一種從薯莨中提取單寧的工藝方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于生物提取技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種從薯莨中提取單寧的工藝方法。該方法包括以下步驟：將薯莨粉碎后，加入丙酮，加熱，超聲提取，冷卻后過(guò)濾，得到單寧提取液，純化分離，得到單寧。本發(fā)明在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行響應(yīng)面法優(yōu)化設(shè)計(jì)，得到各因素對(duì)薯莨單寧提取率影響程度依次為溫度>丙酮體積分?jǐn)?shù)>時(shí)間。提取工藝中，應(yīng)優(yōu)先確定溫度。最佳提取工藝條件為：薯莨顆粒度為60目，料液比為1:10，丙酮體積分?jǐn)?shù)為74％，超聲功率為240W，提取時(shí)間為31min，提取溫度為54℃，此條件實(shí)驗(yàn)測(cè)得單寧含量為32.27％。本方法縮短了提取時(shí)間，提高了提取率，有利于實(shí)現(xiàn)薯莨的開發(fā)和應(yīng)用。
【專利說(shuō)明】
一種從薯莨中提取單寧的工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于生物提取技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種從薯莨中提取單寧的工藝方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 薯莨，薯蕷科，一種多年生纏繞藤本野生植物，主要分布于我國(guó)廣東、廣西、云南和 印度支那、菲律賓等地。薯莨中富含的單寧是廣泛存在于植物中的一類結(jié)構(gòu)復(fù)雜的多酚化 合物，不僅能夠增色，還具有止血收斂、抗氧化、降血脂、降血壓、抗腫瘤等藥用價(jià)值。目前對(duì) 薯莨研究較多的是其在染色和醫(yī)療方面的應(yīng)用，如發(fā)明CN101046067A公開了一種薯莨提取 液對(duì)真絲綢的染色方法，發(fā)明CN104971190A和CN1736457A分別公開了薯莨在制備預(yù)防或治 療糖尿病及其并發(fā)癥的藥物和抗腫瘤藥物中的應(yīng)用，在這些應(yīng)用中都涉及到薯莨有效成分 的提取。
[0003] 目前對(duì)薯莨有效成分提取工藝的研究較少，大多采用傳統(tǒng)的溶劑浸提法，且單寧 的提取率不高，同時(shí)優(yōu)化工藝中存在一些不足。因此探討出一種能從薯莨中高效提取有效 成分的工藝方法，對(duì)推動(dòng)薯莨的開發(fā)和利用是十分有必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種從薯莨中 高效提取有效成分單寧的工藝方法。
[0005] 本發(fā)明的目的通過(guò)下述方案實(shí)現(xiàn)：
[0006] -種從薯莨中高效提取有效成分單寧的工藝方法，包括以下步驟:將薯莨粉碎后， 加入丙酮，加熱，超聲提取，冷卻后過(guò)濾，得到單寧提取液，純化分離，得到單寧。
[0007] 所述粉碎的粒度優(yōu)選為20~160目，更優(yōu)選為40~100目，最優(yōu)選為60目。
[0008] 所述薯莨和丙酮的用量為每lKg薯莨加入5~30L丙酮，優(yōu)選為每lKg薯莨加入10~ 20L丙酮，更優(yōu)選為每lKg薯莨加入10L丙酮。
[0009] 所述丙酮的體積分?jǐn)?shù)優(yōu)選為30~90%，更優(yōu)選為60~80%，最優(yōu)選為74%。
[0010] 所述加熱的溫度優(yōu)選為20~80°C，更優(yōu)選40~60°C，最優(yōu)選為54°C。
[0011] 所述超聲提取的功率優(yōu)選為120~420W，更優(yōu)選180~300W，最優(yōu)選為240W。
[0012] 所述超聲提取的時(shí)間優(yōu)選為10~60min，更優(yōu)選20~40min，最優(yōu)選為31min。
[0013] 所述分離純化優(yōu)選指將單寧提取液離心，取上清液減壓蒸餾，真空干燥，加入95 % 乙醇溶解，用Sephadex LH-20柱分離純化，純化后的產(chǎn)物減壓濃縮，冷凍干燥即得單寧。所 述用36卩1^(1611^-20柱分離純化時(shí)，所用洗脫劑為乙醇和50%的丙酮，單位質(zhì)量提取物所 用體積分別為4mL/mg和2mL/mg，洗脫速度分別為24mL/h和30mL/h。
[0014] 上述從薯莨中高效提取有效成分單寧的工藝方法，優(yōu)選包括以下步驟:將薯莨粉 碎為60目后，按照每lKg薯莨加入10L丙酮的比例加入74v/v%丙酮，加熱至54°C，超聲功率 240W下超聲提取31min，冷卻后過(guò)濾，得到單寧提取液，純化分離，得到單寧。其提取率高達(dá) 32.27%。
