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山竹果皮中抗氧化活性物质的提取分离



全 文 :食品研究与开发 2009 年 6 月第 30 卷第 6 期
山竹 ( Garcinia mangostana L.)又称山竹子 、莽吉
柿、 凤果。 为藤黄科藤黄属一种间杂交的异源多倍体
果树 [1],原产于印度尼西亚和马来西亚, 是一种典型的
热带水果,主要分布于泰国、越南、马来西亚、印度尼西
亚、菲律宾等东南亚国家。 我国台湾、福建、广东和云
南也有引种[2]。 山竹果实主要作为水果鲜食,其果肉占
整个果重的 1/4 左右,柔软多汁,甜而略带酸味,被誉
为“果中皇后”[3]。 许多研究发现,山竹具有抗炎、抗肿
瘤、抗氧化活性,并对金黄色葡萄球菌、志贺痢疾杆菌、
弗氏去贺菌、大肠杆菌、霍乱弧菌和幽门螺杆菌等细菌
具有抗菌活性 [4]。 所以,近年来,山竹特别是山竹果皮
化学成分及其生物学活性成为人们的研究热点。 国内
关于山竹果皮中抗肿瘤的研究报道较多,对其抗氧化
成分的研究较少。本文旨在研究采用不同溶剂分级山
竹果皮 95 %乙醇提取物, 并比较不同组分的抗氧化
性和总黄酮、总多酚的含量。 以及 D101 大孔吸附树
脂纯化正丁醇萃取物前后的抗氧化性,总黄酮、总酚
的含量。
1 材料与方法
1.1 材料
乙醇、石油醚、乙酸乙酯、正丁醇、TPTZ(2 ,4,6-三
(2-吡啶基) 1 ,3 ,5-三-嗪)、DPPH (二苯代苦味酰肼)、没
食子酸、芦丁、L-抗坏血酸等均为国产分析纯;山竹:购
于天津市场。
1.2 主要仪器设备
RE-52AA 旋转蒸发仪: 上海亚荣生化仪器厂;
张泽生,赵璐,牟浩,索茂荣
(天津科技大学 食品工程与生物技术学院,天津 300457)
山竹果皮中抗氧化活性物质的提取分离
STUDY ON EXTRACTION AND PURIFICATION OF THE FLAVONOIDS
FROM GARCINIA MANGOSTANA L PERICARP
ZHANG Ze-sheng, ZHAO Lu, MU Hao, SUO Mao-rong
(College of Food Engineering and Biological Technology ,Tianjin University
of Science & Technology, Tianjin 300457, China)
Abstract: The Garcinia mangostana L pericarp was extracted by 95 % ethanol. And the extracts were divided
into four parts according their polarity. Then their antioxidant activities were determined by external antioxidant
mode. Besides, the content of flavonoids and polyphenols of them were determined. The n-butanol extracts were
purified with adsorb resin D101.And then the content of flavonoids and polyphenols of them were determined.
The result showed that The n-butanol extracts have strong antioxidant activities and the content of flavonoids
and polyphenols of it were higher than the other parts. After purified the n-butanol extracts, it showed that the
antioxidant activities and the content of flavonoids and polyphenols were remarkably enhanced.
