玉米须总皂苷提取方法比较研究*

苏 箐，李晓燕

(河南城建学院化学与材料工程学院，河南平顶山467036)

玉米须(Corn silk)为禾本科玉蜀植物玉米干燥的花柱和柱头。大量研究表明，玉米须含多种对人体有益的化学成分，其含皂苷3.18%、脂肪油2.5%、挥发油0.12%、树胶样物质3.8%、树脂2.7%、苦味糖苷1.15%，现代药理研究表明，玉米须有利尿、降压、促进胆汁分泌、增加血中凝血酶和加速血液凝固等作用［1-3］。

经过大量的研究报告证实，玉米须总皂苷有一定的降糖作用，降糖效果明显，对预防和治疗糖尿病起到一定的作用［4-6］。目前，对玉米须总皂苷提取方法以有机溶剂浸提法、微波和超声波提取法为主［7-8］，李华［9］等曾对大豆皂苷不同提取工艺进行比较研究，确定最佳提取方法，但针对于玉米须总皂苷的提取法，文献涉及到的大部分是有机溶剂浸提法，微波法和超声法还未提及。本文通过对溶剂浸取法、微波法和超声法等三种提取方法进行比较，以期为工业生产应用提供借鉴与参考。

1 材料与仪器

1.1 材料

玉米须，取自河南平顶山市郊区，水洗、干燥后，粉碎过40目筛，保存备用。

1.2 试剂

齐墩果酸标准品，中国药品生物制品检定所。香草醛、高氯酸等化学试剂均为分析纯。

1.3 仪器

DL超声波发生器(浙江海天电子仪器厂)，DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器(河南智诚科技发展有限公司);SHZ-D循环水式真空泵，巩义市英峪予华医疗器械厂;RE52A旋转蒸发器(上海亚荣生化仪器厂);FA2204B电子天平(上海精密科学仪器有限公司);XH-100A微波萃取仪(北京西化仪科技有限公司);752N紫外分光光度计(上海精密科学仪器有限公司)。

2 实验方法

2.1 玉米须总皂苷含量的测定

称取齐墩果酸13.7 mg，置于50 mL容量瓶中，加入甲醇溶解并定容至刻度，摇匀，作为标准溶液。吸取标准溶0.2 mL、0.4 mL、0.6 mL、0.8 mL、1.0 mL、1.2 mL、1.4 mL、1.6 mL、1.8 mL 置于洁净的具塞试管中，挥尽甲醇，分别加入2 mL 5%的香草醛－冰乙酸溶液，再加入高氯酸8 mL，摇匀，60℃水浴条件下加热15 min，取出冰浴5 min，加入5 mL冰乙酸，摇匀，以不加标准品溶液的平行样为空白，于540 nm处作紫外扫描，测吸光度。采用直线回归法计算标准曲线的回归方程，并以标准溶液的量为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线，得一元回归方程C=26.201A－0.0021，相关系数r=0.9966。

2.2 样品溶液的测定

精密吸取玉米须皂苷提取液1 mL，按2.1方法处理并于540 nm处测其吸光度，代入回归方程计算总皂苷含量。

2.3 玉米须总皂苷提取率的计算

总皂苷提取率=总皂苷产率/总皂苷理论含量=(总皂苷产量/玉米须粉末总质量×100)/4.05%

2.4 玉米须总皂苷的提取

2.4.1 溶剂浸提

根据单因素实验的结果，以乙醇浓度(A)、料液比(B)、提取温度(C)和提取时间(D)为因素进行正交试验，见表1。表2、表3正交试验极差分析结果显示，各因素溶剂浸取提取玉米须总皂苷的提取率的影响大小顺序为B＞A＞C＞D，即料液比对玉米须总皂苷的纯化效果影响最大，其次为乙醇浓度和提取温度，影响最小的因素为提取时间。通过正交试验，根据各个因素的最大均值得出最佳提取条件:溶剂为60%乙醇，提取温度为70℃，最佳提取条件为:A2B2C3D3，即乙醇浓度60%，料液比1∶40 mL，反应温度70℃，提取时间70 min。

