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明日叶中总黄酮的提取工艺优化和检测方法的对比研究



全 文 :《食品工业》2012年第2期
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工艺技术
“明日叶”学名Angelica keiskei Koidzumi,属伞
形花科二年生或多年生草本植物,又称长寿草,原产
地在日本伊豆、八丈诸岛。明日叶中含有多种天然活
性物质,具有抗人体衰老、抗血栓、抗癌、降血糖、
降血压、降胆固醇等功效,能治疗和预防26种疾病,
其中降血糖、血压效果最明显,特别是其含有的4-羟
基德里辛及当归醇等查耳酮,具有独特的疗效[1,7]。
目前,黄酮的提取及检测方法较多,测定方法主
要有利用三氯化铝显色或硝酸铝显色进行分光光度法
测定[8]、利用高效液相色谱法进行测定等[9-11],但对于
明日叶中总黄酮的系统提取及含量测定少有报道。本
试验采用乙醇回流法提取明日叶中的总黄酮,对提取
工艺进行优化,并对两种显色方法进行了对比,提高
了提取率,简便快速,测定精确度高,为明日叶的进
一步开发利用提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 材料、设备与仪器
明日叶由本地种植提供,乙醇、硝酸铝、亚硝酸
钠、氢氧化钠、氯化铝均为分析纯试剂,芦丁标准品
购于Sigma公司。
紫外检测器SPD-10AVP:岛津仪器有限公司;
AR2140电子分析天平:奥斯豪公司);50-200µL
P200移液器,200-1000µL P1000移液器:吉尔森;循
环水式真空泵SHB-B88:郑州长城科工贸有限公司;
HH-S数显恒温水浴锅:金坛市金城国运实验仪器
厂;RE-52AA旋转蒸发仪:海亚荣生化仪器厂。
1.2 试验方法
1.2.1 标准曲线的绘制
明日叶中的主要有效成分为黄酮类化合物,因此试
验利用芦丁为对照品(纯度≥99%),在硝酸铝和氯化铝的
条件下显色、用分光光度法对其总黄酮进行测定。
方法①:分别精密量取0.1 mg·mL-1 芦丁对照品溶
液1.0,2.0,3.0,4.0,5.0和6.0 mL,置于25 mL容量瓶中,
用体积分数为60%乙醇补至10.0 mL,加入5%的NaNO2
和10%的Al(NO3)3溶液各1 mL,静置5 min,加入4%的
NaOH溶液10 mL,摇匀放置5 min,以60%乙醇定容,在
200~700 nm波长范围得到紫外及可见光谱图,确定其最
大吸收波长为500 nm。在500 nm波长下测定吸光度,以
芦丁对照品浓度为横坐标,吸光度(y)为纵坐标进行线
性回归,得到线性方程y=0.008 5x+0.008 5,相关系数:
R=0.995 3,检测限为0.15 µg·mL-1。
方法②:分别精密量取0.1 mg·mL-1 芦丁对照品
1.青岛农业大学图书馆(青岛 266109);2.青岛农业大学化学与药学院(青岛 266109);
3.青岛农业大学动物科技学院(青岛 266109)
明日叶中总黄酮的提取工艺优化和检测方法的对比研究
邓锐1,邹毓兰2,单虎3,赵媛媛2,吕海涛2*
摘 要 采用单因素和正交试验对明日叶中总黄酮的提取工艺进行优化,并对检测方法进行对比研
究。硝酸铝显色法确定最佳提取工艺:60%乙醇回流,30倍溶剂用量,提取100 min,提取2次,总
黄酮提取率为1.946%;氯化铝显色法确定最佳提取工艺:80%乙醇回流,40倍溶剂用量,提取为
100 min,提取1次,总黄酮提取率为1.811%。所选取的提取工艺提取效率高、稳定,为明日叶的综
合利用提供了依据。
关键词 明日叶;总黄酮;提取工艺;正交试验
Study on Optimum of Extraction and Determination of Total
Flavonoids in Angelica keiskei Koidzumi
Deng Rui1, Zou Yu-lan2,Shan Hu3, Zhao Yuan-yuan2, Lü Hai-tao2*
1. Library, Qingdao Agricultural University (Qingdao 266109);
2. College of Chemistry and Pharmaceutical Sciences, Qingdao Agricultural University (Qingdao 266109);
3. Department of Animal Science and Technology, Qingdao Agricultural University (Qingdao 266109)
Abstract Using heating circumfl uence extraction method, the optimum extraction conditions of total
fl avonoids in Angelica keiskei Koidzumi were studied by single factor and orthogonal experiments. The
optimum extraction conditions detected by Al(NO3)3 developing method were 60% ethanol concentration,
1:30 of material and liquid ratio, 100 min extraction time, extracted 2 times. Under these conditions, the
extraction yield was 1.946%. The optimum extraction conditions detected by AlCl3 developing method were
80% ethanol concentration, 1:40 of material and liquid ratio, 100 min extraction time, extracted 1 time.
