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覆盆子超微粉体溶出特性的研究



全 文 :No.1.2008
覆盆子为蔷薇科悬钩子属植物华东覆盆子Rubus
chingiHu的果实,果、茎、叶均可入药[1],主产于福
建、浙江等地。覆盆子甘酸微温,用于阳痿早泄、遗
精滑精等[2]。现代药理研究表明,覆盆子具有抗衰
老、能增强下丘脑-垂体-性腺轴功能、促进淋巴细
胞转化、促进性激素的合成等作用,从而起到对生
殖系统的调节作用、增强免疫力的作用[3]。
覆盆子含有多种易被人体吸收和不可缺少的营
收稿日期:2007-06-07
基金项目:教育部 “长江学者和创新团队发展计划”项目(IRT0540)。
作者简介:刘成梅(1963—),男,博士,教授,研究方向为食品加工新技术与功能性食品。
刘成梅 1,2,郭孝平 1,2,刘 伟 1,2
(1.南昌大学食品科学教育部重点实验室,南昌330047;
2.南昌大学中德食品工程中心,南昌330047)
摘要:采用研磨式粉碎法对覆盆子干果进行超微粉碎,以索氏提取和恒温搅拌溶出的方法对不同的粉
体粒度与覆盆子总黄酮溶出特点进行了研究。结果表明:经超微粉碎后,随着覆盆子粉体粒度的减
小,其总黄酮溶出量呈明显增加的趋势,粉体为 60、100、140、200目,其总黄酮溶出量分别是
21.06、25.49、26.37、26.70、27.09mg/g;在溶出速率方面,粉体为 200目其粒度较细时,其前 50
min溶出速率比较大,50min后其溶出速率逐渐减小并趋于稳定,说明这时覆盆子粉的溶出已基本完
全,溶出时间对溶出量已影响不大;粉体粒度较粗时,在前 50min其溶出速率较小,50min后其溶
出速率有所减小,但减小的幅度要小于200目粉体,说明超微粉碎可以提高覆盆子的溶出速率和改善
溶出效果,大大提高覆盆子的利用率。
关键词:覆盆子;超微粉碎;总黄酮;溶出量;溶出速率
中图分类号:TS201 文献标志码:A 文章编号:1005-9989(2008)01-0178-04
覆盆子超微粉体溶出特性的研究
Studyonthedissolving-outcharacteristicofraspberymicro-powder
LIUCheng-mei1,2,GUOXiao-ping1,2,LIUWei1,2
(1.TheKeyLaboratoryofFoodScienceofMOE,NanchangUniversity,Nanchang330047;
2.Sino-GermanFoodEngineeringCenter,NanchangUniversity,Nanchang330047)
Abstract: Thearticlestudiedthedissolving-outcharacteristicoftotalflavonoidsofraspberyaboutdiferent
granularitybycircumfluencedistilingandinvarianttemperaturemixingafterraspberyismicro-comminuted
withgrinding.Theresultsoftheexperimentsshowaftermicro-comminuted,thedissolving-outamountoftotal
flavonoidsincreasesclearlywiththeminishingofpowdergranularity.Particlesizeis60-mesh,100-mesh,140-
meshand200-mesh,thedissolving-outamountoftotalflavonoidsis21.06,25.49,26.37,26.70,27.09mg/g.
Forthedissolving-outspeed,particlesizeissmaler,suchas200-mesh,dissolving-outspeedismorerapid
before50minutes,butthedissolving-outspeedminishgradualytostabilityafter50minute,whichshowthe
dissolvingofraspberypowderhascompletednearly,dissolvingtimehaslitleafection.Ifparticlesizeislarger,
thedissolving-outspeedisslowerbefore50minute,decreasegradualyafter50minutes,butthedecrease
extentislessthanthatof200-mesh, whichshowmicro-comminutingcanimprovethedissolving-out
characteristicoftotalflavonoidsofraspberyandenhanceitsusingrate.
