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猴腿蹄盖蕨总多酚的超声提取工艺研究



全 文 :猴腿蹄盖蕨总多酚的超声提取工艺研究
王晓林,钟方丽,薛健飞
(吉林化工学院化学与制药工程学院,吉林 吉林 132022)
摘 要:以总多酚提取率为主要考察指标,探索了猴腿蹄盖蕨总多酚的超声提取工艺条件。 通过单因素和正交试验确定了猴
腿蹄盖蕨总多酚的最佳超声提取工艺条件为料液比为1∶30、乙醇浓度为65%、超声提取3次、每次45 min,提取温度为75~80℃。 在上
述超声提取条件下,猴腿蹄盖蕨总多酚的提取率可以达到169.27 mg/g,上述提取工艺条件可用于猴腿蹄盖蕨总多酚的超声提取。
关键词:猴腿蹄盖蕨;总多酚;超声提取
中图分类号:R284.2 文献标识码:A 文章编号:1004-874X(2013)13-0098-03
Study on purification technology of total polyphenols from Athyrium
Mult identatum (Doll.) ching. with ultrasonic extraction method
WANG Xiao-lin,ZHONG Fang-li,XUE Jian-fei
(School of Chemistry and Pharmaceutical Engineering, Jilin Institute of Chemical Technology, Jilin 132022, China)
Abstract: To explore the optimum extraction technology of total polyphenols (TP) in Athyrium Mult identatum (Doll.) Ching.with
ultrasonic extraction method, the extraction efficiency of TP was used as evaluating indicators. The optimum extraction conditions were
obtained according to the single factor and orthogonal test adsorption and desorption rate as evaluating indicators. The ratio between raw
material and solvent, the concentration of ethanol, the extraction times, and the extraction temperaturetime were 1 ∶30, 65%, 3 times and 45
min respectively at 75~80℃. The extraction efficiency of TP in Athyrium Mult identatum (Doll.) Ching. can reach to 169.27 mg/g . under
Under the optimum extraction conditions conditions which , it indicates that the extraction conditions obtained can be used for extracting TP
in Athyrium Mult identatum(Doll.) Ching. with ultrasonic method
Key words: Athyrium Mult identatum(Doll.) Ching.; total polyphenols(TP); ultrasonic extraction method
收稿日期:2013-03-25
