,NIELi,TIANXiao-xue,TuDong-huai,ZHENGChang-zheng’ (1.CollegeofEnvironmentandChemicalEngineering,Xi’anPolytechnicUn iversity,Xi’an710048,China; 2.CollegeofMaterialandChemicalEngineering,WestAnhuiUniversity,Liuan231702,China) Abstract:Byusingasinglefactortest,2-hydroxybenzhydrazidewassynthesizedbymethylsalicylateandhy— drazinehydrateinsolvent—freeenvironmentunderultrasonicconditions.Structuresofthereactionproductswere identifiedbymeansofmicro—meltingpointdeterminationandIRspectra,an dtheoptimumsynthesisreaction conditionswerestudied.Theresultsshowedthatthevolumeratioofreactantwas1:4(nosolvent),thetemper- aturewas80%,ultrasonicfrequencyat45-80kHzandthereactiontimeof60min.Thismethodwasofasig— nificantlyeffectivemethodingreenchemistry. Keywords:2一hydroxybenzhydrazide;synthesis;ultrasonic