Page 145 - 《精细化工》2021年第7期

第 7 期 郭林新，等: 响应面优化马桑皮没食子酸的酶法提取技术 ·1427·

增大。当体系 pH 大于 5.1 时，没食子酸提取率出现 宁酶用量 20 U/g，体系 pH 5.0，提取温度 48 ℃，提
了降低的趋势。在固定体系 pH 不变的情况下，没 取时间 4 h 对马桑皮进行单宁酶法提取。实验结果
食子酸提取率随着酶用量的增加而增大。从酶用量 得到没食子酸提取率为 10.79%±0.65%，与模型的预
与体系 pH 的等高线图可以看出，两因素的交互作 测值相近，且明显高于酸提取法制备的没食子酸提
用对没食子酸提取率具有极显著影响。 取率 8.52%±0.49%。采用单宁酶法或酸提取法对富
图 2 为酶用量为 15 U/g 和提取时间为 3 h 的中 含单宁的天然原料进行水解提取没食子酸，其提取
心水平值条件下，马桑皮没食子酸提取率受体系 pH 率与原料中的单宁含量有关。在单宁含量较高的五
与提取温度交互作用影响的响应面和等高线图。由 倍子原料中，有研究报道其单宁酶法提取没食子酸
图 2 可知，在体系 pH 为固定值的条件下，没食子 的提取率可达 48.6% [13] 。在单宁含量较低的植物三
酸提取率随着提取温度的升高出现先增大后减小的 齿拉雷亚（Larrea tridentata Cov.）中，其没食子酸
趋势，提取温度在 40.0~47.8 ℃范围内，没食子酸提 的提取率仅为 0.11% [22] 。相比之下，马桑皮提取没
取率随着提取温度的升高而增大，在 47.8 ℃时达到 食子酸的提取率具有一定的优势。并且马桑作为一
最大值。在固定提取温度不变的情况下，马桑皮没 种灌木植物，自然资源量大、生长迅速，具有显著
食子酸提取率随着体系 pH 在 4.5~5.1 之间增大而增 的原料优势，适合工业生产的需求。
大。当体系 pH 大于 5.1 时，没食子酸提取率出现了 2.2 没食子酸的结构及纯度
降低的趋势。从两变量因素的等高线图可以看出，
采用 NKA-9 大孔吸附树脂对提取得到的没食
体系 pH 与提取温度间的交互作用对马桑皮没食子
子酸粗提取物进行纯化，以质量分数 30%的乙醇水
酸提取率具有显著的影响。 溶液为洗脱剂进行洗脱，洗脱液浓缩干燥后以甲醇

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为溶剂进行重结晶，得到纯化的没食子酸。 HNMR
(400 MHz, DMSO-d 6 ), δ: 12.20 (s, 1H, —COOH)，
9.16 (s, 2H, 3,5-OH)，8.82 (s, 1H, 4-OH)，6.94 (s, 2H,
2,6-H); 13 CNMR (100 MHz, DMSO-d 6 ), δ: 167.89
(—COOH)，145.87 (C-3,5)，138.45 (C-4)，120.93
(C-1)，109.21 (C-2,6)。在二维 HSQC 谱中检测到
（6.95, 108.50）的同位碳氢相关点，为没食子酸结
构中 2,6 位苯环碳化学位移与其所连接氢化学位移
的同位碳氢相关。通过对比检测结果可以发现，实
验所得到核磁数据与文献报道一致 [23] 。
将 0.1 mmol 纯化的没食子酸和 0.1 mmol 的内
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标对照物 1,3,5-三甲氧基苯混合后进行 HNMR 分
析，结果如图 3 所示。

图 2 体系 pH 与提取温度的响应面和等高线图
Fig. 2 Response surface and contour plot of pH and extraction
temperature

2.1.3 最佳提取工艺条件验证

通过软件 Design-Expert（8.0.6 版）对马桑皮没 图 3 没食子酸和 1,3,5-三甲氧基苯等物质的量混合的
食子酸提取工艺参数进行优化设计，得到最优工艺 1 HNMR 谱图
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条件为酶用量 19.69 U/g，体系 pH 5.07，提取温度 Fig. 3 HNMR spectra of gallic acid and 1,3,5-trimethoxybenzene
mixed in equal molar ratio
47.82 ℃，提取时间 4 h。在此条件下，马桑皮没食
子酸提取率预测值为 11.30%。为了验证模型的有效 由图 3 可知，除没食子酸结构中的氢化学位移
性，并考虑到实际提取过程中的条件设置，按照单 外，δ 6.10 为 1,3,5-三甲氧基苯中芳环上的氢化学位