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超声提取花生根中白黎芦醇的研究



全 文 :广西轻工业
GUANGXI JOURNAL OF LIGHT INDUSTRY
2009年 3月
第 3期(总第 124期) 食品与生物
【作者简介】王谦(1980-),男,助教,从事药物化学的教学和科研工作。
【基金项目】淮南联合大学校级科研项目
白藜芦醇(Resveratrol)是一种含有芪类结构的非黄酮类多
酚化合物,主要存在于葡萄、虎杖、桑椹、松树、买麻藤等植物
中[1]。近年来研究发现,白藜芦醇具有抗氧化、清除自由基、防
止老化、抗肿瘤、保护心血管和植物雌激素的作用及保肝的功
效,是一种极具开发价值的天然物质[2- 4]。
目前,提取天然白藜芦醇多以中药材虎杖(根)为原料,由
于虎杖资源有限,资源问题是制约白藜芦醇产业发展的巨大障
碍。同时,由于虎杖中白藜芦醇含量低而其甙含量高,加上色素
干扰严重,所以提取白藜芦醇程序比较麻烦。花生根中也含有
大量白藜芦醇,其白藜芦醇含量高而甙含量低,色素干扰小,提
取程序相对比较简单,所以开发花生根提取白藜芦醇将更具市
场竞争力。
超声技术是利用超声波产生的强烈振动、空化作用、粉碎
作用,将植物中的活性成分提取到溶剂中去[5],该法简单、提取
效率高、副产物少,能达到比常规提取更理想的效果,近年来被
广泛用于植物活性成分的提取[6- 8]。
因此,本实验对超声波提取花生根中的白藜芦醇的工艺条
件进行优化,为开发花生根提取白藜芦醇提供指导。
1 材料和方法
1.1 实验材料和仪器
花生根采自安徽省风台县,烘干,切段,粉碎后待用;白藜芦
醇标准品(98%)为天津尖峰公司生产;其余试剂均为分析纯。
HH- 2型数显恒温水浴锅(国华电器有限公司)、JY88- II
超声波细胞粉碎机(上海新芝生物技术研究所)、800型离心沉
淀器(上海手术器械厂)、UV- 754紫外可见分光光度计(上海
第三分析仪器厂)、SBW- 1旋转蒸发器(上海申玻仪器公司)。
1.2 实验方法
1.2.1 超声波提取
称取花生根粉 l0g,置于烧杯中,加溶剂混合,在超声清洗
器中提取,提取后过滤并收集滤液,在滤渣中加入溶剂,继续超
声提取 2次,将 3次所得的滤液收集后抽滤,得滤液。
1.2.2 白藜芦醇的含量的测定
采用分光光度法测定花生根粉中的白藜芦醇的含量[9]。
配制 0.10mg/mL的白藜芦醇标准品乙醇溶液,在 200~
800 nm波长间扫描 ,该标准溶液在 306 nm处有强吸收峰。因
此 ,将白藜芦醇的检测波长定为 306 nm。
称取标准品储备液 3、4、5、6和 7mL分别置于 50mL容量
瓶中。乙醇稀释至刻度,制成不同浓度标准品溶液。分别用紫外
分光光度计在 306 nm处扫描 , 得标准曲线线性回归方程:Y =
0.04020 + 29.700X,R = 0.9999;其中 Y为吸光度, X为白藜芦
醇质量浓度μg/mL。
1.2.3 白藜芦醇得率的确定
提取滤液,进一步离心去杂,用紫外分光光度计在波长
306 nm下测吸光值,计算提取液中白藜芦醇含量和质量。
白藜芦醇的提取率为提取出的白藜芦醇的质量占原料中
白藜芦醇的百分含量。
2 结果与讨论
2.1 白藜芦醇提取的单因素实验
2.1.1 乙醇体积分数的选择
在超声功率 200 W,提取时间 20min,料液比 1:10的条件
下,加入不同体积分数的乙醇进行提取实验,结果如图 1。
图1 乙醇体积分数对白藜芦醇得率的影响
图 1表明,当乙醇体积分为 70%时,溶剂对白藜芦醇的提取
效果最好。乙醇体积分数小于 70%,提取率随时间的增加而增
加,而乙醇体积分大于 70%,随着乙醇体积分数的进一步增加,
提取率反而逐渐减小。因此,选择 70%乙醇体积分数提取较好。
2.1.2 提取时间对白藜芦醇提取率的影响
在乙醇体积分数 70%,超声功率 200 W,料液比为 1:10的
超声提取花生根中白黎芦醇的研究
王 谦,董海丽,姜 坤
(淮南联合大学化工系,安徽 淮南 232038)
【摘 要】 研究了以花生根为原料,超声提取花生根中白黎芦醇的工艺条件。对溶剂浓度、超声功率、超声提取时间和料液
比等影响因素进行了研究,结果表明:超声提取法从花生根中提取白黎芦醇的适宜工艺条件为:70%乙醇溶液、超声功率200W,提
取时间20min,料液比(1:10)。此条件下提取率为88.7%。
【关键词】 花生根;白黎芦醇;超声提取
【中图分类号】R284.2 【文献标识码】 A 【文章编号】 1003- 2673(2009)02-10-02
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(下转第 36页)
条件下,不同提取时间对白藜芦醇提取率的影响如图 2所示。
