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小腊树枝叶皂甙的提取工艺优化及抗氧化作用研究



全 文 :FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY
食 品 科 技
2010年 第 35卷 第 5期
Study on the extracting technology and antioxidation of saponin from
ligustrum quihoui carr.
TANG Teng1, ZHENG Jing-hong1, CHENG Chao1,2*
(1.School of Biological Science and Technology, Hubei University for Nationalities, Enshi 445000;
2.Hubei Key Laboratory of Biological Resource Conservation and Utilization, Hubei University for
Nationalities, Enshi 445000)
Abstract: In this paper, the extracting technology of saponin from the leaves and branches from Ligustrum
quihoui Carr. were studied, as well as its antioxidation in vitro. First of all, the with single-factor experiments and
orthogonal design, the extraction temperature, the ethanol concentration, extracting time, ratio of material to
liquid were probed, at the same time the elimination effect on the·OH of saponin were also studied with the
Salicylic acid system and 1,10-phenanthroline-Fe2+ systme. The results were showed that the optimal extracting
conditions of saponin were that using 80% ethanol for extraction agent, in accordance with the one seventy
liquid ratio, temperature 85 ℃ , extraction time of 2 h. at the best extraction conditions, the saponin yield from
Ligustrum quihoui Carr. leaves was 39.270 mg/g, the branches′was 22.998 mg/g. In the Salicylic acid system,
the EC50 of the branches and leaves of Ligustrum quihoui Carr. were 0.937 mg/mL and 0.720 mg/mL, and they
were lower than the EC50 of Vc (0.098 mg/mL), and in the 1,10-phenanthroline-Fe2+ systme, the elimination
唐 腾 1, 郑经红 1, 程 超 1,2*
(1.湖北民族学院生物科学与技术学院,恩施 445000;2.湖北民族学院湖北省生物资
源保护与利用重点实验室,恩施 445000)
摘要: 研究了小蜡树枝叶中皂甙类物质的提取工艺及其抗氧化活性。应用单因素和正交试验对浸
提温度、乙醇浓度、浸提时间、料液比进行了研究,同时采用邻二氮菲体系和水杨酸体系研究了
小腊树枝叶皂甙清除·OH的抗氧化活性。实验得出小蜡树枝叶中总皂甙的最佳提取条件是以 80%
的乙醇作提取剂,1∶70的料液比,温度为 85 ℃,提取时间为 2 h。在最佳浸提条件下,小腊树叶
中皂甙的得率为 39.270 mg/g,小腊树枝中皂甙的得率为 22.998 mg/g。在水杨酸体系中小腊树枝、
叶的皂甙对羟自由基的 EC50为 0.937、0.720 mg/mL,二者都低于 Vc(EC50=0.098 mg/mL)的。在
