全 文 : 2005, Vol. 26, No. 8 食品科学 ※工艺技术194
收稿日期:2005-05-27
作者简介:蔡健(1962-),男,副教授,主要从事食品及农产品的教学与研究工作。
黄瓜叶中总黄酮含量的研究
蔡 健,王 薇
(苏州农业职业技术学院,江苏 苏州 215008)
摘 要:黄瓜叶中含有丰富的黄酮类化合物。采用分光光度法,以芦丁为标准品,测定黄瓜叶中总黄酮的含量。
结果显示:乙醇提取法最佳工艺组合为A1B3C3D3,即乙醇浓度30%,提取时间3h,料液比1g:50ml,提取温度
60℃。研究结果可为利用黄瓜叶工业化生产黄酮类药用成分提供科学依据。
关键词:黄瓜叶;分光光度法;总黄酮
Study on the Total Flavonoids Content in Leaves of Cucumber
CAI Jian,WANG Wei
(Suzhou Polytechnical Institute of Agriculture, Suzhou 215008, China)
Abstract :Leaves of cucumber is rich of flavonoids compounds. Flavonoids in leaves was determined by spectrometric method
with rutin as a standard. The results indicated: The optimum extracting condition of the ethanol digestion method was A1B3C3D3,
which is adding twenty times amount of the ethanol 30%, extracting time 3h, solid-liquid ratio ratio 1g:50ml and temperature of
extraction 60℃. This data provided useful pharmaceutic in formation of flavonoids from leaves of cucumber.
Key words:leaves of cucumber;spe trometric method;total flavonoids
中图分类号:TS255.1 文献标识码:A 文章编号:1002-6630(2005)08-0194-04
黄酮类化合物(Flavonoids)是植物经光合作用产生的
一大类化合物,其结构母核是以C6-C3-C6为骨架的2-苯
基色原酮。它的存在形式有两种,一种是游离的苷元,
另一种是与糖等结合的苷。黄酮类化合物在植物界分布
很广泛,如银杏叶、山楂、沙棘、蔷薇果、枸杞、
杜仲、茶叶等。到目前为止,已发现有5000多种植物
中有黄酮类和异黄酮类物质。它们包括黄烷酮、异黄
烷酮、黄酮醇、黄烷酮醇、双黄酮及其衍生物[ 1 ]。
黄酮类化合物作为一种功能成分,具有许多有益的
生理效应与药理作用,越来越引起人们的重视[2]。黄酮
类化合物的生理活性作用较为广泛,具有生物抗氧化
性、清除自由基作用、抗衰老[3,4]、治疗心脑血管疾病、
降血脂降血压作用、降低血糖作用[5]、抗癌作用[6]、镇
痛作用、免疫作用、抗炎作用、抗菌作用[ 7 ]、对消化
性溃疡的保护作用等药用保健功能[8]。随着人们不断发
现黄酮类物质所具有的生物效能,对黄酮类化合物的研
究日益增多,为寻找新的黄酮药源,更好地开发利用
黄瓜叶中的黄酮类物质,我们进行了提取方法的研究,
以期筛选出较好的提取方法,为黄瓜叶的合理利用提供
科学的理论依据。
1 材料与方法
1.1材料
原料 黄瓜叶,采自苏州市郊区果园。将黄瓜叶
切成小片,用粉碎机粉碎后,在干燥箱干燥备用。
试剂 芦丁,中国医药(集团)上海化学试剂公司(生
化试剂);无水乙醇(A.R)、NaNO2(A.R)、Al(NO3)3(A.