Key words: Garcinia mangostana L pericarp; antioxidant; flavonoids; polyphenols; extraction; purification
摘 要:将山竹果皮 95 %乙醇提取物用溶剂萃取法分成 4个不同的组分;采用体外抗氧化模型测定 4个组分的抗氧化
能力;并对该 4个组分分别测定总黄酮、总酚的含量;用大孔吸附树脂 D101纯化分离正丁醇相;并测定正丁醇相纯化
前后抗氧化活性、总黄酮和总酚含量的变化。结果表明:正丁醇相表现出较强的抗氧化活性;而且该相中总黄酮和总酚
的含量也较其他几相高;用 D101大孔吸附树脂纯化正丁醇相后抗氧化活性及总黄酮、总酚含量都有显著的提升。
关键词:山竹果皮;抗氧化性;总黄酮;总酚;分离;纯化
基金项目:国家科技支撑计划项目(2006BAD27B06)
作者简介:张泽生(1956—),男(汉),教授,博士研究生导师,研究方向:功
能食品及配料的研究与开发;天然产物的生物活性及机理的研究。
科学研究 11
食品研究与开发2009 年 6 月第 30 卷第 6 期
SHB-Ⅲ循环水式多用真空泵:郑州长城科工贸有限公
司;JA2003 全自动光电分析天平: 上海天平仪器厂;
UVmin-1240 紫外/可见分光光度计: 日本岛津公司;
TDL-5-A 型低速离心机: 上海安亭科学仪器厂;MK3
型酶标仪:美国 Thermo公司。
1.3 方法
1.3.1 样品的制备
山竹果皮粉碎洗净,95 %乙醇提取,提取液抽滤
3次,真空浓缩至干,用去离子水溶解,分别用石油醚、
乙酸乙酯、正丁醇依次萃取,萃取液真空浓缩,干燥,得
石油醚、乙酸乙酯、正丁醇、水相萃取物。
1.3.2 各萃取组分对 DPPH自由基清除能力的测定[5-6]
将各萃取物配制成 50、100、150、200 mg/L 的溶液。
取不同浓度的试样 2 mL, 分别加入 2 mL 1.5×10-4 mol/L
DPPH 溶液,摇匀后室温放置。 30 min 后于 517 nm 测
定吸光度。 L-抗坏血酸做阳性对照。 样品对 DPPH的
清除率 K可用下式计算:
K/%= A0 -(Ai-Aj)A0
×100
式中:Ai 为 2 mL DPPH 溶液+2 mL 待测溶液吸
光度;Aj为 2 mL 待测溶液+2 mL 溶剂的吸光度;A0为
2 mL DPPH 溶液+2 mL 溶剂的吸光度。
1.3.3 各萃取组分还原力的测定
将各萃取物配制成 50、100、150、200 mg/L 的溶
液。 取 1 mL 上述溶液, 加入 2.5 mL 磷酸盐缓冲液
(0.2 mol/L,pH 6.6)和 2.5 mL 1 %K3 Fe(CN)6 溶液,于
50 ℃水浴反应 20 min 后迅速冷却, 加入 2.5 mL 10 %
的三氯乙酸溶液,以 5 000 r/min的转速离心 10 min,取
上清液 2.5 mL, 加入 2.5 mL 双蒸水和 1 mL 0.1 %的
FeCl3,充分混匀,静置 10 min 后于 700 nm 处测定吸光
度。 L-抗坏血酸做阳性对照。
以 A700nm代表还原力强度,A越大,还原力越大。
1.3.4 各萃取组分 FRAP模型抗氧化性的测定[7-8]
将各萃取物配制成 50、100、150、200 mg/L的溶液。
加入 3.6 mL TPTZ 工作液 (由 0.3 mol/L 醋酸盐缓冲液
25 mL,10 mmol/L TPTZ 溶液 2.5 mL,20 mmol/L FeCl3溶
液 2.5mL组成), 充分混匀后,37℃水浴反应 10min,于
593nm处测定吸光度,同时以 L-抗坏血酸作阳性对照。
以 1.0 mmol/L FeSO4为标准样, 样品抗氧化活性
(FRAP value) 以达到同样吸光度所需的 FeSO4的毫摩
尔数表示。
1.3.5 各萃取组分总黄酮、总多酚含量的测定
1.3.5.1 总黄酮含量的测定
准确称取芦丁标准品 10 mg,定容于 100 mL。 吸
取上述溶液 1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL 样液用水稀释到
5 mL,静置 5 min,加入 0.3 mL 5 %亚硝酸钠,反应 6 min
