續(xù)京+朱桂知+張?jiān)旅?/p>

摘要：采用超高壓輔助的方法，以NaOH為提取液，考察了從稻殼中提取阿魏酸的主要影響因素。結(jié)果表明，阿魏酸提取的適宜條件為氫氧化鈉溶液濃度3%，提取壓力350 MPa，保壓時(shí)間5 min，料液比1∶12（g∶mL）時(shí)，阿魏酸的提取率為2.122 mg/g（稻殼）。通過(guò)正交試驗(yàn)得到影響阿魏酸提取率的主要因素，其顯著性依次為提取液濃度>提取壓力>料液比>保壓時(shí)間。

關(guān)鍵詞：阿魏酸；稻殼；超高壓；提取

中圖分類(lèi)號(hào)：R282 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2017）17-3320-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.17.033

Study of Extracting Ferulic Acid from Rice Husk by Ultra-high Pressure

XU Jing，ZHU Gui-zhi，ZHANG Yue-mei

（College of Chemistry and Chemical Engineering，North University of Nationalities，Yinchuan 750021，China）

Abstract： Using the ultra-high voltage auxiliary method，NaOH as extracting solution，examined the main influencing factors of ferulic acid extracted from rice husk. The results showed that the suitable conditions for ferulic acid extraction was extracting solution concentration with 3%， the extraction pressure of 350 MPa， the extraction for 5.0 min， and solid-liquid ratio of 1∶12（g∶mL），the ferulic acid extraction rate was 2.122 mg/g（rice husk）. Through the orthogonal experiment to get the main factors influencing saliency of the ferulic acid extraction rate：extracting solution concentration>extraction pressure>solid-liquid ratio>the extraction time.

Key words： ferulic acid；rice husk；ultra-high voltage；extraction process

阿魏酸（Ferulic acid，CH3OC6H3（OH）CH=CHCOOH），化學(xué)名稱(chēng)為4-羥基-3-甲氧基肉桂酸或3-（4-羥基-3-甲氧苯基）-2-丙烯酸[1]。阿魏酸有順式和反式兩種異構(gòu)體，順式為黃色油狀體，反式為白色至微黃色結(jié)晶物，有較高的藥用價(jià)值，在食品和化妝品等領(lǐng)域也有很廣泛的運(yùn)用[2-5]。游離態(tài)的阿魏酸在植物中含量很低，以酯的形式存在于細(xì)胞壁中，在稻殼中的含量較高[6-8]。中國(guó)是世界第一產(chǎn)稻大國(guó)，占世界總產(chǎn)量的30%以上，因此從稻殼中提取阿魏酸成為近年的研究方向。如利用甲醇-甲酸提取法、乙醇提取法、超聲提取等方法從稻殼中進(jìn)行提取阿魏酸的研究[9，10]。

超高壓提取技術(shù)是一項(xiàng)全新的技術(shù)，利用100 MPa以上的流體靜壓力作用于溶劑和提取物的混合液，保壓一段時(shí)間后進(jìn)行分離純化[11]。其優(yōu)點(diǎn)是提取時(shí)間短、溶劑消耗少、提取效率高、提取溫度低和工藝簡(jiǎn)單、安全，常溫超高壓提取的有效成分生物學(xué)活性和藥理作用均優(yōu)于傳統(tǒng)的蒸煮和回流提取方法，目前已經(jīng)被應(yīng)用于提取多種中藥的有效成分，適合現(xiàn)代化生產(chǎn)。

本研究采用超高壓技術(shù)從稻殼中提取阿魏酸，以氫氧化鈉堿液為提取液，通過(guò)對(duì)提取液濃度、提取壓力、保壓時(shí)間和料液比等主要影響因素的研究，提出提取阿魏酸的適宜工藝條件，從而提高阿魏酸的提取率。

1 材料與方法

1.1 材料和儀器

試劑：阿魏酸標(biāo)準(zhǔn)品（上海阿拉丁試劑公司）；正己烷、鹽酸、乙酸乙酯、氫氧化鈉、甲醇、無(wú)水乙醇等，均為分析純。

儀器：HPP.L2-60010.6型超高壓設(shè)備（天津華泰森淼生物工程有限公司）；UV754N紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)（上海精密科學(xué)儀器有限公司）；RE-52A型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器（上海亞榮生化儀器廠(chǎng)）；SF130型高速中藥粉碎機(jī)（長(zhǎng)沙岳麓區(qū)制藥廠(chǎng)）；KQ-2000DEB型數(shù)控超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司）；Anke KA-1000型離心機(jī)（上海安亭科學(xué)儀器廠(chǎng)）。

1.2 方法

1.2.1 稻殼預(yù)處理 將清水清洗并干燥的稻殼放入粉碎機(jī)中粉碎，過(guò)40目篩；正己烷（1∶2，m/V）+水 （1∶3，m/V）浸泡脫脂8 h，60 ℃烘干。