R)、NaOH(A.R)、蒸馏水。
1.2仪器设备
XA-1型高速万能粉碎机 江苏姜堰市银河实验仪器
厂;分析天平 上海天平仪器厂;电热恒温水浴锅 上
海医疗器械五厂;80-1离心沉淀器 上海手术器械厂;
722-光栅分光光度计 上海第三分析仪器厂;101A-2型
数显电热鼓风干燥箱 上海浦东荣丰科学仪器有限公司。
1.3方法[9]
1.3.1黄瓜叶提取物中黄酮类含量的测定
准确称取芦丁标准试剂0.0788g,用30%乙醇溶解,
并完全移入250ml容量瓶中,用30%乙醇定容。分别
取上述芦丁标准溶液0、1、2、4、6、8、10ml于
7只25ml容量瓶中,用30%乙醇补充至12.5ml,加入
195※工艺技术 食品科学 2005, Vol. 26, No. 8
5%的NaNO2 0.7ml,摇匀,放置5min后加入10%的Al
(NO3)3 0.7ml,6min后再加入4%的NaOH 5ml,混匀,
用30%乙醇稀释至刻度,10min后于波长500nm处比色
测定,试剂为空白参比。具体结果见表1。
名称 1 2 3 4 5 6 7
芦丁浓度Y(g/L)
0 0.0063.01260.02520.03780.05040.0632
Rrutin concentration
吸光度A(x)
0 0.0240.0430.1060.1840.2360.283
Absorbance
表1 芦丁标准浓度—吸光度
Table 1 Standard rutin concentration-absorbance
根据表1结果用最小二乘法作线性回归,得芦丁浓
度Y与吸光度A的关系曲线的回归方程式:Y=0.2087A+
0.002110。相关系数r=0.9970,所以本检测方法中芦丁
浓度与吸光度有良好的相关性。
1.3.2黄瓜叶中黄酮类化合物的提取
称取10g黄瓜叶粉,用75%乙醇以料液比1:30g/ml
在一定温度下提取,定容进行定量分析,然后计算提
取率并测定提取物中黄酮化合物含量。
总黄酮含量的测定:以芦丁为标样,采用亚硝酸
钠-硝酸铝比色法,在可见光510nm 处测定其吸光值。
提取率(%)=(黄酮类化合物质量/干物料质量)×100%。
2 结果与分析
2.1单因素实验
2.1.1乙醇浓度对提取的影响
分别用15%、30%、45%、60%、75%、90%乙
醇溶液浸泡相同量的样品12h。测定提取液的总黄酮含
量,结果见表 2。
乙醇浓度(%)
Elcohol concentration
15 30 45 60 75 90
总黄酮含量(%)
Content of flavonoids
0.11420.21540.42470.42270.45650.5217
表2 乙醇浓度对提取的影响
Table 2 Effect of elcohol concentration on extraction
注:以上料液比为1:30(g/ml)。
出:15%~60%乙醇溶液提取液为棕黄色,75%~90%
的提取液为绿色至墨绿色,可见75%以上的乙醇把叶绿
素也提取出来了,而叶绿素等物质对紫外吸收有干扰,
使测量结果偏高,且不利于黄酮的提纯[10,11],因此乙醇
浓度确定在75%以下。
2.1.2提取时间对浸取的影响
在料液比1:30、乙醇溶液60%的条件下,每隔
0.5h计算一次提取液的总黄酮含量,结果见表3。实验
结果表明:当提取时间为2.5h时,提取效果最好。当
时间继续延长时,总黄酮含量反而降低。这可能是提
取时间太长,有部分乙醇被挥发而导致沸点逐渐增大,
从而破坏某些黄酮类化合物[12,13]。
浸提时间(h)
Time
1 1.5 2 2.5 3 3.5
总黄酮含量(%)
Content of flavonoids
0.04680.11760.35250.54380.51330.5217
表3 提取时间对浸提的影响
Table 3 Effect of time on extraction
料液比(g/ml)
Solid-liquid ratio
1:10 1:20 1:30 1:40 1:50 1:60 1:70 1:80
总黄酮含量(%)
Content of flavonoids
0.0876 0.1834 0.4826 0.5487 0.5102 0.5288 0.5445 0.6223
表4 料液比对浸提的影响
Table 4 Effect of solid-liquid ratio on extraction
温度(℃)
Temperature
30 40 50 60 70 80
总黄酮含量(%)
Content of flavonoids
0.23240.35110.51750.52820.54660.6089
表5 浸提温度对提取的影响
Table 5 Effect of temperature on extraction
注:乙醇浓度为60%。
实验结果表明:随着乙醇浓度的提高,在45%和
90%出现两个最高点,而在45%~90%乙醇溶液提取液
萃取前后总黄酮含量相差不大。从实验过程中也可看
2.1.3料液比对浸提的影响
用60%乙醇溶液对样品进行浸泡,对不同的料液比
进行提取试验,料液比(g/ml)分别为1:10、1:20、1:30、
1:40、1:50、1:60、1:70和1:80,提取时间为2.5h,结
果见表4。从表4可知:随着料液比的增加,提取量
出现了两个波峰0.5487%和0.6223%,尽管料液比为1:80
时出现的数值最大,但溶剂用量过大,不仅增加了溶