Keywords:raspbery;micro-comminuting;totalflavonoids;dissolving-outamount;dissolving-outspeed
提取物与应用
178
DOI:10.13684/j.cnki.spkj.2008.01.061
No.1.2008
养元素,其含有黄酮及其甙类、生物碱等多种有效
成分[4],近年来大量的研究表明,黄酮类化合物有抗
血栓、抗氧化、抗衰老、抑制HIV等作用[5],因而广
泛用于医药、食品、饮料、化妆品等行业,开发应用
的前景极广。
目前,国内对覆盆子的利用主要集中在食品加
工、药品生物制品及保健品的加工、化妆品生产3方
面。国外则主要对覆盆子中的活性物质进行研究,如
花青素、葡糖苷酶、多酚氧化酶等[6]。食品加工和化
妆品生产主要是针对覆盆子鲜果的利用,如果酱、
果酒、果汁等系列产品的开发[1],药品主要是对覆
盆子干果中草药方面的利用。但传统的水煮煎熬的
方法使得覆盆子干果的药效成分易被破坏,利用率
低,因此应寻求一种更好的方法以克服覆盆子利用
的弊端。
超微粉碎技术是一种广泛应用于中药研究的高
新技术手段,物料经超微化后其颗粒的表面积和空
隙率显著增加[7],细胞壁充分破碎,产品的有效接触
面积、溶解性、吸附性明显增强[8],但关于覆盆子的
超微化文献未见报道。本实验将超微粉碎技术运用
到覆盆子的研究,探讨覆盆子经超微化后其细胞结
构、内容物渗透情况,有效成分黄酮的溶出量、溶出
速率等方面变化,从而为拓宽覆盆子应用范围、提
高其利用率提供理论基础和一条有效加工的途径。
1 材料与仪器
1.1 材料与试剂
覆盆子干果:浙江;芦丁对照品:江西本草天工
科技有限责任公司;亚硝酸钠、氢氧化钠、硝酸铝、
95%乙醇:分析纯。
1.2 仪器
DGG-9140B烘箱:上海森倍公司;Nicop380ZLS
激光纳米粒度测定仪:SantaBarbara,CaliforniaUSA;
T6spectrophotometer紫外可见分光光度计:北京谱析
通用仪器公司;OHAUS电子分析天平:奥豪斯国际
贸易有限公司;HMB-701S研磨式粉碎机:北京环亚
机械技术公司; 荧光三目生物显微镜:Forma-86c
ULTFreezer(ThermoElectronCorporation)。
2 实验方法
2.1 粉体的制备
取 300g覆盆子干果于 70℃烘箱内干燥 12h,
再放于-80℃深冷冰箱内冷冻12h,用HMB-701S研
磨式粉碎机粉碎2h。取刚粉碎的覆盆子微粉分别过
60、100、140、200目备用,另取普通粉碎的覆盆子
粉过 20目备用,并利用荧光三目生物显微镜和
Nicop380ZLS激光纳米粒度测定仪对粉体进行形貌观
察和粒度测定。
2.2 覆盆子粉总黄酮溶出量的研究
2.2.1 标准曲线的绘制 精确称取120℃干燥恒质量
的芦丁标准品 10mg,加 95%乙醇溶解,定容至 50
mL容量瓶中,摇匀,制成浓度为 0.2mg/mL的标准
溶液。分别取标准品溶液 0、0.2、0.5、1.0、2.0、
3.0、4.0mL于10mL容量瓶中,加5%亚硝酸钠0.4
mL,放置 6min后,加 10%硝酸铝 0.4mL,放置 6
min,再加4%的氢氧化钠4mL,加水至刻度,摇匀,
放置 15min,在 510nm处测定吸光度。得测定结
果,计算得回归方程C=0.0778A+0.0029,R2=0.9967。
2.2.2 索氏提取[9]溶出量的研究
2.2.2.1 样品的制备 各取不同目数的微粉 2g(平行
3份),用脱脂滤纸包好,并置入索氏提取器中,加
入 95%乙醇 80mL,然后放入 80℃水浴锅中,回流