Under these conditions, the extraction yield was 1.811%. The extract rate of total fl avonoids was high and
steady with this technology, which provides new evidence for the utilization of Angelica keiskei Koidzumi.
Keywords Angelica keiskei Koidzumi; total fl avonoids; extraction condition; orthogonal design
通讯作者;基金项目:国家十二五科技支撑课题
(2011BAD34B03);青岛农业大学重点项目(610608)
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《食品工业》2012年第2期
工艺技术
溶液1.0,2.0,3.0,4.0,5.0和6.0 mL,置于10 mL容
量瓶中,以60%乙醇补至5.0 mL,摇匀,再加入4 mL
1%的AlCl3溶液,用60%乙醇定容,摇匀放置10 min
后,在200~700 nm波长范围得到其紫外及可见光谱
图,确定最大吸收波长为409 nm。在409 nm波长下测
定吸光度,以芦丁对照品浓度为横坐标,吸光度(y)为纵
坐标进行线性回归,得到线性方程y=0.027 1x-0.039 3,
相关系数:R=0.998 1,检测限为0.10 µg·mL-1。
1.2.2 样品的提取及测定
准确称取 1g明日叶,置于250 mL圆底烧瓶,加
入30 mL 80%乙醇溶液,加热回流提取1 h,过滤;
残渣中再加入30 mL 80%乙醇,加热回流提取1 h,过
滤。合并滤液,浓缩,用60%乙醇定容至50 mL。
分别精密量取供试品溶液4.0 mL和1.0 mL分别用
于Al(NO3)3和AlCl3显色法测定,按标准曲线的测定方
法和步骤测定吸光值。根据回归方程计算样品中黄酮
的含量,计算相应的提取率。
1.2.3 单因素试验考察对提取效果的影响
准确称量1 g明日叶,于试验设定的乙醇浓度、提
取温度、提取时间和料液比下水浴加热提取总黄酮,
提取一次,然后按照1.2.2所描述的方法求出提取率。
1.2.4 正交试验
在单因素试验的基础上,进行四因素三水平正交
试验(表1),以总黄酮提取率为指标,分析各因素对
提取效果的影响,选出最佳提取条件。
2 结果与分析
2.1 单因素试验结果与讨论
2.1.1 温度对提取效果的影响
准确称量1 g明日叶,乙醇浓度为80%,固液比为
1∶30,分别在温度为40 ℃,50 ℃,60 ℃,70 ℃,
80 ℃下提取1 h,结果如图1显示。两种显色方法的提
取率变化趋势是一致的,随温度的升高,总黄酮的提
取率呈增加趋势,当温度达到回流时,提取液中总黄
酮的提取率达到最大。
2.1.2 乙醇浓度对提取效果的影响
准确称量1 g明日叶,温度80 ℃,固液比1∶30,分别
在乙醇浓度为0%,20%,40%,60%,80%,100%下
回流1 h。由图2可以看出,乙醇浓度在0%到100%范
围内,随着乙醇浓度增大,两种显色方法的提取率变
化趋势是一致的,先增大后减小。
2.1.3 提取时间对提取效果的影响
准确称量1 g明日叶,乙醇浓度为80%,温度为80 ℃,
固液比为1∶30,回流时间0.5,1,2,3 h,结果如图3。
两种显色方法的提取率变化趋势基本上是一致的,黄
酮提取率随提取时间延长先增大后减小,在60 min至
100 min之间内基本上达到最高。
2.1.4 料液比对提取效果的影响
准确称量1 g明日叶,乙醇浓度为80%,温度为80 ℃,
回流时间1 h,料液比为10,20,30,40,50倍。结果如图4,
两种显色方法的提取率变化趋势是一致的,提取率都
随料液比的增大而逐渐增大,当料液比达到20倍以后
增加比较缓慢。
表1 正交试验因素水平表
水平 因素乙醇浓度/% 料液比/倍 提取时间/min 提取次数
1 60 20 70 1
2 70 30 85 2
3 80 40 100 3
图1 提取温度对提取效果的影响
图2 乙醇浓度对提取效果的影响
图3 提取时间对提取效果的影响
图4 料液比对提取效果的影响
《食品工业》2012年第2期
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工艺技术
2.2 正交试验结果与讨论
2.2.1 正交试验设计及试验结果
由单因素试验确定出进行正交试验的因素与水
平,正交试验试验结果见表2,方差分析见表3、表4。
以硝酸铝显色法测定的总黄酮提取率为指标,直
观分析结果表明各因素对测定结果的影响顺序是:提
取次数>料液比>乙醇浓度>提取时间,最佳提取条
件为:60%乙醇回流,30倍溶剂用量,提取100 min,
提取3次。由方差分析表3可知,从统计学角度而言,
乙醇浓度、料液比、提取时间、提取次数对总黄酮的
提取率均无显著性影响,本着经济有效的原则选取,
最后确定最佳提取工艺为:60%乙醇回流,30倍溶剂
用量,提取100 min、提取2次。
以氯化铝显色法测定的总黄酮提取率为指标,直
观分析结果表明各因素对测定结果的影响顺序是:乙
醇浓度>提取次数>料液比>提取时间,最佳提取条
件为:80%乙醇回流,40倍溶剂用量,提取100 min,