后加入 0.3 mL硝酸铝, 反应 6 min再加入 4 mL 1 mol/L
氢氧化钠和 2.5 mL 水, 反应 10 min 后于 510 nm 处测
定吸光度。 以吸光度值为纵坐标, 芦丁浓度为横坐标
绘制标准曲线。 得回归方程为:y=1.004x-0.001 8,R2=
0.999 5。 将各萃取物配制成 100 mg/L 溶液,按上述方
法测定其总黄酮含量。
1.3.5.2 总酚含量的测定
准确称取没食子酸标准品 45.3 mg,用水溶解并定
容至 100 mL。 以此溶液配成浓度为 9.06、18.12、36.24、
54.36、72.48、90.60 mg/L的溶液。 分别取上述不同浓度
溶液 1 mL 加到 10 mL 比色管中, 然后依次加入1 mL
去离子水,0.5 mL 已稀释 2 倍的福林-酚试液,1.5 mL
26.7 %Na2CO3 溶液,最后用水定容至 10 mL,在 50 ℃
水浴下保持 10 min, 冷却, 在 760 nm 下测定其吸光
度。 由所取标准液的浓度和吸光度数据经数据分析,
回归方程为:y=98.653x-3.113 2,R2=0.993 6。 将各萃
取物配制成 100 mg/L 溶液, 按上述方法测定其总酚
含量。
1.3.6 D101大孔吸附树脂纯化分离正丁醇萃取物
准确称取正丁醇萃取物干燥粉末 10 g,用水定容
于 100 mL。将上述溶液上样于 1 000 gD101树脂柱中,
用 60 %乙醇溶液洗脱,流速为 2 mL/min。 流出液真空
浓缩,冷冻干燥。
1.3.7 正丁醇萃取物大孔吸附树脂纯化前后抗氧化活
性的比较
1)按照 1.3.2 方法测定正丁醇萃取物大孔吸附树
脂纯化前后清除 DPPH自由基能力的变化。
2)按照 1.3.3 方法测定正丁醇萃取物大孔吸附树
脂纯化前后还原力的变化。
3)按照 1.3.4 方法测定正丁醇萃取物大孔吸附树
脂纯化前后 FRAP抗氧化模型中的变化。
1.3.8 正丁醇萃取物大孔吸附树脂纯化前后总黄酮、
总酚含量的比较
1) 按照 1.3.5.1 方法测定正丁醇萃取物大孔吸附
树脂纯化前后总黄酮含量的变化。
2) 按照 1.3.5.2 方法测定正丁醇萃取物大孔吸附
树脂纯化前后总酚含量的变化。
2 结果与分析
2.1 各萃取组分对 DPPH自由基的清除作用
各萃取物清除 DPPH 自由基能力的比较见
图 1 。
科学研究12
食品研究与开发 2009 年 6 月第 30 卷第 6 期
图 3 各萃取组分 FRAP 模型抗氧化性的比较
Fig.3 Compare of different extracts in FRAP test
图 4 95 %乙醇提取物与各萃取组分总黄酮的比较
Fig.4 Compare the content of flavones in different extracts
图 5 95 %乙醇提取物与各萃取组分总酚的比较
Fig.5 Compare the content of polyphenols in different extracts
图 1 各萃取组分对 DPPH 自由基的清除作用
Fig.1 Different extracts scavenging activity
against DPPH free radical
图 2 各萃取组分还原力的测定
Fig.2 Reducing power of different extracts
由图 1 可知,各萃取物对 DPPH 自由基均有一定
的清除作用, 且随浓度的增加清除能力增强。 清除
DPPH 自由基能力的大小依次为正丁醇相、 乙酸乙酯
相、水相、石油醚相清除能力最差。
2.2 各萃取组分还原力的测定
各萃取物还原能力的比较见图 2。
由图 2 可知,各萃取物的还原能力与样品的浓度
呈正相关,样品浓度越高,还原能力越强。 正丁醇相和
乙酸乙酯相均表现出较强的还原能力。 水相和石油醚
相的还原能力较差。
2.3 各萃取组分 FRAP模型抗氧化性的测定
各萃取物 FRAP模型抗氧化性的比较见图 3。
由图 3 可以看出,正丁醇相、乙酸乙酯相和水相
在 FRAP抗氧化模型中表现出了较强的能力, 而石油
醚相抗氧化能力最差。
2.4 95 %乙醇提取物与各萃取组分总黄酮、总多酚含