作者简介:王晓林(1969-),男,硕士,副教授,E-mail:wangxiaolin
69@eyou.com
通讯作者:钟方丽(1970-),女,博士,教授,E-mail:fanglizhong@
sina.com
植物多酚是一类广泛存在于植物体内、 具有独特生
理活性和药理活性的多酚类化合物,其清除体内自由基、
抗脂质氧化、抗诱变、抗肿瘤、预防心血管系统疾病、抗病
毒、抗微生物、抗衰老及对人体的保健预防作用日益受到
人们的关注 [1-3],很多植物多酚是一种优良的食品抗氧剂,
已被人们称为人类健康的“第 7 营养素”[4-6],特别是茶多
酚和葡萄多酚的广泛应用, 使多酚的研究和应用越来越
受重视 [7-8]。 猴腿蹄盖蕨又名猴腿儿,俗称“山野之王”,具
有抗氧化、抗菌、抗病毒等功效,既可山上采摘,也可人工
栽植,既可食用,又可药用,是珍贵的药食两用山野菜,其
各种制品常年出口日本、韩国等地,发展前景极其广阔[9-11]。
超声波提取法是提取天然植物活性成分的一种新方法,
具有提取时间短、提取率高、提取成分完全等优点,已广
泛应用于天然植物有效成分的提取 [12-13],而有关猴腿蹄盖
蕨总多酚提取工艺的研究较少。 因此,本试验采用超声波
法提取猴腿蹄盖蕨总多酚, 通过单因素和正交试验优化
猴腿蹄盖蕨总多酚的提取工艺, 以期为猴腿蹄盖蕨总多
酚的提取及其开发利用提供依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
没食子酸对照品购于中国药品生物制品检定所;猴腿
蹄盖蕨采自吉林市蛟河地区, 经吉林化工学院药学系薛
健飞博士鉴定。 无水乙醇(分析纯,天津市大茂化学试剂
厂);无水碳酸钠(分析纯,天津市北方天医化学试剂厂);
钨酸钠、钼酸钠、硫酸锂(分析纯,北京化工厂);水为重蒸
馏水;其他试剂均为分析纯。
1.2 仪器与设备
超声波提取仪 (MAS-Ⅱ型, 济宁金百特电子有限公
司);紫外可见分光光度计(752N型,上海精密科学仪器有
限公司);多功能粉碎机(RT-08 型,荣聪精密科技有限公
司);电子天平(FA2004型,上海精密科学仪器有限公司);
恒温水浴锅(W5-100SP 型,上海申生科技有限公司);电
热鼓风干燥箱(101-1BS 型,天津市华北试验仪器有限公
司);旋转蒸发仪(RE-52A型,上海亚荣生化仪器厂)。
1.3 试验方法
1.3.1 总多酚含量测定 (1)检测波长的确定。精密称取没
食子酸对照品 2.79 mg,置于 50 mL 棕色容量瓶中,加蒸
馏水溶解并定容至刻度,作为对照品溶液。 称取干燥后的
猴腿蹄盖蕨粉末 2.5 g, 加入 60%适量乙醇进行超声波提
取 3 次,每次 30 min,过滤,合并滤液,用 60%乙醇定容于
100 mL容量瓶中,摇匀,作为供试品溶液。 分别精密吸取
上述对照品溶液和供试品溶液各 1.0 mL 于 10 mL 容量瓶
中,加入 4 mL 蒸馏水、1 mL 磷钼钨酸溶液 [14],29%的无水
碳酸钠溶液定容至刻度,摇匀,放置 30 min,以相应的试
剂为空白,采用分光光度法,在 400~800 nm 波长范围内
分别进行波长扫描, 没食子酸对照品溶液的最大吸收波
广东农业科学 2013 年第 13 期98
C M Y K
DOI:10.16768/j.issn.1004-874x.2013.13.017
长出现在 760 nm,供试品溶液的最大吸收波长出现在764
nm,二者峰型相似,由于供试品溶液在 764 nm 与 760 nm
的吸光度值相差很小,故将检测波长确定为 760 nm。 (2)
标准曲线的绘制。 精密吸取没食子酸对照品溶液 0.5、1.0、
1.5、2.0、2.5 mL 于 25 mL 容量瓶中,加入 4 mL 蒸馏水,以
相应试剂为空白对照液,按(1)的方法,从“加入 1 mL 磷
钼钨酸溶液”开始操作,在 760 nm 波长处测定吸光度 [15],
以吸光度值 A 为纵坐标, 没食子酸浓度 C为横坐标绘制
