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芭蕉花中总黄酮的最佳提取工艺



全 文 :周银丽,王晓云,白建波,等. 芭蕉花中总黄酮的最佳提取工艺[J]. 江苏农业科学,2013,41(6):257 - 259.
芭蕉花中总黄酮的最佳提取工艺
周银丽1,2,王晓云3,白建波1,梦衡玲1,胡先奇2,张佳福1
(1.红河学院云南省高校农作物优质高效栽培与安全控制重点实验室,云南蒙自 661100;2.云南农业大学农业生物多样性应用技术
国家工程研究中心,云南昆明 650201; 3.江西中医学院药学院 /江西省中药种质资源工程技术研究中心,江西南昌 330004)
摘要:通过单因素试验分别研究乙醇浓度、料液比、提取时间、提取温度对芭蕉花总黄酮提取效果的影响,得到的
较好的提取条件为乙醇浓度 80%、料液比 1 g ∶ 35 mL、提取温度 70 ℃、提取时间 3. 0 h。据此进行 L9(3
4)正交试验,
结果表明在乙醇浓度 80%、提取时间 4. 0 h、料液比 1 g ∶ 40 mL、提取温度 70 ℃时提取效果最佳,此时提取率为
1. 53%。说明芭蕉花含有较高的总黄酮含量,有较高的食用价值。
关键词:芭蕉花;总黄酮;正交试验;最佳工艺
中图分类号: R284. 2 文献标志码: A 文章编号:1002 - 1302(2013)06 - 0257 - 02
收稿日期:2012 - 11 - 07
基金项目:红河学院植物保护硕士点建设项目;红河学院特色专业建
设项目(编号:TS200801)。
作者简介:周银丽(1976—),女,云南祥云人,博士研究生,副教授,从
事植物病害及植物病害复合侵染的研究。E - mail:zyl_biology2@
126. com。
通信作者:胡先奇,博士,博士生导师,教授,主要从事植物病理学及
植物线虫学研究。E - mail:xqhoo@ 126. com。
芭蕉(Musa basjoo)是多年生草本植物,花序顶生,下垂,
苞片红褐色或紫色,雄花生于花序上部,雌花生于花序下部,
芭蕉花一般指雄花。在云南,芭蕉花是较受欢迎的一种食品,
傣族、哈尼族、拉祜族、布朗族等兄弟民族都喜欢用芭蕉花做
菜,这些用来食用的芭蕉花主要是野生芭蕉花;以野生芭蕉花
为原料加工的小吃颇多,主要有芭蕉花炒狗肉、芭蕉花蘸酱、
素炒芭蕉花、肉末炒芭蕉花、包蒸芭蕉花、芭蕉花三鲜汤、芭蕉
花蛤蜊肉、芭蕉花拌带丝等[1 - 2]。芭蕉花含较丰富的优质蛋
白质和膳食纤维,低脂肪、低热量,10 种矿物质含量丰富,呈
现高钾低钠的特点[3]。本试验对芭蕉花中总黄酮的含量及
提取工艺进行研究,旨在为芭蕉花的综合利用提供理论参考。
1 材料与方法
1. 1 材料、仪器与试剂
材料:新鲜的芭蕉花,60 ℃下烘干,粉碎,备用。仪器:
722S紫外可见分光光度计(上海分析仪器总厂)、电子天平、
恒温水浴锅、高速离心机等。试剂:芸香苷、无水乙醇、三氯化
铝、三氯化铁、浓氨水、盐酸、镁粉、5% 亚硝酸钠、10% 硝酸
铝等。
1. 2 试验方法
1. 2. 1 标准曲线的绘制 精确称取 120 ℃干燥至恒重的芸
香苷 20 mg,用 60%乙醇定容于 100 mL容量瓶中,摇匀,得到
浓度为 0. 2 mg /mL的标准品溶液,作为储备液备用。准确量
取 0、1. 0、2. 0、3. 0、4. 0、5. 0、6. 0、7. 0 mL于 25 mL容量瓶中,
加 5%亚硝酸钠和 10%硝酸铝溶液各 4. 0 mL,分别用 30%乙
醇稀释至刻度,混匀,放置 16 min。用紫外分光光度计在
510 nm 处测定吸光度。以吸光度为纵坐标,溶液浓度为横坐
标绘制标准曲线,根据标准曲线求出总黄酮浓度 -吸光度回
归方程,计算总黄酮浓度。
1. 2. 2 芭蕉花中总黄酮的提取 分别取干燥粉碎后的芭蕉
花粉 2 g,在不同乙醇浓度、料液比、提取温度、提取时间下进
行恒温水浴浸提,过滤,定容至 50 mL;再取 5 mL提取液加入
到 25 mL容量瓶中,分别加 5%亚硝酸钠和 10%硝酸铝溶液
各 4. 0 mL,分别用 30%乙醇稀释至刻度,混匀,放置16 min。
用紫外分光光度计在 510 nm处测定吸光度。