量的测定
2.4.1 95%乙醇提取物与各萃取组分总黄酮的测定
95 %乙醇提取物与各萃取物总黄酮含量比较
见图 4。
由图 4 可知,95 %乙醇提取物经过不同极性溶剂
逐步萃取后,其总黄酮含量主要富集于正丁醇相和乙
酸乙酯相中,水相和石油醚相中基本不含黄酮。
2.4.2 95 %乙醇提取物与各萃取组分总酚的测定
95 %乙醇提取物与各萃取组分总酚含量的比较
见图 5。
由图 5可知,山竹果皮 95 %乙醇提取物经过不同
极性的溶剂依次萃取后,酚类化合物主要富集在正丁
醇相和乙酸乙酯相中。 正丁醇相中总酚的含量最高,
达到了 13.82 %。
2.5 正丁醇萃取物大孔吸附树脂纯化前后抗氧化活
性的比较
2.5.1 正丁醇萃取物大孔吸附树脂纯化前后清除
DPPH自由基能力的测定
正丁醇萃取物大孔吸附树脂纯化前后清除 DPPH
自由基能力的比较见图 6。
科学研究 13
食品研究与开发2009 年 6 月第 30 卷第 6 期
图 6 正丁醇萃取物大孔吸附树脂纯化前后清除 DPPH
自由基能力的比较
Fig.6 Compare of n-butanol extracts before or after purified
by adsorb resin scavenging activity against DPPH free radical
图 7 正丁醇萃取物大孔吸附树脂纯化前后还原力的比较
Fig.7 Compare of reducing power of n-butanol extracts before or
after purified by adsorb resin
图 8 正丁醇萃取物大孔吸附树脂纯化前后在 FRAP 模型中抗氧化
性比较
Fig.8 Compare of n-butanol extracts before or after purified by
adsorb resin in FRAP test
图 9 正丁醇萃取物大孔吸附树脂纯化前后总黄酮、总酚含量的比较
Fig.9 Compare the content of flavones and polyphenols in n-
butanol extracts before or after purified by adsorb resin
由图 6 可知,正丁醇相在经过大孔吸附树脂纯化
后对 DPPH 自由基的清除能力有了明显地提高 ,在
150 mg/L浓度水平时, 纯化后的正丁醇相对 DPPH 自
由基的清除能力达到了 90 %以上, 基本与 VC的清除
能力持平。
2.5.2 正丁醇萃取物大孔吸附树脂纯化前后还原力的
测定
正丁醇萃取物大孔吸附树脂纯化前后还原力的
比较见图 7。
由图 7可以看出,正丁醇相在经过大孔吸附树脂纯
化后还原能力有了很大地提升。 在 200 mg/L浓度水平
时,纯化后的正丁醇相的还原能力是纯化前的近 4倍。
2.5.3 正丁醇萃取物大孔吸附树脂纯化前后 FRAP 抗
氧化模型中的测定
正丁醇萃取物大孔吸附树脂纯化前后 FRAP抗氧
化模型中的比较见图 8。 由图 8可知,正丁醇相经大孔
吸附树脂纯化后总抗氧化活性提升了近 1倍。 综上所
述,正丁醇相在经过 D101 大孔吸附树脂纯化后,其抗
氧化活性有了显著地提升, 说明 D101 大孔吸附树脂
对纯化分离正丁醇相中的抗氧化活性物质有较好的
效果。
2.6 正丁醇萃取物大孔吸附树脂纯化前后总黄酮、总
酚含量的比较
正丁醇萃取物大孔吸附树脂纯化前后总黄酮、总
酚含量的比较见图 9。
由图 9 可知, 正丁醇相在经过了 D101 大孔吸附
树脂纯化后,其总黄酮、总酚含量明显提高。 由此可推
断出 D101 大孔吸附树脂是纯化分离正丁醇相中黄酮
和酚类化合物的有效树脂。
3 结论
不同溶剂分级提取产物的抗氧化性评价结果表
明:山竹果皮各萃取物除石油醚相外均表现出一定的
抗氧化活性。 其中正丁醇相和乙酸乙酯相的抗氧化活
性较其他几相强。 正丁醇相和乙酸乙酯相中总黄酮和
总酚的含量也明显高于其他几相。 用 D101 大孔吸附
树脂纯化后的提取物抗氧化活性明显增强,总黄酮和
总酚的含量也显著提升。 说明 D101 大孔吸附树脂是
纯化分离山竹果皮中抗氧化活性物质的有效树脂。
