程 偉，帕提古麗·馬合木提*

(新疆輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品工程系，新疆 烏魯木齊 830021)

天山花楸不同部位萜類化合物提取工藝研究

程 偉，帕提古麗·馬合木提*

(新疆輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品工程系，新疆 烏魯木齊 830021)

為得到天山花椒萜類化合物的提取工藝參數(shù)，以新疆天山花楸為原料測定不同部位萜類化合物含量，通過單因素試驗(yàn)分析浸泡時(shí)間、甲醇與水混合液、加水量、提取溫度、粉碎粒度，確定天山花楸中萜類化合物提取工藝條件。結(jié)果得到的最佳提取條件為：以體積分?jǐn)?shù)20%甲醇溶液作溶劑，原料質(zhì)量與溶劑總體積比為1.5g:10.0mL，恒溫60℃浸提4h，測得的天山花楸的萜類化合物提取量為葉1.59%、枝1.45%。本方法結(jié)果可靠、操作簡便，最佳條件適合該藥材的批量提取。

天山花楸；萜類化合物；提取工藝

天山花楸(Sorbus tianschanicaRuper)為薔薇科花楸屬植物，為落葉喬木或灌木[1]。全世界約有80種，我國約有50種，在新疆主要分布于哈密市至伊犁哈薩克自治州的天山山脈一帶，用于治療慢性氣管炎、肺結(jié)核、哮喘、咳嗽、水腫、胃痛，具有平喘及依賴性地抑制心肌收縮和保護(hù)心肌缺血等病癥[2-3]。天山花楸味甘苦、性平，具有補(bǔ)脾生津的作用。民間常以嫩枝葉，果實(shí)和莖皮入藥用[4-6]。為了進(jìn)一步開發(fā)和利用其藥用價(jià)值，本實(shí)驗(yàn)對(duì)天山花楸的萜類化合物進(jìn)行提取方法的測定，目前尚未見相關(guān)報(bào)道。通過確定最佳的提取工藝條件，為天山花楸萜類化合物的綜合利用及維吾爾醫(yī)藥和食品天然防腐劑領(lǐng)域中的開發(fā)利用開辟一條新途徑。

1 材料與儀器

1.1 材料、試劑與儀器

天山花楸采自烏魯木齊南山東白楊溝，采集時(shí)間2007年8月，經(jīng)新疆大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院的阿不都拉·阿巴斯教授鑒定為薔薇科花楸屬天山花楸，將其陰干后粉碎備用。

甲醇(分析純)。

RE-52旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 鄭州南北儀器設(shè)備有限公司；CS501電子恒溫水浴鍋 重慶實(shí)驗(yàn)設(shè)備廠；BS210S型電子天平 北京塞多利斯公司；冰箱 德國西門子公司；878-B植物粉碎機(jī) 河北黃曄科研器械廠；水蒸氣蒸餾裝置 廣州市浩立生物科技有限公司。

1.2 方法

1.2.1 單因素試驗(yàn)

以粉碎粒度、浸泡時(shí)間、提取時(shí)間、加水量、甲醇體積分?jǐn)?shù)、提取溫度做單因素試驗(yàn)，以確定萜類化合物的最佳提取條件。

1.2.2 正交試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，選取影響天山花楸葉、枝萜類化合物得率及質(zhì)量的主要因素——提取溫度、浸提時(shí)間、甲醇體積分?jǐn)?shù)、溶劑總體積，對(duì)該4因素均設(shè)4個(gè)水平進(jìn)行正交試驗(yàn)(表1)。

表1 正交試驗(yàn)因素水平表Table 1 Factors and levels in orthogonal array design

2 結(jié)果與分析

2.1 各單因素對(duì)萜類化合物提取的影響

2.1.1 粉碎粒度

將天山花楸葉和枝粉碎，分別過20、40、60、80、100目的篩子，稱取10g加10倍質(zhì)量的水浸泡4h，60℃蒸餾6h，測定萜類化合物含量(圖1)。

圖1 粉碎粒度對(duì)萜類化合物提取的影響Fig.1 Effect of particle size on extraction rate of terpenoids