提取 4h,放冷,再用 95%乙醇少量多次洗涤烧瓶,
抽滤两次,最后用 95%乙醇定容至 100mL,摇匀,
得样品溶液。
2.2.2.2 样品总黄酮含量的测定 取 1mL样品溶液
于 10mL的容量瓶(平行 4份),3份同标准曲线方法
显色,1份用零管作为空白,在 510nm处测定吸光
度,然后换算成黄酮的毫克数。
2.2.3 恒温搅拌溶出量的研究
2.2.3.1 样品的制备 准确称取不同目数的覆盆子粉
1g,置于 50mL锥形瓶中,准确加入 20mL溶出介
质 95%乙醇,用薄膜密封好,溶出条件为恒温水浴
(37±0.5)℃,100r/min搅拌,溶出时间为60min。
2.2.3.2 样品总黄酮含量的测定 达到溶出时间后,
迅速离心后吸取1mL上清液于10mL容量瓶,同标
准曲线方法显色后, 在510nm处测定吸光度,换算
成黄酮的毫克数。
2.3 覆盆子粉总黄酮溶出速率的研究
准确称取l0g60、100、140、200目的覆盆子粉
于锥形瓶中,各加入100mL95%乙醇作为溶出介质,
用薄膜密封好,温度恒定于(37±0.5)℃,搅拌转速
为100r/min。当样品刚开始接触溶液时计时,分别于
5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、
110、120、130、140、150min定时吸取上层溶液 1
mL,迅速离心后取0.6mL上清液于10mL容量瓶,
同时将 0.6mL同温介质和离心沉淀物一起补充到锥
形瓶中,同标准曲线方法显色后,在510nm处测定
吸光度,然后换算成黄酮的毫克数。
3 分析与讨论
3.1 粉体的形貌观察和粒度测定
通过荧光三目生物显微镜对粉体进行形貌观察
发现覆盆子经超微粉碎后其导管碎片多而小,内容
提取物与应用
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物明显增加,见图 1。60目覆盆子粉其导管较长,
内容物较少;而200目的粉体其导管长度只有 60目
的一半,内容物也明显增多。说明中草药等植物经
超微粉碎后确实对细胞有破壁作用,从而使细胞内
容物能更容易溶出。
通过Nicop380ZLS激光纳米粒度测定仪发现粒度
分布主要集中在2 nm到20 nm之间。由图2~图5可
以看出,60目粉 d50=19.32μm,100目粉 d50=13.25
μm,140目粉 d50=5.23μm,200目粉 d50=1.91μm,
说明通过研磨式粉碎法对覆盆子干果进行超微粉碎,
可以使大部分粉体达到超微粒径。
3.2覆盆子粉溶出量的研究
覆盆子经超微粉碎处理后,索氏提取和恒温搅
拌溶出都表明随着其粒度的减小,覆盆子总黄酮溶
出量呈明显增加的趋势,其不同目数粉体的总黄酮
溶出量见图6。
由图 6可以看出,无论是索氏提取和恒温搅拌
溶出都可以看出覆盆子总黄酮溶出量随覆盆子粉目
数的增加(即粒度的减小)而增加。利用索氏提取
时,200目的粉体要比 20目粉体溶出量高出将近
61.07%,并且粉体大于 100目时,索氏提取的溶
出量要明显高于恒温搅拌溶出量,这也说明溶出
时间和溶出温度对覆盆子总黄酮溶出效果有很大
的影响。
3.3覆盆子粉总黄酮溶出速率的研究
本实验总黄酮溶出量数据为0.6 mL溶出液中的
总黄酮溶出量。由图7可以看出,在溶出速率方面,
从总体上看随着覆盆子粉粒度的减小,总黄酮的溶
出速率曲线依次处于上方,这与图6中粒度越细溶出
量越大的变化关系一致。我们对前 50 min的溶出曲
线进行了拟合,得出曲线的斜率分别为 K60=0.0201、
K100=0.0209、K140=0.0214、K200=0.0250,斜率随粒度的
减小而增大,说明溶出速率也随之增大。粉体为200