提取1次。由方差分析表4可知,用氯化铝显色法来检
测,从统计学的角度而言,乙醇浓度对总黄酮提取率
有显著性影响,故选择最佳乙醇浓度选为80%乙醇,
而提取次数、提取时间和料液比对总黄酮含量均无显
著影响,本着经济有效的原则选取,最后确定最佳提取
工艺为:80%乙醇回流,40倍溶剂用量,提取100 min,提
取1次。
2.3 两种方法的验证试验
取1 g明日叶粉末,在最佳提取工艺条件下提取,
用同样方法检测,重复5次,硝酸铝和氯化铝显色方
法的平均提取率分别为1.946%和1.811%。结果表明,
硝酸铝显色法和氯化铝显色法的含量均高,工艺稳
定。相比较而言,Al(NO3)3显色法测得的总黄酮的提
取率比AlCl3显色法测得的要高,文献中关于总黄酮
的检测方法大都用Al(NO3)3显色法,因为在中性或者
碱性的条件下,黄酮类化合物会与铝盐形成鳌合物,
Al(NO3)3显色法对于某些非黄酮类化合物在500 nm处
也有吸收,致使测得的含量比AlCl3显色法要高。
2.4 加标回收率试验
加入标准品,在最佳提取工艺条件下提取样品,
测出硝酸铝显色法和氯化铝显色法加标后样品中黄酮
的含量,计算出加标回收率,结果见表5。加标后,
回收率均很高且稳定,从而说明明日叶中总黄酮提取
率测定利用硝酸铝显色法和氯化铝显色法效果准确、
可靠。
3 结论
本试验建立了明日叶中总黄酮提取率的可见分光
光度测定法,测定时采用硝酸铝显色法和氯化铝显色
法两种显色方法对比,两种显色方法对试验结果没有
太大差异,硝酸铝显色法测定的含量要比氯化铝显色
法的略高一些,但最低检测限稍差一些,两种显色方
法均操作简便,准确、可靠。
确定的明日叶中黄酮的提取最佳工艺分别为:硝
酸铝显色法,采用60%乙醇回流法提取,30倍溶剂用
量,提取时间为100 min,提取2次;氯化铝显色法,
采用80%乙醇回流法提取,40倍溶剂用量,提取时间
为100 min、提取1次。经验证,提取效果良好,工艺
稳定。
参考文献:
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BCL-2蛋白表达的影响[J].毒理学杂志,2011,23(1):50-53.
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和BCL-2蛋白表达的影响[J].毒理学杂志,2011,25(1):
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[3] 邓良利,丁汉平,刘斌.明日叶保健茶的毒性及致突变和致
表2 正交试验结果
因素 乙醇浓度
溶剂
用量
提取
时间
提取
次数
试验结果(总黄酮提取率/%)
硝酸铝显色法 氯化铝显色法
试验1 1 1 1 1 1.477 9 0.964 2
试验2 1 2 2 2 1.625 0 1.071 2
试验3 1 3 3 3 1.698 5 1.104 4
试验4 2 1 2 3 1.507 4 1.012 2
试验5 2 2 3 1 1.507 4 1.263 1
试验6 2 3 1 2 1.522 1 1.241 0
试验7 3 1 3 2 1.610 3 1.436 5
试验8 3 2 1 3 1.654 4 1.311 1
试验9 3 3 2 1 1.562 2 1.410 7
硝酸
铝显
色法
K1 1.600 1.502 1.551 1.517
K2 1.512 1.596 1.566 1.556
K3 1.581 1.596 1.576 1.620
R 0.088 0.094 0.025 0.103
氯化
铝显
色法
K1 1.047 1.138 1.172 1.261
K2 1.172 1.215 1.213 1.250
K3 1.434 1.300 1.268 1.143
R 0.387 0.162 0.096 0.118
表3 硝酸铝显色法总黄酮提取率方差分析表
因素 偏差平方和 自由度 F比 F临界值 显著性
乙醇浓度 0.013 2 13.000 19.000
溶剂用量 0.017 2 17.000 19.000
提取时间 0.001 2 1.000 19.000
提取次数 0.016 2 16.000 19.000
误差 0.00 2
表4 氯化铝显色法总黄酮提取率方差分析表
因素 偏差平方和 自由度 F比 F临界值 显著性
乙醇浓度 0.235 2 16.786 19.000 *
溶剂用量 0.040 2 2.857 19.000
提取时间 0.014 2 1.000 19.000
提取次数 0.026 2 1.857 19.000
误差 0.01 2
表5 加标回收率测定结果
方法 样品量/µg 加入量/µg 测得量/µg 回收率/% 平均回收率/%
氯化铝
显色法
145.498 468 628.413 103.187
290.996 312 602.583 99.868 99.232
436.494 156 584.133 94.64
硝酸铝
显色法
166.912 468 650.735 103.381
333.824 312 658.088 103.931 102.726
500.736 156 658.088 100.867
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《食品工业》2012年第2期
工艺技术
