平臥菊三七莖中總黃酮提取工藝的研究
摘 要:本研究采用分光光度法,以蘆丁為對照品,乙醇回流提取平臥菊三七莖中總黃酮。通過對提取溫度、提取時間、乙醇濃度和料液比進行單因素及正交試驗。結(jié)果表明,最佳提取工藝條件:提取時間3h、料液比1g:30mL、溫度80℃、乙醇濃度90%,此時黃酮得率為4.243%。
關(guān)鍵詞:平臥菊三七 莖 黃酮 提取 得率
平臥菊三七(Gynura procumbens (Lour.) Merr)為菊科三七屬植物,別名蛇接骨、樹三七、石三七等。是一種攀援草本,莖匍匐,呈淡褐色或紫色,且有條棱。我國的平臥菊三七多產(chǎn)于廣東、海南、貴州、云南[1],近年來,江西省也開始大面積種植。平臥菊三七是一種藥食兩用的植物,也是十分具有開發(fā)潛力的食品和保健品新資源。平臥菊三七有諸多生理活性,如抗氧化、抑菌、降低三高等[2-6],被認(rèn)為“全身都是寶”,其根和莖更是中成藥上佳的原材料。研究表明,其莖枝的活性成分主要有:黃酮類、三萜苷元類、甾醇類化合物以及香草醛、丁香醛、對羥基苯甲酸、對羥基桂皮酸、原兒茶酸等酚酸類化合物[7]。但是,對于其莖中活性物質(zhì)的提取還未曾見報道。因此,為提高其綜合利用價值,本研究以平臥菊三七的嫩莖為材料,采用單因素和正交試驗對其中總黃酮的提取工藝進行了研究及優(yōu)化,以期為平臥菊三七的綜合利用及產(chǎn)品的開發(fā)提供參考依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 材料與試劑
平臥菊三七嫩莖,產(chǎn)自江西省。采摘時其嫩度以人的指甲能夠掐斷為宜,采后去掉葉片及其他雜物,經(jīng)曬干粉碎后,冷藏待用;蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品,購自天津市福晨化學(xué)試劑廠;其余試劑均為分析純。
1.2 主要試驗儀器
UV-2100型可見光分光分度計,尤尼柯(上海)儀器有限公司;Adventurer AR2140電子天平,OHAUS CORP USA;HH-4數(shù)顯恒溫水浴鍋,國華電器有限公司。
1.3 試驗方法
1.3.1 平臥菊三七莖的預(yù)處理
將待用的平臥菊三七莖粉過40目篩后,再用石油醚脫色脫脂3h,然后放入通風(fēng)櫥中風(fēng)干至恒重,得到樣品。
1.3.2 平臥菊三七莖中總黃酮提取工藝流程
平臥菊三七莖→預(yù)處理→乙醇溶液加熱回流提取→過濾→定容→測吸光度→計算黃酮得率。
1.3.3 蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作[8]
精密稱取于120°C干燥至恒重的蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品10mg,加80%乙醇溶解,定容至25mL容量瓶中,搖勻。準(zhǔn)確吸取標(biāo)準(zhǔn)品溶液0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,1.2mL,各加入干燥的10mL容
量瓶中,加5%的NaNO2溶液0.3mL,放置6min后,加10%的Al(No3)3溶液0.3mL,放置6min再加4%的NaOH溶液4mL,加水至刻度,搖勻,放置15min,分別在510nm處測定其吸光度。以溶液濃度為橫坐標(biāo),吸光度值為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(見圖1),并確定回歸方程:y=0.0089x-0.0001,R2=0.9922。
1.3.4 平臥菊三七莖中總黃酮提取方法設(shè)計[9]
以乙醇溶液為溶劑,采用加熱回流提取法,根據(jù)試驗條件按照一定的提取時間、提取溫度、料液比、乙醇濃度進行單因素試驗,并在單因素試驗的基礎(chǔ)上進行L9(34)正交試驗以優(yōu)化。通過比色法檢測平臥菊三七莖中總黃酮的含量。