圖1 表明，天山花楸葉和枝粉碎的粒度過細(xì)則萜類化合物的損失較大，過粗又要延長提取時(shí)間，提取率較低，當(dāng)葉的粉碎粒度為40目、枝的粉碎粒度為80目時(shí)，提取量最高。

2.1.2 浸泡時(shí)間

稱取10g粉碎過篩的天山花楸葉(粉碎40目)和枝(粉碎80目)各6份，加10倍質(zhì)量的水分別浸泡1、2、3、4、12、24h[7]，60℃蒸餾6h，測定萜類化合物含量(圖 2)。

圖2表明，浸泡時(shí)間對(duì)萜類化合物的提取有影響，隨著提取時(shí)間的延長，萜類化合物的提取量不斷增加，達(dá)到4h萜類化合物含量最高，超過4h后，提取量增加不明顯，甚至還有下降。因此浸泡時(shí)間應(yīng)為4h為宜。

圖2 浸泡時(shí)間對(duì)萜類化合物提取的影響Fig.2 Effect of soaking time on extraction rate of terpenoids

2.1.3 蒸餾提取時(shí)間

圖3 蒸餾時(shí)間對(duì)萜類化合物提取的影響Fig.3 Effect of distillation time on extraction rate of terpenoids

稱取10g粉碎過篩的天山花楸葉(粉碎40目)和枝(粉碎80目)各6份，加10倍質(zhì)量的水分別浸泡4h，60℃分別蒸餾提取1、2、4、6、8、10h[8]，測定萜類化合物含量(圖3)。圖3表明，蒸餾時(shí)間對(duì)天山花楸萜類化合物的影響較大，蒸餾時(shí)間短萜類化合物不能完全提出，時(shí)間過長萜類化合物則會(huì)隨水蒸氣帶到冷凝管壁或倒流回提取液中，使萜類化合物的提取量降低。蒸餾時(shí)間在6h左右時(shí)，萜類化合物的提取量最大。

2.1.4 加水量

圖4 加水量對(duì)萜類化合物提取的影響Fig.4 Effect of material/liquid ratio on extraction rate of terpenoids

稱取10g粉碎過篩的天山花楸葉(粉碎40目)和枝(粉碎80目)各6份，分別按4、6、8、10、12、14倍質(zhì)量的水[9]浸泡4h，60℃蒸餾6h，測定萜類化合物含量(圖 4)。

圖4顯示，加水量對(duì)萜類化合物的提取量也有影響，當(dāng)葉的加水量為10倍和枝為8倍時(shí)，提取量達(dá)到最大。

2.1.5 甲醇體積分?jǐn)?shù)

稱取等質(zhì)量樣品天山花楸葉(粉碎40目)和枝(粉碎80目)10g(5份)，溫度60℃，選擇體積分?jǐn)?shù)20%、40%、60%、70%、80%甲醇溶液[10]進(jìn)行提取，提取時(shí)間為4h(圖 5)。

圖5 甲醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)萜類化合物提取的影響Fig.5 Effect of methanol concentration on extraction rate of terpenoids

圖5 表明，采用甲醇與水的混合溶劑能有效抑制花楸的溶脹，當(dāng)甲醇體積分?jǐn)?shù)由20%增至60%時(shí)，產(chǎn)量逐漸降低，說明水占比例大的情況下產(chǎn)物的產(chǎn)量高，證明水提取效果優(yōu)于甲醇的論斷。當(dāng)甲醇與水的體積比例達(dá)到80%時(shí)，產(chǎn)量有所回升，說明甲醇與水混合后，提取作用相互促進(jìn)，且比例大時(shí)提取作用強(qiáng)度加強(qiáng)。

2.1.6 提取溫度

稱取等質(zhì)量樣品天山花楸葉(粉碎40目)和枝(粉碎80目)10g(4份)，選擇25、40、60、80℃[8]甲醇溶液進(jìn)行提取，提取時(shí)間4h(圖6)。

圖6 提取溫度對(duì)萜類化合物提取的影響Fig.6 Effect of extraction temperature on extraction rate of terpenoids

圖6 表明，溫度在25～60℃之間時(shí)，隨提取溫度升高產(chǎn)量增加，說明在一定范圍內(nèi)升高溫度對(duì)加快提取行之有效。因溫度升高，液體黏度降低，流動(dòng)性增強(qiáng)，分子運(yùn)動(dòng)速率加快，溶劑分子與產(chǎn)物分子接觸幾率增大，接觸面積廣擴(kuò)散快，提取量提高。