邻菲啰啉体系中小腊树叶、枝皂甙、Vc对羟自由基的清除率相当,分别为 0.259、0.253、0.259
mg/mL。
关键词: 小腊树;皂甙;提取;羟自由基
中图分类号: R 284.2 文献标志码: A 文章编号: 1005-9989(2010)05-0230-04
小腊树枝叶皂甙的提取工艺优化及
抗氧化作用研究
收稿日期: 2009-07-08 *通讯作者
基金项目: 湖北民族学院青年项目。
作者简介: 唐腾(1986—),主要从事于食品化学的研究工作。
提取物与应用
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DOI:10.13684/j.cnki.spkj.2010.05.071
FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY
食 品 科 技
2010年 第 35卷 第 5期
小腊树(Ligustrum quihoui Carr.)又名小叶女贞,
木犀科,女贞属的植物,在我国主要分布在江苏、
湖北、湖南等地。常生长于山坡,沟谷,溪边树
林或灌木丛中[1]。临床和实验研究发现小腊树的提
取物具有显著的增强机体免疫功能、止咳平喘及
清除自由基等作用,该属植物女贞果实中所含的
主要成分齐墩果酸也已用于肝炎的临床治疗[2-4]。
皂甙含量测定中最为关键的一步是提取,不
同的溶剂对不同植物皂甙的提取能力又有明显的
不同,因而提取溶剂的选择至关重要。通过资料
检索发现,目前对小腊树的研究报道较少,因此
本文以我国资源丰富而又亟待开发的小蜡树中的
活性物质皂甙为主要研究对象,对其提取纯化工
艺及其对羟基自由基的清除作用展开系统的研究,
为开发利用小蜡树资源提供科学依据。
1 试验材料、 试剂与仪器
1.1 试验材料
小蜡树枝叶:采摘于湖北民族学院,将小腊
树叶与枝分开洗净,60 ℃烘干,粉碎备用。
1.2 实验主要试剂
乙醇、石油醚、正丁醇、香草醛、甲醇、冰
醋酸、高氯酸等。
1.3 实验仪器
UV-756紫外可见分光光度计:上海第三分析
仪器厂;RE-52 旋转蒸发器:上海亚荣生化仪器
厂;SG-4050C恒温水浴锅:上海苏豪智能系统有
限公司;DL-5低速大容量离心机:上海安亭科学
仪器厂;SHZ-111B 循环水式多用真空泵:临海市
谭式真空设备有限公司;CS202-2电热恒温干燥
箱:重庆试验设备厂。
2 试验方法
2.1 皂甙的测定方法
以齐墩果酸为对照,于波长 549 nm处测其吸
光度[5]。计算其回归方程为:y=-0.0111+2 . 3025x
相关系数:r=0.998
皂甙得率(mg/g)= A549-(-0.0111)W×2.3025×V ×T
式中:T为供试液总量,mL;
V为测定时吸取的样品量,mL;
W为样品质量,g。
2.2 皂甙的提取工艺优化
以小腊树叶为代表,首先进行乙醇浓度、料
液比、浸提温度、浸提时间的单因素试验,而后
进行L9(34)的正交试验,确定皂甙浸提的最佳工艺,
而后测定在最佳浸提条件下,小腊树叶与枝中的
皂甙含量。
2.3 小腊树皂甙的体外抗氧化试验
小蜡树皂甙在水杨酸体系中清除羟基自由基
的能力:参照莫开菊等[6]的实验方法进行测定。小
蜡树皂甙在邻二氮菲体系中清除羟基自由基的能
力:参照金鸣等[7]的方法进行测定。
3 结果与分析
3.1 单因素试验
3.1.1 不同乙醇浓度对提取过程的影响 称取小
蜡树叶粉末各0.5 g于6个提取瓶中,分别按料液比
1 ∶30加入40%、50%、60%、70%、80%、90%乙
醇,在70 ℃水浴中回流提取2 h,按照标准曲线的
方法测定,结果见表1。
由表1可知,随着乙醇浓度的增加,小腊树皂
甙的得率在逐渐增加,但当乙醇浓度达到80%时,
皂甙得率达到最高值,乙醇浓度为90%时略有下降
但与80%的乙醇浸提的皂甙得率无差异,可能是由
于当乙醇浓度太高时,可使植物细胞蛋白质很快
凝固,妨碍乙醇向植物细胞内渗透,影响浸出,
当然也可能是因为虽然采用回流浸提,但此过程
也有可能会有一定的乙醇挥发损失,故根据实验
确定乙醇体积分数为80%。
3.1.2 不同料液比对提取过程的影响 称取小蜡
数叶粉末各0.5 g于6个提取瓶中,分别加入30、
40、50、60、70、80倍80%的乙醇,在70 ℃水浴
中回流提取2 h,按照标准曲线的方法测定皂甙得
率。结果见表2。
effect on the hydroxyl free radical of the leaves, branches and Vc were close, the EC50 were separately 0.259,
0.253, 0.259 mg/mL.
