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朝鲜蓟叶中绿原酸提取技术的研究



全 文 :中国农学通报 2010,26(20):98-101
Chinese Agricultural Science Bulletin
0 引言
绿原酸是朝鲜蓟叶片中含量最高的多酚类化合
物 [1],含量占总多酚的 60%以上。每千克干燥叶片中
绿原酸含量最高可达10 g以上,甚至可与绿原酸主要
来源植物——金银花中的含量相比,是除了金银花、杜
仲、葵花子等又一绿原酸的重要来源。朝鲜蓟叶片作
为朝鲜蓟的副产物,在中国的多数产地主要用于饲料
或废弃[2]。而叶片的产量在朝鲜蓟的整个产量中可占
到一半以上,如果丢弃不用或只作为青饲料用,使得朝
鲜蓟的附加值过低,影响种植者的栽培热情。充分利
用朝鲜蓟叶片中绿原酸含量较高的特点提取绿原酸,
获得高附加值产品,将会大大调动生产者的生产积极
性,增加他们的收入。利用废弃叶提取,还会大大降低
生产成本。
绿原酸,是咖啡奎尼酸类化合物,具有抗炎、抗菌、
抗癌、清除自由基、抑制低密度脂蛋白氧化、保肝利胆、
抗氧化[3-9]等多种生理功能。绿原酸在抗艾滋病及糖尿
病治疗方面也将有良好的前景[10-12]。因其具有的清热
解毒的功效,使它成为许多中药的主要有效成分。绿
原酸不仅在医药工业领域,在食品、日用化工方面也具
有广泛的应用。绿原酸多从金银花、杜仲叶和皮、向日
葵、咖啡豆中提取。
该研究目的在于利用朝鲜蓟副产品——叶片提取
绿原酸,为绿原酸提取提供一条新的原料途径,并为朝
基金项目:北京市优秀人才资助项目“朝鲜蓟叶片中绿原酸提取关键技术的研究”(20081D200500055)。
第一作者简介:宋曙辉,女,1971年出生,副研,硕士,从事蔬菜营养保健研究。通信地址:100097 北京 2443信箱,Tel:010-51503060,E-mail:
shuhui88@sina.com。
收稿日期:2010-03-05,修回日期:2010-05-28。
朝鲜蓟叶中绿原酸提取技术的研究
宋曙辉,张宝海,王文琪,何洪巨,唐晓伟
(国家蔬菜工程技术研究中心,北京 100097)
摘 要:【研究目的】研究采用朝鲜蓟新鲜叶片和干燥叶片进行绿原酸提取的最佳提取方式。【方法】采用
不同浓度的盐酸水溶液、乙醇、微波及高温处理等几种方式处理鲜叶样品;采用乙醇和盐酸水溶液处理
干燥叶片,比较不同方式下绿原酸的提取效果。【结果】采用0.1 mol/L盐酸水溶液和漂烫90 s后水提取2
种方法对鲜叶中绿原酸的提取效果最好。干叶中绿原酸的提取效果以70%乙醇作为提取剂的提取率
最高。【结论】采用适宜的提取条件分别从朝鲜蓟鲜叶和干叶中提取绿原酸切实可行。
关键词:绿原酸;朝鲜蓟;干叶;鲜叶;多酚氧化酶
中图分类号:S3 文献标志码:A 论文编号:2010-0596
Study on Extraction Technique of Chlorogenic Acid from Artichoke Leaves
Song Shuhui, Zhang Baohai, Wang Wenqi, He Hongju, Tang Xiaowei
(National Engineering Research Center for Vegetables, Beijing 100097)
Abstract:【OBJECTIVE】To study the appropriate extraction method of chlorogenic acid from fresh and dry
leaves of artichoke.【METHODS】Using different concentration of hydrochloric acid, ethanol, microwave
treatment and heat-treatment to extract chlorogenic acid from fresh leaves; different concentration of
hydrochloric acid, ethanol were used to extract chlorogenic acid from dry leaves. The extraction rate was
compared with those different extraction methods.【RESULTS】Extracted with 0.1mol/L HCl and extracted