1. 2. 3 总黄酮的鉴定 在一定条件下对提取的总黄酮进行
定性试验:(1)盐酸 -镁粉反应。取 1. 0 mL 提取液于试管
中,加适量镁粉摇匀,再加入浓盐酸数滴(一次性加入),观察
泡沫颜色。(2)三氯化铝反应。取提取液点在滤纸上,滴加
1%三氯化铝乙醇溶液,吹干,观察颜色变化。(3)三氯化铁
反应。取几滴提取液于滤纸上,滴加 1%三氯化铁乙醇溶液,
观察颜色变化。(4)氨显色反应。取乙醇提取液点在滤纸
上,将滤纸在浓氨水上方熏 30 s,观察颜色变化[4]。
1. 2. 4 提取率计算
黄酮提取率 = C ×稀释倍数 ×提取液体积
芭蕉花取样量 × 103
× 100%
式中:C表示根据标准曲线计算出的溶液浓度,稀释倍数为 5
倍,提取液体积为 50 mL,芭蕉花取样量为 2 g。
1. 2. 5 单因素试验 影响黄酮提取效果的因素很多,如提取
时间、乙醇浓度、提取溶剂、液料比、提取时间、提取次数等,试
验首先进行乙醇浓度、料液比、提取时间和提取温度的单因素
试验,研究其提取效果,并确定各因素的最优水平。
1. 2. 6 乙醇恒温浸提正交试验设计 根据单因素试验结果,
每个因素选择 3 个水平,用 L9 (3
4 )正交表进行正交试验[5],
确定芭蕉花最佳提取工艺条件。
2 结果与分析
2. 1 总黄酮的鉴定
表 1 结果可证明待测液中含有黄酮类化合物。
2. 2 标准曲线回归方程
线性回归方程为 D = 11. 133C - 0. 013 4,r2 = 0. 998 9,r =
—752—江苏农业科学 2013 年第 41 卷第 6 期
DOI:10.15889/j.issn.1002-1302.2013.06.051
表 1 定性试验结果
反应类型 现象
盐酸 -镁粉反应 呈紫红色
三氯化铝反应 可见光下呈灰蓝色
三氯化铁反应 呈紫色
氨显色反应 紫外光下有极明显的墨绿色荧光斑点
0. 999,n = 7。
2. 3 单因素试验
2. 3. 1 乙醇浓度对芭蕉花总黄酮提取效果的影响 固定料
液比为 1 g ∶ 30 mL,提取时间为 3. 0 h,提取温度为 80 ℃,选
择乙醇浓度分别为 50%、60%、70%、80%、90%,研究乙醇浓
度对芭蕉花总黄酮提取效果的影响。结果表明,乙醇浓度在
50% ~ 80% 之间时,总黄酮提取率不断提高;乙醇浓度为
80%时提取率达到最高,为 1. 39% ;随着乙醇浓度的进一步
升高,提取效果开始下降。因此芭蕉花总黄酮提取的最佳乙
醇浓度为 80%。
2. 3. 2 料液比对芭蕉花总黄酮提取效果的影响 固定乙醇
浓度为 60%,提取时间为 3. 0 h,提取温度为 80 ℃,选择料液
比分别为 1 g ∶ 20 mL、1 g ∶ 25 mL、1 g ∶ 30 mL、1 g ∶ 35 mL、
1 g ∶ 40 mL,研究料液比对总黄酮提取率的影响。结果表明,
当料液比在 1 g ∶ 20 ~ 35 mL 范围内时,提取率随着提取剂的
增加而提高,料液比为 1 g ∶ 35 mL 时达到最大值,提取率为
1. 27%,之后随着提取剂的增加提取率下降。因此芭蕉花总
黄酮提取的最佳料液比为 1 g ∶ 35 mL。
2. 3. 3 提取时间对芭蕉花总黄酮提取效果的影响 固定乙
醇浓度为 60%,料液比为 1 g ∶ 30 mL,提取温度为 80 ℃,选择
提取时间分别为 2. 0、2. 5、3. 0、3. 5、4. 0 h,研究提取时间对总
黄酮提取率的影响。结果表明,随着提取时间的延长,提取率
不断提高,在 2. 0 ~ 3. 0 h范围内提取时间对提取率的影响较
大,3. 0 h 后提取时间对提取率几乎没有影响。因此,芭蕉花
总黄酮提取的最佳提取时间为 3. 0 h,此时提取率为 1. 14%。
2. 3. 4 提取温度对芭蕉花总黄酮提取效果的影响 固定乙
醇浓度为 60%,料液比为 1 g ∶ 30 mL,提取时间为 3. 0 h,选择
温度分别为 50、60、70、80、90 ℃,研究提取温度对总黄酮提取
率的影响。结果表明,在 50 ~ 70 ℃之间,随着提取温度升高,
提取率不断上升,且上升的幅度很大;在 70 ℃时达到最佳提
取效果,提取率为 1. 36% ;70 ~ 90 ℃时,提取率开始随温度的
上升而下降。因此,芭蕉花总黄酮提取的最佳温度为 70 ℃。