Key words: Ligustrum quihoui Carr.; saponin; extraction;·OH
表 1 乙醇最佳浓度的确定
乙醇浓度/% 40 50 60 70 80 90
得率/(mg/g) 14.814 17.753 12.122 17.811 17.898 17.522
显著性 B(b) A(a) C(c) A(a) A(a) A(a)
提取物与应用
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食 品 科 技
2010年 第 35卷 第 5期
表 2 料液比对小蜡树皂甙得率的影响
料液比 1∶30 1∶40 1∶50 1∶60 1∶70 1∶80
得率/(mg/g) 23.606 26.386 26.299 29.223 29.802 27.254
显著性 E(e) D(d) D(d) B(b) A(a) C(c)
由表2可知,随着溶剂量的增加,提取效果增
加,但当料液比超过1∶70时,在继续增加料液比则
浸提率反而有所下降。因此,从保证提取效果、
减小溶剂用量和降低浓缩负荷3方面综合考虑,溶
剂用量不宜过大,但通过统计分析,每种料液比
对皂甙的得率之间均达到了显著水平,故实验确
定料液比为1∶70。
3.1.3 不同浸提温度对提取过程的影响 称取小
蜡数叶粉末各0.5 g于6个提取瓶中,加入70倍80%
的乙醇。分别在50、60、70、80、90 ℃水浴中回
流提取2 h,按照标准曲线的方法测定皂甙得率。
结果见表3。
温度越高,分子运动越剧烈,扩散速度越快,
提取效果越好,由于80%的乙醇在90 ℃已经达到
了沸腾状态,因此试验最高温度仅仅设计到90 ℃,
故实验确定最佳提取温度为90 ℃。
3.1.4 不同浸提时间对提取过程的影响 称取小
蜡数叶粉末各0.5 g于6个提取瓶中,分别加入70倍
80%的乙醇。在70℃水浴中回流分别提取1、2、3、
4、5 h,按照标准曲线的方法测定皂甙得率。结果
见表4。
回流时间越长,皂甙的得率越高,回流时间
过长时,提取含量基本变化不大。通过对实验数
据的显著性分析可以看出,浸提2、3、5 h,皂甙
得率差异不限制,因此确定回流时间为2 h。
3.2 正交试验
在小蜡树皂甙提取过程中,经初步试验选定
提取温度、乙醇浓度、提取时间、料液比作为主
要影响因素,以提取液中皂甙得率为指标,在单
因素试验的基础上采用4因素3水平L9(34)进行正交
试验,对提取工艺参数进行优化,具体结果见表
5、表6。
由表6可知,结合表5中的极差分析可知浸提
温度、料液比、乙醇浓度、浸提时间这4个因素对
皂甙得率影响的主次顺序为:浸提温度(B)>料液比
(D)>乙醇浓度(A)>浸提时间(C),极差分析得皂甙的
最佳提取工艺条件为A3B2C3D2,即乙醇浓度为80%,
浸提温度85 ℃,料液比1∶70,浸提时间为3 h。验
证试验得出,在最佳组合的提取条件下,小腊树
叶中皂甙的得率为39.270 mg/g,小腊树枝中皂甙
的得率为22.998 mg/g。
3.3 小蜡树皂甙提取物对羟基自由基的清除作用
结果
3.3.1 小蜡树皂甙在水杨酸体系中清除羟基自由
基的能力 对比小腊树枝、叶皂甙类物质和Vc在
水杨酸体系对羟自由基的清除效果,结果见表7。
由表7可知,低浓度的Vc在水杨酸体系中对羟
自由基具有促进作用,但随着浓度的增加开始具
有抑制作用,并且随着浓度的增加清除能力明显
的增强,根据表7中的数据可以计算出Vc浓度(X)与
浸提温度/℃ 50 60 70 80 90
得率/(mg/g) 23.288 27.283 27.501 30.193 32.973
显著性 D(d) E(e) C(c) B(b) A(a)
表 3 浸提温度对小蜡树皂甙得率的影响
表 4 浸提时间对小蜡树皂甙得率的影响
浸提时间 1 2 3 4 5
得率/(mg/g) 34.464 36.143 35.767 34.377 36.114
显著性 B(b) A(a) A(a) B(b) A(a)
表 5 正交试验及结果
试验

因素
乙醇浓度/
% A
温度/℃
B
时间/h
C
料液比
D
1 1(70) 1(80) 1(1) 1(1∶65)
2 1 2(85) 2(2) 2(1∶70) 35.854
3 1 3(90) 3(3) 3(1∶75) 34.059
4 2(75) 1 2 3 26.907
5 2 2 3 1 34.435
6 2 3 1 2 34.811
7 3(80) 1 3 2 31.424
8 3 2 1 3 34.522
9 3 3 2 1 33.856
K1 32.543 28.683 32.350 32.003
K2 32.051 34.937 32.206 34.030
K3 33.267 34.242 33.306 31.829
R 1.216 6.254 1.100 2.201
平均
得率/
(mg/g)
27.718
表 6 方差分析表
Source Type III Sumof Squares df
Mean
Square F Sig.