with water after blanching leaves for 90 seconds showed highest extract efficient for fresh leaves. While 70%
ethanol as the solvent showed high extraction rate for dry leaves of artichoke.【CONCLUSION】It was
practicable to adopt the appropriate chlorogenic acid extraction methods from fresh and dry leaves of artichoke.
Key words: chlorogenic acid; artichoke; fresh leaf; dry leaf; polyphenol oxidase
宋曙辉等:朝鲜蓟叶中绿原酸提取技术的研究
鲜蓟的精深加工提供有力的理论和实践基础。
1 材料与方法
1.1 试验材料
朝鲜蓟新鲜叶片,采收于国家蔬菜工程技术研究
中心延庆试验农场。
朝鲜蓟干燥叶片:(1)新鲜叶片采收后去掉病叶、
黄叶,洗净泥土,切分后冷冻干燥,粉碎后过 60
目,-40℃保存待用。 (2)新鲜叶片沸水漂烫 90 s后
60℃鼓风干燥。干燥叶片粉碎过 60目筛,于-40℃保
存待用。
1.2 试剂
盐酸、95%乙醇、甲醇,均为分析纯,国产。
1.3 仪器
微波炉(国产),电热板,烘箱(上海一恒),高速组
织捣碎机(日产),LC-10A高效液相色谱仪(日本岛津)
1.4 方法
(1)将新鲜叶片去掉病叶、黄叶,切分后取100 g置
组织捣碎机中,按1︰2的固液比加入不同的提取剂捣
成匀浆。每个处理重复5次。
(2)干燥叶片提取。分别以0.05、0.1 mol/L的盐酸
水溶液、70%乙醇和水作为提取剂。称取叶片干燥粉
100 g,分别以固液比 1︰12和 1︰5分 2次加入提取
剂。室温下,磁力搅拌和45℃水浴提取。每个试验重
复2次,结果取平均值。
(3)新鲜样品处理方法。盐酸水溶液采用 0.01、
0.025、0.05、0.1 mol/L不同浓度的溶液;有机溶液采用
95%乙醇;漂烫采用沸水处理40、60、90 s;微波处理采
用家用微波炉高火处理 8、4 min;高温处理采用 80℃
烘20 min。
1.5 检测方法——高效液相色谱法
色谱柱 Linchcart 250×4.0 mm,5 μm;流动相为甲
醇:水:36%乙酸(45:50:5);流速:0.7 mL/min;检测波
长:327 nm;进样体积:5 μL。
2 结果与分析
2.1 新鲜叶片不同提取条件对绿原酸提取率的影响
新鲜叶片的提取主要考虑叶片中存在的多酚氧化
酶对多酚化合物的影响。一般情况下,叶片机械破坏
后,细胞壁和细胞膜同时遭到程度不同的破坏,多酚氧
化酶被释放出来,将叶片中存在的多酚类化合物进行
氧化,从而影响多酚化合物产率。
此试验中,采用了多种处理方式进行叶片的处理
和提取,结果可从图 1中看出,不同浓度酸水提取比
较,以0.1 mol/L盐酸水效果明显好于其他几种浓度的
盐酸水,提取率是0.05 mol/L盐酸水提取的近5倍。在
试验的几种方式中也以此为最佳。漂烫处理方式比
较,分别进行了40、60、90 s的漂烫,漂烫60 s即可达到
较高的提取率。但60 s漂烫并不能完全破坏多酚氧化
酶的活性,从图 2中可以看出,漂烫 60 s的匀浆液,在
放置 1天后,绿原酸是遭到破坏的。而 90 s漂烫的匀
浆液放置后绿原酸含量几乎没有变化。表明酶在此种
处理下已经失活。
以微波高火处理叶片后水匀浆提取。结果显示,
微波处理8 min以后提取率有升高。80℃高温处理叶
片20 min,尽管酶因此失活,但多酚化合物也同时遭到
高温破坏,影响提取效果。
几种方式处理新鲜叶片的效果可以从图1和2中
看出。放置后可以看出,0.1mol/L盐酸水处理效果最
好,酶灭活最彻底,其次为漂烫 90 s、95%乙醇、漂烫
60 s(下降 29%),效果最差的为 0.05 mol/L盐酸水处
理,绿原酸含量比第 1天下降了 71%。表明鲜叶提取
可以采取 0.1 mol/L盐酸水,95%乙醇和漂烫 90 s后加
水匀浆的方法。
-1040
90140
190240
290340
390440
0.01m
ol/L盐