图2 提取时间对白藜芦醇提取率的影响
图 2表明,提取率随提取时间的增加而增加,但当提取时
间大于 20min后,提取率随提取时间的增加而增加缓慢。所
以,选用 20min为适宜的提取时间。
2.1.3 超声功率对白藜芦醇提取率的影响
乙醇体积分数 70%,提取时间为 20min,选择不同的超声
功率,对白藜芦醇提取率的影响见图 3。
图3 超声功率对白藜芦醇提取率的影响
由图 3可知,白藜芦醇在不同超声功率下的提取率不同。
超声功率在 200W时,提取效果最佳。
2.1.4 料液比对白藜芦醇提取率的影响
在超声功率 200W,提取 20min, 70%乙醇溶液,不同的料
液比时,料液比对白藜芦醇提取率的影响见图 4,从图中可见,
当料液比 1:10时,提取得率达到较高值,此后,再提高溶剂用
量,得率增加缓慢,因此,料液比为 1:10比较合适。
图4 料液比对白藜芦醇提取率的影响
2.1.5 提取次数对白藜芦醇提取率的影响
在乙醇体积分数 70%,超声功率 200 W,料液比为 1:10的
条件下,提取 20min,不同提取次数对白藜芦醇提取率的影响
如图 5所示。
图5 提取次数对白藜芦醇提取率的影响
从图中可见,提取 3次以后,再增加提取次数,对得率影响
很小,所以选用 3次提取。
2.2 白藜芦醇提取工艺条件优化
在单因素试验的基础上,对乙醇浓度、超声功率、提取时间
和料液比 4因素进行 3水平正交试验,因素水平、试验结果见
表 1。
表1 正交实验结果和分析
由表 1可以看出,各因素的影响顺序为 A>C>D>B,即:
溶剂浓度>提取时间>料液比>超声功率。比较 K值的大小可
以看出,白藜芦醇提取工艺的优化条件是 A2B2C2D2,即乙醇浓
度 70%,超声功率 200W,提取时间 20min,料液比(1:10),按
该条件进行 10批实验,白藜芦醇平均提取率达到 88.7%。
表2 方差分析结果
F检验结果表明,溶剂浓度对提取率在所考察的范围内影
响显著,而提取时间、料液比、超声功率对提取率在所考察的范
围内影响不显著。
3 结论
通过最佳溶剂的选择,提取溶剂以 70%乙醇最好,正交试
验得出了超声提取花生根白藜芦醇的最佳工艺条件为:乙醇浓
度 70%,超声功率 200W,提取时间 20min,料液比(1:10)。
采用超声波提取方法提取,不需高温条件就能提取出花生
根白藜芦醇,时间短,安全方便。
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(200- 400nm)316nm处有大吸收。随着放电降解过程进行,对
硝基苯酚 316nm处的吸光度减弱,同时体系最大特征吸收发
生蓝移,在 200 nm处的吸收逐渐增强,表明不饱和结构被破
坏,对硝基苯酚被有效降解了。
图3 对硝基苯酚溶液降解过程紫外扫描图谱
3.3 对硝基苯酚模拟废水降解过程 FT- IR 分析
(a)处理前 (b)处理后
图4 降解处理前后对硝基苯酚红外光谱图
图 4(a)为对硝基苯酚降解前红外图谱,图(b)为放电降解
后样品的红外图谱。从图 4(a)与(b)比较可以看出,经过放电
反应放电处理后在 1652.52 cm- 1 处出现吸收峰;原样在
1590.45 cm- 1处的吸收峰,变化为图(b)的 1613.36 cm- 1和
1593.55 cm- 1的 2个吸收峰;原样在 852.25 cm- 1处的吸收峰,
变化为在 866.83 cm- 1和 845.09 cm- 1出现 2个吸收峰;相应的
吸收峰均发生了蓝移。在 1600~1430 cm- 1波数区间,可确定芳
香苯环骨架振动,在 1613.36 cm- 1处多了一峰,说明苯环结构
发生了取代,结合 692.71 cm- 1处出峰,判断发生了单取代。而
图(b)在 1652.52 cm- 1处多出现一个峰,与醌结构的吸收波数
相当,可以判断有醌结构的生成。另外在原样品 1496.68 cm- 1
处的吸收判断为硝基苯结构,结果放电处理后发现此处的峰分
叉,在 1558.35 cm- 1处出现小峰,说明此时放电处理过的样品
中有 R- NO2结构,这说明硝基的脱出,降解有作用。
4 结论
本文对高压放电降解对硝基苯酚模拟废水进行了研究,并
采用 FT- IR与 UV- Vis对硝基苯酚废水降解中间物进行了分
析,得到了以下结论。
采用高压放电降解处理初始电导率为 39.6μS·cm- 1,初始
pH为 5.74,浓度为 50.00 mg·L- 1对硝基苯酚模拟废水。放电电
压为 30kV,废水在反应器中循环流动。120min后降解率可达
到 91%。通过紫外光谱与红外光谱分析推断高压放电可以有效
降解对硝基苯酚的废水。
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