[0015] 采用香草醛-鹽酸法定量單寧，繪制兒茶素標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算單寧提取率:具體為取 提取液lmL置于100mL容量瓶中，用甲醇定容。取lmL稀釋后的提取液，依次加入6mL 4%的香 草醛溶液和3mL濃鹽酸，加蓋搖勻，在（25 ± 1) °C下避光反應(yīng)30min后，測(cè)其在最大吸收波長(zhǎng) 500nm處的吸光度，計(jì)算單寧提取率。
[0016] 其中，兒茶素標(biāo)準(zhǔn)曲線方程：
[0017] A=1.11507C+0.01224(R2 = 0.99933)
[0018] 單寧提取率計(jì)算公式見公式（1):
[0019] 公式（1)
[0020]式（1)中，C為顯色溶液中單寧濃度(mg/mL) ;V為為參與顯色反應(yīng)的提取液體積 (mL) ;V〇為樣品提取液的體積(mL) 為測(cè)定樣品液的體積(mL)，n為樣品提取液稀釋倍數(shù)，m 為薯莨粉末干重(g)。
[0021] 本發(fā)明在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行響應(yīng)面法優(yōu)化設(shè)計(jì)，得到各因素對(duì)薯莨單寧 提取率影響程度依次為溫度〉丙酮體積分?jǐn)?shù)〉時(shí)間。提取工藝中，應(yīng)優(yōu)先確定溫度。最佳提取 工藝條件為:薯莨顆粒度為60目，料液比為1:10，丙酮體積分?jǐn)?shù)為74%，超聲功率為240W，提 取時(shí)間為3 lmin，提取溫度為54 °C，此條件實(shí)驗(yàn)測(cè)得單寧含量為32.27 %。本方法縮短了提取 時(shí)間，提高了提取率，有利于實(shí)現(xiàn)薯莨的開發(fā)和應(yīng)用。
[0022] 本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點(diǎn)及有益效果：
[0023] (1)本發(fā)明得到了一種超聲輔助丙酮提取薯莨單寧的方法，獲得了最佳工藝條件， 縮短了提取時(shí)間，提高了提取率。
[0024] (2)本發(fā)明通過(guò)響應(yīng)面法得到的模型顯著，且具有較高的相關(guān)系數(shù)(R2 = 0.9918)， 能夠正確反映單寧提取率與丙酮體積分?jǐn)?shù)、時(shí)間和溫度之間的關(guān)系。
[0025] (3)本發(fā)明得到了各因素對(duì)單寧提取率的影響程度，提取工藝中，應(yīng)優(yōu)先確定溫 度。
[0026] (4)本發(fā)明考慮了各因素交互作用對(duì)單寧提取率的影響，丙酮體積分?jǐn)?shù)和溫度的 相互作用對(duì)單寧提取率的影響最為顯著，考慮溫度的同時(shí)要兼顧丙酮體積分?jǐn)?shù)。
【附圖說(shuō)明】
[0027] 圖1為不同顆粒度對(duì)薯莨單寧提取率的影響。
[0028] 圖2為不同料液比對(duì)薯莨單寧提取率的影響。
[0029] 圖3為不同丙酮體積分?jǐn)?shù)對(duì)薯莨單寧提取率的影響。
[0030] 圖4為不同功率對(duì)薯莨單寧提取率的影響。
[0031] 圖5為不同溫度對(duì)薯莨單寧提取率的影響。
[0032]圖6為不同時(shí)間對(duì)薯莨單寧提取率的影響。
[0033] 圖7為時(shí)間和丙酮體積分?jǐn)?shù)相互作用對(duì)單寧提取率影響的響應(yīng)面圖。
[0034] 圖8為溫度和丙酮體積分?jǐn)?shù)相互作用對(duì)單寧提取率影響的響應(yīng)面圖。
[0035] 圖9為溫度和時(shí)間相互作用對(duì)單寧提取率影響的響應(yīng)面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限 于此。
[0037] 下列實(shí)施例中所用試劑均可從商業(yè)渠道獲得。
[0038] 實(shí)施例1:
[0039] (1)稱取40目薯莨粉末2g于燒杯中，以1:20的料液比加入60%的丙酮，溫度設(shè)置為 60°C，功率設(shè)置為300W，超聲提取40min，冷卻后過(guò)濾，即得單寧提取液。
[0040] (2)取提取液lmL置于100mL容量瓶中，用甲醇定容。取lmL稀釋后的提取液，依次加 入6mL 4 %的香草醛溶液和3mL濃鹽酸，加蓋搖勻，在(25 ± 1) °C下避光反應(yīng)30min后，測(cè)其在 最大吸收波長(zhǎng)500nm處的吸光度，計(jì)算得單寧提取率為17.56%。
[00411 (3)將單寧提取液離心10min，取上清液減壓蒸餾，真空干燥，取100mg提取物用lmL 95 %乙醇溶解，用Sephadex LH-20柱分離純化，先用400mL乙醇以24mL/h流速洗脫，再用 200mL 50%丙酮以30mL/h流速洗脫，收集50%丙酮的洗脫液，經(jīng)減壓濃縮，冷凍干燥即得薯 莨單寧。
[0042] 實(shí)施例2:
[0043] (1)稱取100目薯莨粉末2g于燒杯中，以1:15的料液比加入80%的丙酮，溫度設(shè)置 為40°C，功率設(shè)置為180W，超聲提取20min，冷卻后過(guò)濾，即得單寧提取液。
[0044] (2)取提取液lmL置于100mL容量瓶中，用甲醇定容。取lmL稀釋后的提取液，依次加 入6mL 4 %的香草醛溶液和3mL濃鹽酸，加蓋搖勻，在(25 ± 1) °C下避光反應(yīng)30min后，測(cè)其在 最大吸收波長(zhǎng)500nm處的吸光度，計(jì)算得單寧提取率為20.08%。
[0045] (3)將單寧提取液離心10min，取上清液減壓蒸餾，真空干燥，取100mg提取物用lmL 95 %乙醇溶解，用Sephadex LH-20柱分離純化，先用400mL乙醇以24mL/h流速洗脫，再用 200mL 50%丙酮以30mL/h流速洗脫，收集50%丙酮的洗脫液，經(jīng)減壓濃縮，冷凍干燥即得薯 莨單寧。
[0046] 實(shí)施例3:
[0047] (1)稱取60目薯莨粉末2g于燒杯中，以1:10的料液比加入70%的丙酮，溫度設(shè)置為 50°C，功率設(shè)置為240W，超聲提取30min，冷卻后過(guò)濾，即得單寧提取液。
[0048] (2)取提取液lmL置于100mL容量瓶中，用甲醇定容。取lmL稀釋后的提取液，依次加 入6mL 4 %的香草醛溶液和3mL濃鹽酸，加蓋搖勻，在(25 ± 1) °C下避光反應(yīng)30min后，測(cè)其在 最大吸收波長(zhǎng)500nm處的吸光度，計(jì)算得單寧提取率為31.45%。
[0049] (3)將單寧提取液離心10min，取上清液減壓蒸餾，真空干燥，取100mg提取物用lmL 95 %乙醇溶解，用Sephadex LH-20柱分離純化，先用400mL乙醇以24mL/h流速洗脫，再用 200mL 50%丙酮以30mL/h流速洗脫，收集50%丙酮的洗脫液，經(jīng)減壓濃縮，冷凍干燥即得薯 莨單寧。
[0050] 實(shí)施例4:
[0051] (1)稱取60目薯莨粉末2g于燒杯中，以1:10的料液比加入74%的丙酮，溫度設(shè)置為 54°C，功率設(shè)置為240W，超聲提取31min，冷卻后過(guò)濾，即得單寧提取液。
[0052] (2)取提取液lmL置于100mL容量瓶中，用甲醇定容。取lmL稀釋后的提取液，依次加 入6mL 4 %的香草醛溶液和3mL濃鹽酸，加蓋搖勻，在(25 ± 1) °C下避光反應(yīng)30min后，測(cè)其在 最大吸收波長(zhǎng)500nm處的吸光度，計(jì)算得單寧提取率為32.27 %。
[0053] (3)將單寧提取液離心10min，取上清液減壓蒸餾，真空干燥，取100mg提取物用lmL 95 %乙醇溶解，用Sephadex LH-20柱分離純化，先用400mL乙醇以24mL/h流速洗脫，再用 200mL 50%丙酮以30mL/h流速洗脫，收集50%丙酮的洗脫液，經(jīng)減壓濃縮，冷凍干燥即得薯 莨單寧。
[0054] 實(shí)施例5:
[0055]單因素實(shí)驗(yàn):選取不同顆粒度、料液比、丙酮體積分?jǐn)?shù)、功率、提取溫度和時(shí)間分別 進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)。其中顆粒度采用20、40、60、100、160目五個(gè)水平，料液比采用1:5、1:10、1: 15、1: 20、1: 25和1: 30六個(gè)水平，丙酮體積分?jǐn)?shù)采用30 %、40 %、50 %、60 %、70 %、80 %和 90 %七個(gè)水平，功率采用120、180、240、300、360和420W六個(gè)水平，提取溫度采用20、30、40、 50、60、70和80 °C七個(gè)水平，時(shí)間采用10、20、30、40、50和60min六個(gè)水平，得到的最佳顆粒度 為60目，最佳料液比為1:10，最佳丙酮體積分?jǐn)?shù)為70%，最佳功率為240W，最佳提取溫度為 50 °C，最佳提取時(shí)間為30min，結(jié)果見圖1~6。
[0056] 實(shí)施例6:
[0057]響應(yīng)面法優(yōu)化:選取丙酮體積分?jǐn)?shù)(A)、時(shí)間（B)和溫度(C)進(jìn)行三因素三水平響應(yīng) 面試驗(yàn)設(shè)計(jì)，以單寧提取率為響應(yīng)值做響應(yīng)面，對(duì)薯莨單寧提取工藝進(jìn)行優(yōu)化，得到各因素 對(duì)薯莨單寧提取率影響程度和最佳提取工藝條件，結(jié)果見圖7~9。其中，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)水平及編 碼見表1，響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果見表2,得到薯莨中單寧提取率與各因素變量的二次方程 模型為：