蛋白质在食品加工中有重要作用,其营养价值
高,可作为食品中的营养补充剂[1]。蛋白质的食品功能
性质主要由其结构决定,其构象、疏水性解性、气泡
性和乳化性等以及外部因素如加工贮藏方法、温度、
pH等直接影响到食品的功能性质。随着食品工业的发
展,对食用蛋白质的营养价值及功能特性的要求越来
越高,但许多食用蛋白质满足不了这些要求,用改性
方法可以改善食用蛋白质的功能特性,并能提高部分
食用蛋白质的营养价值,拓宽它们的应用范围[2]。
近年来,国内外有大量关于低值鱼蛋白的水解蛋
白液、鱼粉加工生产、鱼糜制品的凝胶性、模拟水产
品等的研究。但极少有涉及到非常规加工法(如超声
波)对鱼蛋白物理化学性质影响的研究。有如基因工
程改性法通过重组蛋白质的合成基因,来达到改变蛋
天津科技大学食品工程与生物技术学院,食品营养与安全教育部重点实验室(天津 300457)
超声波处理对鲢鱼鱼肉蛋白性质的影响
胡爱军,陈琼希*,郑捷,郝立静,李洪艳,闫伟,王一鸣
摘 要 研究了超声功率和超声处理时间对鲢鱼肉蛋白性质的影响。结果表明,160 W~320 W超声
作用15 min,鱼肉蛋白的溶解度、乳化性及乳化稳定性、起泡性及气泡稳定性随超声功率的提高均
呈现先增大后减小的趋势,溶解度、乳化性及乳化稳定性在240 W超声作用时最高;起泡性及气泡
稳定性在超声功率160 W时最高。160 W超声作用5 min~25 min,鱼肉蛋白的溶解度、乳化性及乳化
稳定性、起泡性及气泡稳定性随超声作用时间的延长均先增大后减小。其中,溶解度、乳化性、起
泡性及气泡稳定性在超声作用10 min时最高;乳化稳定性在超声作用15 min时最高。由此说明,超
声波处理会导致鱼肉蛋白性质改变,且与超声作用功率和时间有一定的相关性。
关键词 超声波;鲢鱼鱼肉蛋白;性质
Effect of Ultrasonic Treatment on the Properties of Silver Carp Protein
Hu Ai-jun, Chen Qiong-xi, Zheng Jie, Hao Li-jing, Li Hong-yan, Yan Wei, Wang Yi-ming
Key Laboratory of Food Nutrition and Safety, Ministry of Education, College of Food Engineering and
Biotechnology, Tianjin University of Science & Technology (Tianjin 300457)
Abstract Different power and time infl uence of ultrasonic treatment on the properties of silver carp protein
was studied. The results showed that solubility, emulsifying properties and foaming tendency increased
fi rstly and then showed a decreasing trend with the rise of ultrasonic power when fi sh protein was treated
for 15 min with 160 W~320 W ultrasound. Solubility, emulsifying and emulsion stability was the maximum
when the ultrasound was 240 W while foaming, and bubble stability reached the highest in the ultrasonic
power 160 W. When fish protein was treated with 160 W ultrasound power between 5 min and 25 min,
solubility, emulsifying properties and foaming tendency increased firstly and then decreased with the
ultrasonic treatment time going on. Among them, solubility, emulsifying activity and foaming tendency
were the highest at 10 min of ultrasonic action, while emulsion stability was the maximum at 15 min. It was
proved that ultrasonic treatment could cause changes in the properties of fi sh protein, and the changes had a
certain degree of correlation with ultrasonic power and time.
Keywords ultrasound; silver carp protein; property
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