剂用量,也增加了浓缩回收溶剂的能耗,且增加了对
环境的污染。因此从提取工艺角度出发,我们选择料
液比1:50以下作为考虑对象。
2.1.4浸提温度对提取的影响
称取一定量的样品分别在30、40、50、60、70、
80℃下保温2.5h,结果见表5。从表5可知:30℃到50℃
总黄酮含量有较大的增长,但50℃到80℃增长速度变化
不大,而80℃时总黄酮含量最大。这主要是由于黄酮
2005, Vol. 26, No. 8 食品科学 ※工艺技术196
水平 A乙醇浓度(%) B提取时间(h) C料液比(g/ml) D提取温度 (℃)
Standard Alcohol concentrationTime Solid-liquid ratioTemperature
1 30 2 1:30 40
2 45 2.5 1:40 50
3 60 3 1:50 60
表6 因素水平表L9(34)
Table 6 Factor standard L 9(34)
实验 水平Standard 总黄酮含量(%)
Test A B C D Content of flavonoids
1 A1 B1 C1 D1 0.3782
2 A1 B2 C2 D2 0.6053
3 A1 B3 C3 D3 0.6538
4 A2 B1 C2 D3 0.4127
5 A2 B2 C3 D1 0.5820
6 A2 B3 C1 D2 0.4964
7 A3 B1 C3 D2 0.2145
8 A3 B2 C1 D3 0.3249
9 A3 B3 C2 D1 0.4027
K1 1.6371.0051.2001.363
K2 1.4911.5121.4211.316
K3 0.9421.5531.4501.391
k1 0.54580.33510.4000.4543
k2 0.4970.50410.47360.4387
k3 0.3140.51760.48340.4638
R 0.23180.18250.08340.0251
表7 正交实验结果
Table 7 Orthographbic experiment result
在乙醇中的溶解度随着温度的升高而增大,同时由于温
度的升高,提取液粘度减少,扩散系数增加,促进提
取速度加快。
2.2正交实验
在实际操作中,由于各因素之间相互交叉影响,
因此为全面考察乙醇提取法的工艺参数,根据单因素实
验的结果及有关资料介绍[14],确定以乙醇浓度、提取时
间、料液比、提取温度等四种因素进行正交试验设计,
以测定黄瓜叶浸提样品中的总黄酮含量。设计了正交实
验因素水平见表6。
2.3正交实验确定提取的最佳条件
按照正交实验表6,各实验处理及黄瓜叶中黄酮类
物质总黄酮含量见表7[15] 。
到黄瓜叶中黄酮类物质总黄酮含量为0.6875%。
3 结 论
3.1根据以上的结果与讨论可知,黄瓜叶中含有丰富
的黄酮类化合物,本文详细探讨了黄瓜叶中黄酮类物质
总黄酮的提取工艺,为开发利用该资源提供有益的参
考 。
3.2 通过研究得到的最佳提取工艺为:乙醇浓度
30%,提取时间3h,料液比1:50,提取温度60℃,
在最佳的提取工艺条件下测得黄瓜叶中总黄酮含量为
0.6875%。
3.3提取物中含有叶绿素较多,可用氯仿或石油醚将
它提纯。由此,在黄酮类化合物提取中还得到副产物
叶绿素,可以通过综合开发利用提高其经济效益。
参考文献:
[1]蔡健, 华景清, 王薇, 等. 黄酮提取工艺研究进展[J]. 淮阴
工学院学报, 2003, 12(5): 82-85.
[2]华辉, 郭勇. 黄酮类化合物药理研究进展[J]. 广东药学,
1999, 9(4): 9-12.
[3]Wei H C, Cai Q Y, Rahn R O , et al. Inhibition of UV light and
Fenton reaction induced oxidative DNA damage by the soy-
bean isoflavone genistein [J]. Carcinogenesis, 1996, 17: 73.
[4]Beretc A. F lavonoids are selective cyclic CMP phos-
phodiesterase inhibitors [J]. Biochem Pharmacol, 1979, 28:
536.
[5]韩锐.抗癌药物研究与试验技术[M]. 北京: 北京医科大学,
中国协和医科大学联合出版社, 1997. 141.
[6]M atsuzak i Y, Kurokaw a N , Terai S Y, et al. Cell death
induced by baicalein in human hepatocellular carcinoma cell
lines[J]. Jpn J Cancer Res, 1996, 87(2): 170.
[7]白凤梅, 蔡同一. 类黄酮生物活性及其机理的研究进展[J].
食品科学, 1999, 20(8): 11-13.
[8]王炜, 王琳. 黄酮类化合物的研究进展[J]. 沈阳医学院学
报, 2002, 4(2): 115-119.
[9]黄晓冬, 刘剑秋, 陈炳华, 等. 赤楠茎叶果总黄酮提取与
含量测定[J]. 泉州师范学院学报, 2003, 21(4): 72-76.
[10]杨洋, 余炼, 唐宇雯. 柚皮黄酮类成分的分离工艺研究[J].