标准曲线,其回归方程为 A=0.1018C-0.0454,R=0.9994,结
果表明没食子酸在 1.116~5.580 μg/mL浓度范围内呈良好
的线性关系,结果见图 1。
(3)提取液中总多酚的含量测定。 精密吸取猴腿蹄盖
蕨提取液 1 mL 于 50 mL 容量瓶中, 蒸馏水定容至刻度,
再精密吸取上述溶液适量于 25 mL 容量瓶中,按(1)的方
法,以相应试剂为空白对照液,从“加入 1 mL 磷钼钨酸溶
液”开始操作,在 760 nm 波长处测定吸光度,通过回归方
程计算出供试液中多酚的相应浓度, 得出提取液中总多
酚的含量,进而计算出提取的总多酚质量和提取率:
总多酚质量(mg)=(C×25×50×V 总)/ V 样×1000
总多酚提取率(mg/g)= 总多酚的质量
猴腿蹄盖蕨粉末的质量
式中 ,C 表示所测定猴腿蹄盖蕨提取液总多酚的浓度
(μg/mL),V 总表示猴腿蹄盖蕨提取液的总体积(mL),V 样表
示含量测定时吸取的猴腿蹄盖蕨提取液的体积(mL)。
1.3.2 猴腿蹄盖蕨总多酚的超声提取 称取猴腿蹄盖蕨粉
末适量,放入圆底烧瓶中,加入一定浓度、体积的乙醇溶
液,放入超声波提取仪中,在不同温度下,超声提取一定
时间与次数,过滤,合并滤液,记录体积,按 1.3.1 中(3)的
方法测定提取液中总多酚的浓度,计算提取率,以总多酚
提取率为指标,分别通过单因素和正交试验考察料液比、
提取时间、提取次数、乙醇的浓度、提取温度对提取效果
的影响[16-18]。
2 结果与分析
2.1 超声波提取单因素试验
2.1.1 料液比对提取效果的影响 称取猴腿蹄盖蕨粉末
5 g,放入到圆底烧瓶中,以料液比为 1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、
1∶50 分别加入到 45%的乙醇溶液中, 然后放入超声波提
取仪中,在 25~30℃提取 2 次,每次 30 min,过滤,合并滤
液,记录体积,按 1.3.1 中(3)的方法测定提取液中总多酚
的浓度,计算提取率。 结果(图 2)表明,提取液中总多酚的
提取率开始随料液比的增加逐渐升高, 在料液比为 1∶30
时提取率已达到较高值, 之后随着料液比的增加提取率
变化不明显。 为了进一步考察料液比对超声提取猴腿蹄
盖蕨总多酚的影响,分别选择料液比为 1∶25、1∶30、1∶35 进
行正交试验。
2.1.2 提取时间对提取效果的影响 料液比固定为 1∶30,
乙醇浓度、温度、提取次数等参数及操作同 2.1.1,分别考
察提取时间为 10、20、30、40、60、70 min 时对提取效果的
影响。 结果(图 3)表明,总多酚的提取率在 40 min 时最
高,之后随提取时间的延长提取率有所下降。 为了进一步
考察提取时间对超声提取猴腿蹄盖蕨总多酚的影响,选
择提取时间分别为 35、40、45 min进行正交试验。
2.1.3 提取次数对提取效果的影响 料液比为 1∶30,提取
时间定为 40 min,乙醇浓度、温度等参数及操作同 2.1.1,
分别考察提取 1、2、3、4、5次时对提取效果的影响。 从图 4
可以看出,5 次提取的总提取率为 101.4838 mg/g; 而前 3
次提取的提取率之和为 97.0177 mg/g,占 5 次总提取率的
95.6%,因此,为了节约成本,在后续试验中将提取次数固
定为 3次。
2.1.4 乙醇浓度对提取效果的影响 料液比为1∶30, 提取
时间定为 40 min,提取次数定为 3 次,温度等参数及操作
同 2.1.1,分别考察乙醇浓度为 30%、45%、60%、75%、90%
时对提取效果的影响。 结果(图 5)表明,总多酚的提取率
开始随乙醇浓度的增加而升高, 在乙醇浓度为 60%时提
取率达到最高值, 之后随乙醇浓度的升高提取率有所下
图 1 没食子酸对照品标准曲线
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0