1.3.5 提取液黃酮濃度的測定和黃酮得率的計算
準(zhǔn)確稱取10g平臥菊三七莖粉末置于回流燒瓶中,加入適當(dāng)體積分?jǐn)?shù)的乙醇溶液適量,置于水浴鍋中,在一定溫度下回流提取一定時間,過濾后準(zhǔn)確吸取濾液1mL,置于10mL容量瓶中,之后按照標(biāo)準(zhǔn)曲線的操作方法進行,測定吸光度后確定總黃酮濃度,進而計算出提取液中總黃酮的質(zhì)量。并按下式計算黃酮得率:
1.3.6 驗證試驗
為確定最佳提取條件的重復(fù)性及穩(wěn)定性,在最佳條件下重復(fù)3次提取試驗,并計算總黃酮得率。
2 結(jié)果與分析
2.1 平臥菊三七莖中黃酮提取的
單因素試驗結(jié)果
2.1.1 乙醇濃度對黃酮得率的影響
由圖2可知,當(dāng)乙醇濃度在50%~90%的范圍內(nèi),隨著乙醇濃度的遞增,有利于黃酮類物質(zhì)的的溶出;當(dāng)乙醇濃度達到90%時,黃酮得率達到最高水平;隨后乙醇濃度繼續(xù)升高,黃酮得率反而略有下降,這可能是由于物料中的其他醇溶性物質(zhì)也溶出,這些成分與黃酮類物質(zhì)有競爭作用,導(dǎo)致黃酮得率下降[10]。因此,總黃酮提取的最佳乙醇濃度為90%。
2.1.2 料液比對黃酮得率的影響
如圖3所示,料液比在1∶20~1∶30之間時,隨著料液比的增大,黃酮得率是增加的;料液比為1∶30時,黃酮總得率達到最高,以后溶劑量再增大,黃酮得率并未未繼續(xù)增加,故1∶30為最佳的料液比。
2.1.3 提取時間對黃酮得率的影響
由圖4可以看出,在1~3h內(nèi),隨著提取時間的延長,黃酮得率逐漸增加;當(dāng)提取時間為3h時,得率達到最高。若繼續(xù)延長提取時間,得率反而下降,故選擇3h為最佳提取時間。
2.1.4 提取溫度對黃酮得率的影響
圖5表明,在80℃之前時,隨著溫度的升高,黃酮得率逐漸增大,80℃時黃酮的得率達到最高。此后,隨著溫度的繼續(xù)升高,得率下降,可能因為黃酮類物質(zhì)在高溫下被氧化破壞,影響了浸提效果。故最佳的提取溫度為80℃。
2.2 平臥菊三七莖中黃酮提取的正交試驗結(jié)果
綜合考慮多因素相互作用對平臥菊三七莖中總黃酮提取得率的影響,并根據(jù)單因素試驗結(jié)果,采用L9(34)正交設(shè)計對其莖中總黃酮提取條件進行優(yōu)化,試驗結(jié)果見表1。方差分析結(jié)果見表2。
由表1可知,極差RC>RA>RB>RD,即表明對平臥菊三七莖中黃酮的提取得率的影響大小順序依次是提取時間、乙醇濃度、料液比、提取溫度。在正交實驗中得到的最佳提取條件為A2B2C2D2,即提取時間為3h、料液比為1∶30、溫度為80℃、乙醇濃度為90%。黃酮平均得率為4.245%。
由表2可知:乙醇濃度、料液比、提取時間這三者對平臥菊三七莖中黃酮提取的得率影響極顯著,而提取溫度對其影響顯著。
按照正交表中A2、B2、C2、D2的條件進行了驗證試驗,共做了3個平行,得到總黃酮得率的均值為4.243%,與之前的試驗結(jié)果吻合良好,說明該工藝條件較為可靠,并具有穩(wěn)定的再現(xiàn)性。
3 結(jié)論
以平臥菊三七的嫩莖脫脂干燥粉為試驗材料,用乙醇回流加熱提取法進行提取,通過4個單因素及L9(34)正交試驗,得到總黃酮提取的最優(yōu)工藝條件。從極差分析和方差分析來看,對平臥菊三七莖中總黃酮提取得率的影響主次順序依次為提取時間、乙醇濃度、料液比、提取溫度。最優(yōu)提取條件為:乙醇濃度90%,料液比為1g:30mL、提取溫度為80℃、提取時間3h。在此條件下,平臥菊三七莖中總黃酮的平均得率約為4.243%。
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