食品科学, 2001, 22(3): 41-43.
从表7中的R1、R2、R3、R分析得到:乙醇浓
度、提取时间、料液比、提取温度四因素对黄酮提取
量影响的主次顺序为:乙醇浓度→提取温度→料液比→
提取时间,并且最佳的提取工艺条件为乙醇浓度30%,
提取时间3 h,料液比1 : 5 0,提取温度6 0℃,即
A1B3C3D3。
2.4最佳提取工艺条件下黄瓜叶中总黄酮含量的测定
在最佳的提取工艺条件下,即乙醇浓度30%,提
取时间3h,料液比1:50,提取温度60℃,通过测定得
197※工艺技术 食品科学 2005, Vol. 26, No. 8
[11]陈海光, 余以刚, 曾庆孝. 荷叶黄酮及生物碱的提取研究
[J]. 食品科学, 2002, 23(1): 69-71.
[12]范志刚, 麦军利, 杨莉斌, 等.微波技术对雪莲中黄酮浸出
量影响的研究[J]. 中国民族医药杂志, 2000, (1): 43-44.
[13]王晓, 李林波, 马小朱, 等. 酶法提取山楂叶中总黄酮的
研究[J]. 食品工业科技, 2002, (3): 37-39.
[14]王选东, 刘利林, 许宗运. 正交设计研究石榴皮总黄酮提
取工艺[J]. 塔里木农垦大学学报, 2003, 15(2): 11-15.
[15]王钦德, 等. 食品试验设计与统计分析[M]. 北京: 中国农
业大学出版社, 2003. 152-362.
收稿日期:2005-07-01
作者简介:黄永春(1974-),男,副教授,博士,研究方向为碳水化合物利用及其计算机模拟。
微波辅助H2O2降解魔芋葡甘聚糖的研究
黄永春,谢清若,何 仁,陈 燕
(广西工学院生物与化学工程系,广西 柳州 545006)
摘 要:研究了在微波辐射下H2O2对魔芋葡甘聚糖的降解作用,考察了微波功率、pH、H2O2浓度、反应时间
等对降解的影响。研究结果表明,微波能有效促进H2O2对魔芋葡甘聚糖的降解,降解的最适条件为:微波功率
540W,pH3.6,H2O2浓度为1.8%,降解时间3min。
关键词:微波;过氧化氢;魔芋葡甘聚糖;降解
Study on the Degradation of Konjac Glucomannan with H2O2 under the Microwave
HUANG Yong-chun,XIE Qing-ruo,HE Ren,CHEN Yan
(Department of Biological and Chemical Engineering, Guangxi University of Technology,
Liuzhou 545006, China)
Abstract :A degradation method of Konjac glucomannan(KGM) with hydrogen peroxide under the microwave was studied.
The results indicate that under the microwave the hydrogen peroxide can degrade KGM effectively. The optimal condition to
degrade KGM under the microwave: microwave power about 540W, pH3.6, the oncentration of H2O2 is 1.8%, and reaction time
about 3min.
Key words:microwave;hydrogen peroxide;Konjac glucomannan;degradation
中图分类号:Q538 文献标识码:A 文章编号:1002-6630(2005)08-0197-04
魔芋是一种天南星科魔芋属的草本植物。魔芋葡甘
聚糖(Konjac glucomannan,简称KGM)是魔芋的主要成
分,在干魔芋块茎中的含量高达55%~60%[1]。它是由
D-葡萄糖(G)和D-甘露糖(M)按1:1.6或1:1.69的摩尔比通
过β-1,4糖苷键结合的复合多糖。KGM通常带有短支
链,并含有少量乙酰基[ 2 ]。它在食品、石油、化工、
纺织、医疗及化妆品等行业都具有广泛的用途[3]。
魔芋低聚糖是魔芋葡甘露聚糖降解后的产物。根据
动物实验和临床研究表明,魔芋低聚糖对促进双歧杆菌
生长非常有效,并能有效地改善肠道菌群结构,而且
其性能及效果优于乳果糖、大豆低聚糖及半乳糖基转移
低聚糖[4]。魔芋低聚糖还具有防治高血脂、降血脂、抗
氧化、增强免疫功能等作用[5~9]。
目前多糖的降解方法主要有化学法[10,11]、物理法[12~
14]和酶法[15,16]等。本研究利用微波辅助H2O2对魔芋葡甘
聚糖进行降解,以探索一种高效、环保的魔芋葡甘聚
糖的降解方法。
1 材料与方法
1.1材料与试剂
魔芋精粉:市售。
30%过氧化氢:分析纯,广东汕头市西陇化工厂。