60目 200目
图1 覆盆子粉体的显微形貌(目镜10×,物镜10×)
REL INT-WT NICOMP DISTRIBUTION
图 2 60目的覆盆子粉体的粒度分布
图6 总黄酮溶出量随覆盆子粉体目数的变化
图7 覆盆子粉总黄酮溶出速率曲线
直径/nm
图 3 100目的覆盆子粉体的粒度分布
图4 140目的覆盆子粉体的粒度分布
提取物与应用
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选择的几个水平之间没有显著影响,故选择 6%~
7%的过氧化氢浓度作为较优的浓度水平,浓度在正
交试验中的结果与在单因素试验中的结果是一致的。
3 结论
综上所述,为了探索用过氧化氢脱除碎米荠多
糖色素的适宜条件,在脱色时间、脱色温度、pH值
和过氧化氢的质量百分比浓度等单因素试验的基础
上,设计上述4个因素每个因素各取4个水平的正交
试验方案,试验结果经方差分析发现,适宜的脱色
条件是脱色时间 6~7h、脱色温度为室温、pH4~5、
过氧化氢的质量百分比浓度为6%~7%。
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与开发,2006,27(5):130-133
变异来源 SS df MS F F0.05(3.33)
F0.01
(3.33)
温度(B) 0.0176 3 0.00567 2.01
pH(C) 0.0372 3 0.0124 4.40*
用量(D) 0.00467 3 0.00156 <1
误差 0.0930 33 0.00282
总变异 0.296 47
区组间
时间(A)
0.0015
0.142
2
3
0.00075
0.0473
<1
16.77** 2.87 4.40
表11 方差分析表
A4 A3 A2 A1
2.619 2.464 2.384 2.168
显著性(1%) A AB B B
显著性(5%) a b b c
A因素
x!i
表12 A因素各水平均值的多重比较(SSR法)
表13 C因素各水平均值的多重比较(SSR法)
C4 C3 C2 C1
2.454 2.449 2.340 2.396
显著性(1%) A A A A
显著性(5%) a a a b
C因素
x!i
(上转第177页)
目其粒度较细时,其前 50min溶出速率较大,50
min后其溶出速率逐渐减小并趋于稳定,这时覆盆子
粉的总黄酮溶出已基本完全,溶出时间对溶出量已
影响不大;粉体小于 200目粒度较粗时,在前 50
min其溶出速率要略小于200目粉体,50min后其溶
出速率有所减小,但减小的幅度要小于 200目粉体。
说明超微粉碎提高覆盆子的溶出速率主要集中在溶
出前 50min,并且随着溶出时间的延长,粉体粒度
对溶出速率的影响并不大。
4 结果
经超微粉碎后,随着覆盆子粉体粒度的减小,
其总黄酮溶出量呈明显增加的趋势,当粉体为 60、
100、140、200目,其总黄酮溶出量分别是 21.06、
25.49、26.37、26.70、27.09mg/g。在溶出速率方面,
总体上溶出速率随粒度的减小而增大,粉体为200目
其粒度较细时,其前 50min溶出速率比较大,50
min后其溶出速率逐渐减小并趋于稳定,说明这时覆
盆子粉的总黄酮溶出已基本完全,溶出时间对溶出
量已影响不大;粉体粒度较粗时,在前 50min其溶
出速率较小,50min后其溶出速率有所减小,但减
小的幅度要小于 200目粉体,表明超微粉碎技术确
实可以提高覆盆子的利用率。
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