表1 因素水平表

表2 L9(34)正交试验结果

表3 方差分析结果

2.4.2 微波法

提取根据单因素实验结果，以乙醇浓度(A)、料液比(B)、微波温度(C)和提取时间(D)为影响因素进行正交试验，因素水平设计见表4。表5、表6正交试验极差分析结果显示，各因素对玉米须总皂苷的提取率的影响大小顺序为B＞A＞C＞D。由表5可知，微波辅助提取玉米须总皂苷的最佳工艺为A2B2C3D2，即溶剂为60%乙醇，固液比1∶20、微波温度50℃、微波时间10 min。

表4 因素水平表

表5 L9(34)正交试验结果

表6 方差分析表

2.4.3 超声法提取

根据单因素实验的结果，以反应温度(A)、固液比(B)、超声功率(C)和超声时间(D)为影响因素进行正交试验，因素水平设计见表7。表8、表9正交试验极差分析结果显示，各因素对玉米须总皂苷的提取率的影响大小顺序为A＞C＞B＞D。由表8可知，微波辅助提取玉米须总皂苷的最佳工艺为A2B2C3D3，即溶剂为固液比1∶30、超声温度30℃、超声功率600 W、超声时间30 min。

表7 因素水平表

表8 L9(34)正交试验结果

表9 方差分析表

3 结果与讨论

3.1 不同提取方法效果比较

玉米须皂苷的溶剂提取法、超声法、微波法都能有效提取玉米须皂苷。从以上三种方法比较可以看出:有机溶剂浸提法提取率略高，但有机溶剂浸提法过程繁复、生产周期长、溶剂消耗大且回收困难，超声法提取温度较低，为40℃，有效避免了皂苷的破坏并防止玉米须中其他有效成分溶解，并且超声法提取时间较短;从料液比来看，超声法比溶剂浸提法节省溶剂用量。微波法提取率与超声法相当，所用提取时间较短。以上三种不同提取方法对比，超声法和微波法提取相对简单，提取率较高。

图1 提取玉米须总皂苷的动力学曲线

3.2 不同提取方法的提取动力学特征对比

采用有机溶剂浸提法、超声法、微波法(溶剂均为60%乙醇)，考察不同提取时间对提取液中玉米须总皂苷含量的影响，并绘制吸光度A随时间变化的曲线。实验结果见表10，相应动力学曲线见图1。

表10 三种提取方法的动力学特性对比实验结果

由图1可知，不同提取方法的提取过程均处于非稳态非平衡状态，但过程特征不相同。溶剂浸提法提取率高于超声法和微波法，但用时过长;在相同的实验条件下，微波提取的时间较短，提取速率较快，总皂苷的提取率较高;而超声法的提取速率介于溶剂浸取法和微波法之间，超声提取温度较低，有机溶剂用量较少。

4 结论

有机溶剂浸提法提取玉米须，总皂苷得率较高，但实验时间较长，有机溶剂用量较大;微波和超声法试验相对简单，实验时间较短、温度较低、提取速率较快。从生产角度考虑，采用超声法和微波法节省了成本，提高了收率，因此利用外力场技术提取玉米须总皂苷有独特的优越性，值得推广。

［1］ 刘媛，薛慧中，杨文革，等.玉米须中多糖成分的提取及含量测定［J］.南京中医药大学学报，1992，15(2):90－92.

［2］ 安建忠，许志惠.新技术新方法在中草药提取方面的应用［J］.时珍国医国药，2001，12(5)，465－467.

［3］ 王英平，李向高.玉米须化学成分和药理作用研究进展［J］.特产研究，2004(2):42－46.

［4］ 方敏，宫智勇.玉米须生物活性成分的研究进展［J］.粮油加工，2009(10):150－153.

［5］ 苗明三，孙艳红.玉米须总皂苷降糖作用研究［J］.中国中药杂志，2004，29(7):711－712.

［6］ N Joseph.Inhibition of Aspergillus flavus Growth by Silk Extract of Resisitance and Susceptitble Corn［J］.Agic Food Chem，1996，44:1982 －1983.

［7］ 李坦，申野，吕刚，等.玉米须蚕茧总皂苷的提取工艺条件优化研究［J］.北华大学学报，2008，4(9)331－333.

［8］ SnookME.New C-4-hydroxy derivativers of maysin and 3-methoxymaysin-methoxymaysin isolated form corn silks［J］.Food Chemistry，1995，9(43):2740 －2745.

［9］ 陈瑞战，张守勤，王长征.正交实验法优化超高压提取人参皂苷的工艺研究［J］.中草药，2005，36(3):365－367.