2. 4 正交试验
2. 4. 1 正交因素的确定 总黄酮提取工艺的研究大多采用
正交试验的方法[6 - 7]。在单因素试验中得到芭蕉花总黄酮提
取的最佳乙醇浓度为 80%、最佳料液比为 1 g ∶ 35 mL、最佳
提取温度为 70 ℃、最佳提取时间为 3. 5 h,据此设计正交试验
因素水平,见表 2。
表 2 芭蕉花中总黄酮提取正交试验的因素及水平
水平
因素
A:乙醇
浓度(% )
B:提取
时间(h)
C:料液比
(g ∶ mL)
D:提取
温度(℃ )
1 75 3. 0 1 ∶ 30 65
2 80 3. 5 1 ∶ 35 70
3 85 4. 0 1 ∶ 40 75
2. 4. 2 正交试验结果分析 极差 R 越大,说明该因素水平
的改变对试验结果影响越大[8],因此极差的大小反映了因素
对试验指标影响的程度。从表 3 的极差分析结果可知,各因
素对黄酮提取效果的影响为 A > B > C≈D,各因素的最佳工
艺组合是 A2B3C3D2。
表 3 芭蕉花中总黄酮提取正交试验结果
试验号 A:乙醇浓度 B:时间
C:料
液比 D:温度 吸光度
黄酮含量
(mg /mL)
提取率
(% )
1 1 1 1 1 0. 966 0. 088 1. 11
2 1 2 2 2 1. 034 0. 094 1. 18
3 1 3 3 3 1. 075 0. 098 1. 22
4 2 1 2 3 1. 106 0. 101 1. 26
5 2 2 3 1 1. 242 0. 113 1. 40
6 2 3 1 2 1. 318 0. 120 1. 48
7 3 1 3 2 1. 059 0. 096 1. 20
8 3 2 1 3 1. 043 1. 095 1. 19
9 3 3 2 1 1. 017 0. 093 1. 16
k1 1. 17 1. 19 1. 26 1. 22
k2 1. 38 1. 26 1. 20 1. 29
k3 1. 18 1. 29 1. 27 1. 22
R 0. 21 0. 10 0. 07 0. 07
2. 4. 3 最佳工艺条件验证 按照表 3 确定的最佳工艺条件
组合(即乙醇浓度为 80%、提取时间为 4. 0 h、料液比为
1 g ∶ 40 mL、提取温度为 70 ℃ )进行 3 次验证性试验,芭蕉花
总黄酮提取率分别为 1. 52%、1. 53%、1. 53%,均高于单因素
试验中的最高黄酮提取率。
3 结论与讨论
通过单因素试验研究各因素对芭蕉花总黄酮提取效果的
影响,得到各因素的最优水平为乙醇浓度 80%、料液比
1 g ∶ 35 mL、提取温度 70 ℃、提取时间 3. 0 h;在此基础上选
择适宜的因素水平进行正交试验,得到芭蕉花总黄酮提取的
最佳工艺条件为乙醇浓度 80%、提取时间 4. 0 h、料液比
1 g ∶ 40 mL、提取温度 70 ℃,此时提取率为 1. 53%,各因素对
提取率影响大小为乙醇浓度 > 提取时间 > 料液比≈提取
温度。
已有的研究表明,植物的花中含有丰富的类黄酮物质。
Ganugapati等研究表明香蕉花富含类黄酮,且有抗糖尿病的
功能[9]。Coutinho等报道景天科高凉菜属的花富含 T细胞抑
制类黄酮,可能在治疗炎症性疾病上有重要作用[10]。Zhou
等研究发现,枇杷花含有丰富的黄酮类和酚类物质,且在花的
不同发育阶段和不同的组织中含量明显不同,花完全开放时
花瓣中黄酮类和酚类物质含量最高[11]。Grassi 等利用动物
模型进行研究,结果表明饮食结构中的类黄酮物质能延迟动
脉粥样硬化斑块的发展[12]。黄酮类化合物还具有抗肿瘤、免
疫调节、抑菌、抗病毒、抗辐射等多种药理作用[13]。因此,芭
蕉花有较好的食用价值。
参考文献:
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櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄
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潘永芳,郑国栋,张清峰. 超声法提取菝葜中绿原酸的工艺研究[J]. 江苏农业科学,2013,41(6):259 - 261.