2.2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

表2 工藝條件正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 2 Protocol and experimental results of orthogonal array design

通過正交試驗(yàn)分析(表2)可以看出，20%甲醇溶液在60℃時(shí)浸泡4h提取效果最好。乙醇與水配比作溶劑產(chǎn)率明顯低于甲醇與水配比作溶劑。

3 結(jié) 論

花楸中揮發(fā)性化合物浸漬提取最佳條件為：以體積分?jǐn)?shù)20%甲醇溶液為溶劑，原料質(zhì)量與溶劑總體積比為1.5g:10.0mL，恒溫60℃浸提4h。此條件下，天山花楸的萜類化合物提取量為葉1.59%、枝1.45%。

[1] 新疆植物志編輯委員會(huì). 新疆植物志: 第2卷第2分冊(cè)[M]. 烏魯木齊: 新疆人民出版社, 1973: 62.

[2] 艾買提江·阿依浦別克, 開麗曼·達(dá)吾提, 陳堅(jiān). 花楸屬藥用植物的自然資源初探[J]. 中國民族醫(yī)藥雜志, 2004, 10(3): 18-19.

[3] 肖崇厚. 中藥化學(xué)[M]. 上海: 上海科學(xué)技術(shù)出版社, 1991: 323-374.

[4] 新疆維吾爾自治區(qū)衛(wèi)生廳. 新疆維吾爾自治區(qū)藥品標(biāo)準(zhǔn)[S]. 1987: 14.

[5] 買提江·阿依甫別克. 花楸屬藥用植物的自然資源初探[J]. 中國民族醫(yī)藥雜志, 2004, 7(3): 18-19.

[6] 新疆自制區(qū)衛(wèi)生廳新疆中草藥編寫組. 新疆中草藥[M]. 烏魯木齊:新疆人民出版社, 1957: 92-93.

[7] 白潔, 王艷梅. 天山花楸全株抑菌作用的比較[J]. 食品科學(xué), 2007,28(9): 125-127.

[8] 趙永昕, 帕提古麗·馬合木提. 高效液相色譜法對(duì)天山花楸不同部位槲皮素含量的測定[J]. 食品科學(xué), 2006, 27(11): 471-472.

[9] 陳堅(jiān), 王巖. 天山花揪水化學(xué)成分和藥理活性的研究[J]. 中國中醫(yī)基礎(chǔ)研究, 2001, 7(增刊1): 45.

[10] 楊麗娟. 云南金平草果精油的微波萃取及化學(xué)成分研究[J]. 中藥材,2004, 27(11): 821-823.

Optimization of Extraction Process for Terpenoids from Different Parts ofSorbus tianschanicaRuper

CHENG Wei，Patigul MAHMUT*
(Department of Food Engineering, Xinjiang Institute of Light Industry Technology, 830021, China)

In order to optimize extraction process parameters for terpenoids fromSorbus tianschanicaRuper, the content of terpenoids inSorbus tianschanicaRuper as the raw material was determined to evaluate the effects of soaking time, methanol/water ratio in extraction liquid, material/extraction liquid ratio, extraction temperature and particle size on extraction rate of terpenoids. Results indicated that the optimal extraction conditions for terpenoids fromSorbus tianschanicaRuper were methanol/water ratio of 20:80, material/liquid ratio of 1.5:10 (g/mL); extraction temperature of 60 ℃ and extraction time of 4 h.Under the optimal extraction conditions, the extraction rates of terpenoids from the leaves and branches ofSorbus tianschanicaRuper were 1.59% and 1.45%, respectively. Therefore, the optimal extraction process is simple and reliable, which is suitable for the extraction of medicinal herbs in bulk.

Sorbus tianschanicaRuper；terpenoids；extraction process

Q946.851

A

1002-6630(2011)06-0029-03

2010-02-06

程偉(1973—)，男，碩士研究生，主要從事資源植物研究。E-mail：qxcwcs2001@tom.com

*通信作者：帕提古麗·馬合木提(1959—)，女，教授，碩士，主要從事植物有效成分分析研究。E-mail：patigulimahemuti@126.com