[0058] Y = 32.36+2.38Α+0.12Β+3.44C+1.55ΑΒ-2.37AC-0.97BC-2.02A2-2.92B 2-3.23C2 [0059]方差分析見表3。
[0060]各因素對(duì)單寧提取率影響程度依次為溫度〉丙酮體積分?jǐn)?shù)〉時(shí)間。同時(shí)，丙酮體積 分?jǐn)?shù)與溫度對(duì)單寧提取率的交互作用最顯著。軟件分析得到的最佳工藝條件為:丙酮體積 分?jǐn)?shù)為74%，提取時(shí)間為3lmin，提取溫度為54°C (薯莨顆粒度為60目，料液比為1:10，超聲 功率為240W)，此條件下，預(yù)測(cè)單寧的最大提取率為33.48%。
[0061 ]表1響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)因素水平表
[0062]
[0063]注:實(shí)驗(yàn)中，薯莨顆粒度固選為60目，料液比固選為1:10,超聲功率固選為240W。 [0064]表2響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果
[0065]
[0066] 表3回歸模型方差分析
[0067]
[0068] 上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的 限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化， 均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種從薯莨中提取單寧的工藝方法，其特征在于包括以下步驟:將薯莨粉碎后，加入 丙酮，加熱，超聲提取，冷卻后過(guò)濾，得到單寧提取液，純化分離，得到單寧。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的從薯莨中提取單寧的工藝方法，其特征在于:所述粉碎的粒度 為20~160目；所述薯莨和丙酮的用量為每lKg薯莨加入5~30L丙酮;所述丙酮的體積分?jǐn)?shù) 為30~90%。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的從薯莨中提取單寧的工藝方法，其特征在于:所述粉碎的粒度 為40~100目；所述薯莨和丙酮的用量為每lKg薯莨加入10~20L丙酮;所述丙酮的體積分?jǐn)?shù) 為60~80%。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的從薯莨中提取單寧的工藝方法，其特征在于:所述粉碎的粒度 為60目；所述薯莨和丙酮的用量為每lKg薯莨加入10L丙酮;所述丙酮的體積分?jǐn)?shù)為74%。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的從薯莨中提取單寧的工藝方法，其特征在于:所述加熱的溫度 為20~80°C;所述超聲提取的功率為120~420W;所述超聲提取的時(shí)間為10~60min。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的從薯莨中提取單寧的工藝方法，其特征在于:所述加熱的溫度 為40~60°C;所述超聲提取的功率為180~300W;所述超聲提取的時(shí)間為20~40min。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的從薯莨中提取單寧的工藝方法，其特征在于:所述加熱的溫度 為54°C;所述超聲提取的功率為240W;所述超聲提取的時(shí)間為31min。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的從薯莨中提取單寧的工藝方法，其特征在于:所述分離純化指 將單寧提取液離心，取上清液減壓蒸餾，真空干燥，加入95 %乙醇溶解，用Sephadex LH-20 柱分離純化，純化后的產(chǎn)物減壓濃縮，冷凍干燥即得單寧。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的從薯莨中提取單寧的工藝方法，其特征在于:所述用Sephadex LH-20柱分離純化時(shí)，所用洗脫劑為乙醇和50%的丙酮，單位質(zhì)量提取物所用體積分別為 4mL/mg和2mL/mg，洗脫速度分別為24mL/h和30mL/h。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的從薯莨中提取單寧的工藝方法，其特征在于包括以下步驟： 將薯莨粉碎為60目后，按照每lKg薯莨加入10L丙酮的比例加入74v/v%丙酮，加熱至54°C， 超聲功率240W下超聲提取31min，冷卻后過(guò)濾，得到單寧提取液，純化分離，得到單寧。
【文檔編號(hào)】C07H13/08GK106083946SQ201610399699
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月7日
【發(fā)明人】章莉娟, 鐘曼麗
【申請(qǐng)人】華南理工大學(xué)