0 1 2 3 4 5 6
对照品浓度(ug/mL)
图 2 料液比对提取效果的影响
100
80
60
40
20
0



( m
g/
g)
0 10 20 30 40 50
液料比
图 3 提取时间对提取效果的影响
100
80
60
40
20
0



( m
g/
g)
0 10 20 30 40 50 60 70
提取时间(min)
99
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降。 为了进一步考察乙醇浓度对超声提取猴腿蹄盖蕨总
多酚的影响,选择乙醇浓度为 55%、60%、65%进入正交试
验。
2.1.5 提取温度对提取效果的影响 料液比为 1∶30, 提取
时间定为 40 min,提取次数定为 3 次,乙醇浓度为 60%条
件下考察温度为 25~30(T1)、40~45(T2)、50~55(T3)、60~65
(T4)、75~80(T5)℃时对提取效果的影响。 结果(图 6)表明,
总多酚的提取率随温度的升高而逐渐增大, 在提取液微
沸时提取率达到最高, 所以在后续试验中将提取温度固
定为 75~80℃(微沸)。
2.2 正交试验
2.2.1 因素及水平设计 根据单因素试验结果, 选择料液
比(1∶25、1∶30、1∶35)、超声时间(35、40、45 min)、乙醇浓度
(55%、60%、65%)3 个因素,每个因素选择 3 个水平,因素
及水平设计见表 1。 在正交试验中固定提取次数为 3 次,
提取温度为 75~80℃(微沸)。
2.2.2 正交试验结果 称取猴腿蹄盖蕨粉末 5 g, 放入到
圆底烧瓶中,然后放入到超声波提取仪中,按正交试验表
进行试验,结果见表 2。
以猴腿蹄盖蕨总多酚提取率为考察指标,确定最佳提
取工艺为 A2B3C3,即料液比为 1∶30,提取时间为 45 min,乙
醇浓度为 65%,提取 3 次,提取温度固定为微沸,各因素
对提取工艺影响的主次顺序为 C > A > B。
2.3 工艺验证性试验
为了考察上述优选的提取工艺的稳定性, 按上述优
选的工艺条件提取, 由结果得知, 多酚提取率为 169.23
mg/g。 由于通过正交试验优化的工艺条件中, B 和 C 因
素的水平均处于最高点, 所以又进行了 A2B4C3 和 A2B3C4
两组试验, 以便对上述 3 种工艺组合进行比较, 结果显
示, A2B4C3组合的提取率为 168.76 mg/g, A2B3C4 组合的
提取率为 166.31 mg/g, 由此可知猴腿蹄盖蕨总多酚的超
声提取工艺条件为料液比为 1∶30, 提取时间为 45 min,
乙醇浓度为 65%, 提取 3 次, 提取温度固定为微沸, 按
此工艺进行 2 次提取试验 , 其提取率为 169.72 mg/g、
168.87 mg/g, 3 次工艺验证性试验的平均提取率为
169.27 mg/g。
3 结语
以猴腿蹄盖蕨总多酚提取率为评价指标, 通过单因
素和正交试验对猴腿蹄盖蕨总多酚的超声提取工艺进行
了考察, 结果表明各因素对提取效果影响的主次顺序依
表 1 因素及水平设计
水平因素 A (料液比)
1∶25
1∶30
1∶35
1
2
3
B(提取时间,min) C(乙醇浓度,%)
35
40
45
55
60
65
表 2 正交试验结果
试验号 A
1
1
1
2
2
2
3
3
3
161.3846
165.5465
164.4993
4.1619
165.5465
A2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
K1
K2
K3
R
Max
最优水平
B 总多酚提取率(mg/g)C
1
2
3
1
2
3
1
2
3
163.3151
163.7197
164.8897
1.5746
164.8897
B3
1
2
3
3
2
1
2
1
3
159.7794
164.9563
167.1888
7.4094
167.1888
C3
155.2993
161.1015
167.7529
168.1384
167.2599
161.2412
166.5076
162.7977
165.6751
图 4 提取次数对提取效果的影响
80
60
40
20
0



( m
g/
g)
0 1 2 3 4 5
提取次数
图 5 乙醇的浓度对提取效果的影响
120
100
80
60
40
20
0



( m
g/
g)
0 30 60 90
提取次数(%)
图 6 温度对提取效果的影响
170
160
150
140
130
120



( m
g/
g)
25~30
温度(℃)
40~45 50~55 60~65 70~75
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100
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次为乙醇浓度>料液比>提取时间。 其最佳工艺条件为:称
取猴腿蹄盖蕨适量,加入 30 倍量 65%乙醇于微沸状态下
超声提取 3 次,每次 45 min,在上述条件下猴腿蹄盖蕨总
多酚的提取率为 169.27 mg/g,为猴腿蹄盖蕨的开发、利用
提供了基本依据。
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低于三黄鸡, 表现出贵妃鸡肌肉内脂肪沉积量比三黄鸡
高的趋势,且贵妃鸡脂肪的沉积部位倾向于肌间脂,而皮
下脂厚及腹脂率方面贵妃鸡低于三黄鸡, 这可能是贵妃
鸡肉味鲜美的主要原因之一。
3.3 贵妃鸡与三黄鸡肌肉组织学指标的比较
肌肉的组织学特性是影响肌肉食用性能的主要因素
之一,与肌肉的嫩度、肌肉系水力、肉色、大理石花纹、风味
和多汁性有密切关系。文献指出,鸡一出壳,至少在 4周龄
以后,肌肉组织中肌纤维数量基本固定,后天因素如年龄
增长、营养好坏、运动量增加只能影响肌纤维直径,从而影
响肌肉组织生长[19];同时肌纤维直径和密度呈极显著的负
相关[20],肌纤维直径越小,肌纤维的密度会越高,表现肉质
越鲜美越细嫩,风味越好。 本试验结果表现出贵妃鸡无论
腿肌、胸肌纤维直径都小于三黄鸡的趋势;在肌纤维密度
上,贵妃鸡的胸肌和腿肌分别是 493.56、401.85 根/mm2,也
表现出高于三黄鸡的趋势。 这说明肌纤维性状与品种有
关,贵妃鸡具有较细的肌纤维,表现出较高的肌肉嫩度。
在同一样本中,胸肌肌纤维直径显著要小于腿肌,胸肌肌
纤维密度要显著大于腿肌。 这主要是由于贵妃鸡好动,腿
肌运动量的增加会明显影响肌纤维的直径。
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