1.2.2 超高壓提取 將處理過(guò)的稻殼用提取液浸泡置于保鮮袋中密封混勻，控制料液比、提取液濃度、提取壓力和保壓時(shí)間，超高壓提取結(jié)束后，抽濾提取液，減壓蒸餾至無(wú)乙醇；濃HCl調(diào)濾液pH為1，抽濾得上清液，離心分離，乙酸乙酯萃取，減壓蒸餾出乙酸乙酯，得到殘?jiān)苡?0 mL的甲醇中，用紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)在324 nm處測(cè)定阿魏酸的含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)

準(zhǔn)確稱(chēng)取阿魏酸標(biāo)準(zhǔn)品，以甲醇為空白樣，得到324 nm處測(cè)定的濃度與吸光度間的關(guān)系，標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)如圖1所示?；貧w方程為y=0.104 1x+0.002 9，R2=0.999 9。endprint

2.2 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 提取液濃度 當(dāng)料液比為1∶12（g∶mL，下同），保壓時(shí)間為5 min，提取壓力為350 MPa時(shí)，分別取氫氧化鈉提取液的質(zhì)量濃度為1%、2%、3%、4%、5%，考察不同提取液濃度對(duì)阿魏酸提取率的影響，結(jié)果如圖2所示。由圖2可知，阿魏酸的提取率隨氫氧化鈉溶液濃度的變化呈先增后降的趨勢(shì)，當(dāng)提取液濃度為3%時(shí)，提取率最高。繼續(xù)提高提取液濃度，水解出的阿魏酸易被氧化，從而使阿魏酸的提取率量下降。因此，選取適宜的提取液濃度為3%。

2.2.2 保壓時(shí)間 提取液濃度為3%，料液比1∶12，在350 MPa下分別保壓1、3、5、7、9 min，測(cè)定阿魏酸的提取率，結(jié)果如圖3所示。由圖3可知，隨著保壓時(shí)間的延長(zhǎng)，阿魏酸提取率也隨著增加。保壓時(shí)間達(dá)到5 min時(shí)，稻殼中阿魏酸的溶出基本達(dá)到平衡，此時(shí)再延長(zhǎng)保壓時(shí)間，阿魏酸的提取率變化不大。因此，選擇保壓時(shí)間為5 min。

2.2.3 料液比 提取液濃度為3%，350 MPa下保壓5 min，料液比分別為1∶5、1∶8、1∶10、1∶12、1∶15時(shí)，研究不同料液比對(duì)阿魏酸提取率的影響，結(jié)果如圖4所示。由圖4可知，隨著料液比的增加，阿魏酸的提取率也隨著增加。但當(dāng)料液比達(dá)到1∶12后，提取率增加的趨于平緩。若繼續(xù)提高料液比，溶劑的量會(huì)隨之增加，會(huì)導(dǎo)致分離純化困難。因此，選擇料液比為1∶12。

2.2.4 提取壓力 提取液濃度為3%，料液比1∶12，分別在200、300、350、400、500 MPa下保壓5 min，研究提取壓力對(duì)阿魏酸提取率的影響，結(jié)果如圖5所示。由圖5可知，當(dāng)提取壓力為200～350 MPa時(shí)，隨著提取壓力的增大，阿魏酸提取率也隨之升高，但當(dāng)提取壓力超過(guò)350 MPa后，阿魏酸提取率的增大不再明顯。分析原因可能是在350 MPa壓力條件下，稻殼的細(xì)胞壁已受到破壞，提取液進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，阿魏酸已被基本溶出。因此，選擇提取適宜壓力為350 MPa。

2.3 正交試驗(yàn)

由單因素試驗(yàn)結(jié)果可以看出，提取液濃度、提取壓力、保壓時(shí)間、料液比均會(huì)影響阿魏酸的提取率。因此采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行提取條件的顯著性分析，選用正交表L9（34），以阿魏酸提取率為考察指標(biāo)，正交試驗(yàn)因素和水平見(jiàn)表1，正交試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

通過(guò)比較各個(gè)單因素極差值（R）可以看出，影響阿魏酸提取率的因素順序?yàn)锳>B>D>C，即提取液濃度>提取壓力>料液比>保壓時(shí)間，得到的最佳提取條件是A2B2C3D3，即提取液濃度為3%，提取壓力為350 MPa，保壓時(shí)間為5 min，料液比為1∶12。

3 結(jié)論

以NaOH為提取液，采用超高壓技術(shù)對(duì)稻殼中的阿魏酸進(jìn)行提取工藝研究，結(jié)果表明，提取稻殼中阿魏酸的適宜條件為提取液濃度3%，提取壓力350 MPa，保壓時(shí)間5 min，料液比1∶12。在該條件下，阿魏酸的提取率可達(dá)到2.122 mg/g（稻殼）。正交試驗(yàn)結(jié)果表明，影響阿魏酸提取率的因素顯著性依次為提取液濃度>提取壓力>料液比>保壓時(shí)間。

超高壓技術(shù)提取稻殼中的阿魏酸具有提取率高，雜質(zhì)少，易分離純化，提取時(shí)間短，耗能低等特點(diǎn)，為稻殼中阿魏酸的開(kāi)發(fā)利用提供新方法，有重要的現(xiàn)實(shí)意義和良好的應(yīng)用前景。

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