Intercept 28730.763 1 28730.763 1685467.493 .000
A 6.735 2 3.368 197.557 .000
B 211.502 2 105.751 6203.803 .000
C 6.433 2 3.217 188.705 .000
D 26.941 2 13.470 790.230 .000
Error 0.307 18 .017
Total 28982.681 27
注:a R Squared=0.999 (Adjus ted R Squared=0.998).
提取物与应用
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食 品 科 技
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羟自由基清除率 (Y)的回归方程为Y=-122.191+
1727.920X,r=0.989,根据此回归方程可计算出Vc
对羟自由基的EC50为0.098mg/mL。
在水杨酸体系中,小蜡树叶、枝中皂甙对羟
自由基均具有清除作用,并且具有明显的剂量效
应关系,根据表7中的数据可以得出小腊树叶中皂
甙对羟自由基的EC50为0.720 mg/mL,由表7中的
数据可以计算中小腊树枝中皂甙浓度(X)与羟自由
基清除率(Y)的回归方程为Y=28.546+22.905X,r=
0.981,根据此回归方程可计算出小腊树枝的皂甙
对羟自由基的EC50分别为0.937 mg/mL。由此可以
看出,小腊树枝皂甙在水杨酸体系中对羟自由基
的清除率要弱于小腊树叶皂甙,但二者都低于Vc。
3.3.2 小蜡树皂甙在邻二氮菲体系中清除羟基自
由基的能力 对比小腊树枝、叶皂甙类物质和Vc
在邻二氮菲体系对羟自由基的清除效果,结果见
表 7 对羟基自由基的清除结果(水杨酸体系) mg/mL
样品浓度
叶 枝 Vc
0.720 1.440 2.160 2.880 0.619 1.237 1.856 2.474 0.063 0.075 0.088 0.100
清除率/% 50.67 71.59 84.76 85.25 43.44 53.41 75.81 83.20 -10.27 2.42 27.19 53.47
表 8 对羟基自由基的清除率(邻二氮菲体系) mg/mL
浓度
叶 枝 Vc
0.022 0.045 0.09 0.180 0.360 0.019 0.039 0.077 0.155 0.309 0.025 0.032 0.042 0.063 0.127
清除率/% 13.99 24.48 30.07 65.03 93.71 2.61 10.46 16.99 24.84 63.40 4.89 6.11 8.15 12.23 24.46
表8。
由表8可知,Vc对羟自由基的清除作用随着浓
度的增加而逐渐增强,根据表8中的数据可以计算
出Vc浓度(X)与羟自由基清除率(Y)的回归方程为Y=
0.049+192.371X,r=0.999,根据此回归方程可计算
出Vc对羟自由基的EC50为0.253mg/mL。在邻菲啰
啉(邻二氮菲)体系中,小蜡树叶、枝中皂甙对羟自
由基均具有清除作用,并且具有明显的剂量效应
关系,根据表8中的数据可以计算出小腊树叶中
皂甙浓度(X)与羟自由基清除率(Y)的回归方程为
Y=12.431+236.905X,r=0.983,枝中皂甙浓度(X)
与羟自由基清除率 (Y) 的回归方程为Y=-0.136+
198.56 X,r=0.989,根据此回归方程可计算出小
腊树叶、枝的皂甙对羟自由基的EC50为0.259、
0.253 mg/mL。由此可以看出,小腊树叶、枝皂甙、
Vc在邻菲啰啉体系中对羟自由基的清除率相当。
4 结论
本文对小蜡树枝和叶中所含皂甙的提取工艺
进行了研究,在最佳组合的提取条件下,小腊树
叶中皂甙的得率为39.270 mg/g,小腊树枝中皂甙
的得率为22.998 mg/g。在水杨酸和邻二氮菲体系
中小蜡树枝和叶中皂甙对羟基自由基具有较强的
清除能力,但邻二氮菲体系较敏感,小腊树叶、
枝的EC50值均低于对水杨酸体系,Vc恰好相反。
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