超声法提取菝葜中绿原酸的工艺研究
潘永芳,郑国栋,张清峰
(江西农业大学江西省天然产物与功能食品重点实验室,江西南昌 330045)
摘要:用超声波法提取菝葜中的绿原酸,考察乙醇浓度、料液比、超声功率、超声时间 4 个因素对绿原酸得率的影
响,通过单因素试验和正交试验确定了提取的最佳工艺条件。L9(3
4)正交试验结果表明,各因素对菝葜中绿原酸得率
的影响大小顺序为乙醇浓度 > 超声功率 > 超声时间 > 料液比;绿原酸提取的最佳工艺为乙醇浓度 50%,料液比
1 g ∶ 30 mL,超声功率 135 W,超声时间 35 min,绿原酸的得率高达 1. 324%。
关键词:菝葜;绿原酸;超声提取;正交设计
中图分类号: R284. 2 文献标志码: A 文章编号:1002 - 1302(2013)06 - 0259 - 03
收稿日期:2012 - 11 - 09
作者简介:潘永芳(1990—),女,江西万载人,硕士研究生,研究方向
为天然产物的分离提取。E - mail:qiufengp@ 163. com。
通信作者:郑国栋,博士,副教授,研究方向为天然产物的分离提取和
功能食品等。Tel:(0791) 83813420;E - mail: zrs150716@ yahoo.
com. cn。
菝葜是百合科菝葜属植物菝葜的根茎,别称王瓜草、金刚
藤、金刚树,主要分布于热带地区,在我国主要分布于长江以
南各省区[1]。菝葜根、茎、叶均可入药,长期以来被广泛用于
治疗筋骨酸痛、小便淋漓、带下量多,疔疮痈肿等症[2],具有
抗炎、抗风湿、抗肿瘤、降血糖、预防动脉粥样硬化等作
用[3 - 4]。随着检测和提取方法的迅速发展,国内外已从菝葜
中得到了多种类型的化学物质,主要以甾体皂苷类、氨基酸、
茋类、黄酮类,其中黄酮类主要是以黄酮、二氢黄酮、黄酮醇
为主[5 - 7]。
绿原酸是一种多酚类化合物,异名咖啡鞣酸,是植物在有
氧呼吸过程中产生的丙素类化合物[8]。绿原酸具有多种生
物活性,包括降血压、抗肿瘤、抗菌以及抗氧化作用等[9]。最
近,我们在研究菝葜提取物的抗氧化和细胞增殖的影响时,发
现菝葜中含有较高的绿原酸[10]。然而,菝葜中绿原酸含量及
其提取工艺的研究还未见报道。本试验研究超声波法提取菝
葜中绿原酸的工艺,用紫外光光度法进行测定,并运用正交试
验对相关工艺参数进行优化,以确定最佳的提取条件,为今后
进一步提取分离纯化菝葜中绿原酸提供理论依据。
1 材料与方法
1. 1 仪器
KQ3200DA 型数控超声波清洗器,昆山市超声仪器有限
公司提供;电子天平,上海精密科学仪器有限公司提供;电热
恒温干燥箱,宁波机电工业研究设计院;UV752 紫外可见分
光光度计,上海佑科仪器仪表有限公司。
1. 2 试剂与材料
菝葜购自福建宁化,粉碎后过 40 目筛,得到菝葜粉末。
绿原酸标准品,中国药品生物制品检定所。无水乙醇,天津永
大化学试剂有限公司。
1. 3 试验方法
1. 3. 1 绿原酸标准曲线的绘制 称取绿原酸标品 1. 4 mg,
用 60%的乙醇溶解定容到 10 mL的容量瓶中配成 140 μg /mL
的绿原酸标准溶液,分别吸取 0. 0、0. 2、0. 4、0. 6、0. 8、1. 0、
1. 2 mL 的标准溶液到 10 mL 的容量瓶中,定容到刻度,用紫
外分光光度计在 328 nm[11]处测定吸光度,再以吸光度 D 值
为纵坐标,以绿原酸浓度为横坐标绘制标准曲线(图 1),得回
归方程:y = 0. 059 9x + 0. 000 4,r2 = 0. 999 7。
—952—江苏农业科学 2013 年第 41 卷第 6 期