因此,山竹果皮提取物具有良好的体外抗氧化作
用,这为进一步研究山竹果皮体内抗氧化活性以及山
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食品研究与开发 2009 年 6 月第 30 卷第 6 期
竹果皮的综合利用提供了科学依据,但山竹果皮中黄
酮与酚类化合物的组成成分还需要进一步研究。
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Bioresourse Technoligy, 2005, 96:873-877
收稿日期:2008-12-01
番茄红素是类胡萝卜素的一种,近年来的研究表
明番茄红素具有多种生理功能,番茄红素通过对单线
态氧的淬灭和自由基的消除、阻断亚硝胺形成、抑制细
胞等多种作用,起到预防癌症和心血管疾病的作用,其
特有的功能与性质颇令人瞩目,因此引发了世界性的
对番茄红素生产技术及应用开发的研究热潮 [1]。 本文
吴疆,李聪
(天津农学院 农学系,天津 300384)
有机溶剂浸提番茄红素的工艺优化
作者简介:吴疆(1976—),男(汉),讲师,硕士,主要从事生物技术方
面的研究工作。
摘 要:采用有机溶剂浸提法从番茄中提取番茄红素。先确定研究的因素,再采用单因素试验确定试验因素的最好
条件,最后采用 L9(34)正交试验,确定提取的最佳溶剂及最佳工艺条件。在单因素试验中得到皂化温度、乙醇处理时
的料液比和二氯甲烷振荡提取时间的各因素的最佳条件,而在正交试验中得到提取番茄在皂化温度、乙醇处理时
的料液比和二氯甲烷振荡提取时间的最佳工艺条件:皂化温度为 50 ℃;乙醇处理时料液比为 1∶3;二氯甲烷振荡
提取时间为 35 min。
关键词:番茄红素;有机溶剂;提取
OPTIMIZED TECHNOLOGY FOR THE EXTRACTION OF LYCOPENE BY ORGANIC SOLVENTS
WU Jiang, LI Cong
(Department of Agronomy, Tianjin Agricultural University, Tianjin 300384, China)
Abstract: In this experiment, lycopene was extracted from tomato by organic solvents. After determination of
factors, the single factor test was used to determine the best conditions for extraction, and then the orthogonal
L9 (34) was used to determine the optimum extrac tion solvent and the best conditions. The specification
temperature, ratio of ethanol, feed ratio and dichloride methane extraction time were obtained by the single
factor experiment, which were the best conditions. The specification temperature, ethanol feed ratio and
dichloride methane extraction time were obtained by orthogonal experiments, which were the best technology
conditions: saponification temperature was 50 ℃ , solid -liquid ratio was 1:3, oscillation time of methylene
dichloride was 35 min.
Key words: Lycopene; organic solvent; extraction
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
科学研究 15