0.025
mol/L



0.05m
ol/L盐


0.1m
ol/L盐






40s


60s


90s




8




4


20


(mg/
100g
FW)
图1 不同提取方式对绿原酸提取率的影响
·· 99
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
2.2 干燥叶片提取绿原酸的试验结果
对于干燥后叶片的提取,首先考察了常温磁力搅
拌提取方式在不同时间的提取效果。图 3的结果显
示,在30 min的提取时间内,绿原酸的第1次提取即基
本达到较高的水平(烘干叶片 70%乙醇提取可达总提
取率的90%,数据未列出)。在后面的试验中,即采用
磁力搅拌提取 30 min来比较烘干和冷冻干燥后叶片
的盐酸水和 70%乙醇提取的效果(图 4)。几种方式
中,以70%乙醇提取效果最好,0.05 mol/L酸水提取率
最低,为62%。最高和最低相差28%。
叶片在干燥过程中,多酚氧化酶已经被抑制,提取
率的高低很大程度上决定于绿原酸在哪种提取剂中的
溶解度大。绿原酸的溶解特性决定了它在70%乙醇和
热水中溶解度大,因而提取率高。这一点与鲜叶提取
有较大的不同。
3 讨论
在整个朝鲜蓟生长期内,叶片的产量要高于花蕾
的产量。在生长旺盛时期,大量的朝鲜蓟需要去掉老
叶,保证植株充分的光合作用和旺盛的生长。结球后
期同样会有大量的叶片,这些副产品通常是作为饲料、
还田或废弃,造成较大的浪费。国外在朝鲜蓟采收加
工时也同样会产生大量的废叶、茎等副产品,而这些副
产品中含有大量的酚类抗氧化剂[13],其中,绿原酸就是
其中含量最高的一种。
大量新鲜朝鲜蓟叶片采摘后,不及时处理容易霉
变、腐烂,造成其中的功效成分降解损失。因而,利用
刚采摘的新鲜叶片进行提取,将会节约时间和减少干
燥过程带来的损失和能源的消耗。新鲜叶片处理过程
中,最重要的环节是将叶片中存在的多酚氧化酶杀
灭。新鲜叶片在处理时,细胞破裂使多酚氧化酶释放,
可以将多酚类化合物氧化成醌类化合物,失去酚类物
质的活性。通过控制 pH、温度、氧气及加入酶蛋白变
性剂等可以抑制酶的活性或使其活性丧失[14]。此试验
中,采用不同浓度的盐酸水和不同时间的漂烫处理能
不同程度地抑制或杀灭酶的活性,从试验中处理液放
置后再测定绿原酸含量可以明显看出,酸度越低,漂烫
时间相对较长,可以彻底杀死酶。这一结果也可从漂
烫后再烘干的朝鲜蓟叶片中绿原酸损失低得到证明。
高浓度的乙醇可以使蛋白变性,从而使其失活。
绿原酸具有酚羟基,在酸性溶液中稳定。同时它
易溶于水和一定浓度的醇溶液中,采用水提取和乙醇
提取都能达到较好的提取效果。朝鲜蓟鲜叶中平均含
水量为 88%,因而鲜叶提取和干燥叶片提取的不同提
取剂选择要将叶片中的水分考虑进去。95%的乙醇以
2:1的比例来提取鲜叶,最终的乙醇浓度在 68%左右,
基本达到绿原酸较高溶解度的要求。叶片经过干燥过
程,酶受到抑制,因而干燥叶片提取一般采用传统中药
的提取方式,水提或 70%乙醇提取即可达到较高的提
5.0E+06
6.0E+06
7.0E+06
8.0E+06
9.0E+06
1.0E+07
1.1E+07
1.2E+07
30 60 90 120
时间/min



烘干0.1mol/L盐酸水
烘干70%乙醇
冷冻70%乙醇
图2 不同提取方式放置后绿原酸含量比较 图3 不同提取时间对绿原酸提取率的影响
01020
3040
506070
8090100


70%




70%




0.1m
ol/L盐






45℃


0.05m
ol/L盐





/%
图4 不同提取方式对干燥叶片中绿原酸提取率的影响
050
100150
200250
300350
400450
第一天 第二天


(mg/
100g
FW)
0.05mol/L盐酸水 0.1mol/L盐酸水
乙醇 漂烫60s
漂烫90s
·· 100
宋曙辉等:朝鲜蓟叶中绿原酸提取技术的研究
取率。
从朝鲜蓟叶片中提取绿原酸,采用新鲜叶片和干
燥叶片都可行。采用哪种材料进行提取,要根据具体
实施地生产能力等情况决定。干燥叶片易于保存,但
需注意干燥过程中多酚化合物的损失,采取相应的干
燥方式。
从此研究结果可以得出以下结论:(1)采用朝鲜蓟
新鲜叶片作为原材料的,适宜的提取方法为 95%的乙
醇提取、0.1 mol/L的盐酸水溶液和漂烫 90 s后水提
取。(2)采用朝鲜蓟干燥叶片作为原材料的,适宜的提
取方法为70%乙醇提取和45℃水浴提取。
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