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显齿蛇葡萄中二氢杨梅素的提取纯化



全 文 :显齿蛇葡萄中二氢杨梅素的提取纯化
夏慧玲1,胡居吾2,熊 伟2,李雄辉2,万翠香1,林金枝1
(1.南昌大学中德联合研究院(江西 - OAI) ,江西南昌 330047;2.江西省科学院应用化学研究所,江西南昌 330029)
摘要 [目的]优化显齿蛇葡萄中二氢杨梅素的提取纯化工艺。[方法]采用水提法从显齿蛇葡萄中提取二氢杨梅素,并对二氢杨梅素
进行了纯化和检测。通过单因素试验和正交试验优化工艺提取条件。[结果]最佳工艺条件为:提取温度为 90 ℃,料液比为 1∶10
(g∶ml),提取时间为 60 min,在此工艺条件下,二氢杨梅素的得率最大;重结晶 5次后总黄酮纯度由原来的 68. 51%提高至 91. 0%。[结
论]该二氢杨梅素的提取纯化工艺简单,成本低、原料来源易,作为抗氧化剂生产工艺前景看好。
关键词 二氢杨梅素;显齿蛇葡萄;纯化
中图分类号 S663. 1 文献标识码 A 文章编号 0517 -6611(2011)32 -19783 -03
Extraction and Purification of Dihydromyricetin in Ampelopsis grossedentata
XIA Hui-ling et al (Jiangxi-OAI Joint Research Institute,Nanchang University,Nanchang,Jiangxi 330047)
Abstract [Objective]To optimize the extraction and purification technology of dihydromyricetin from Ampelopsis grossedentata. [Method]
Dihydromyricetin was extracted from Ampelopsis grossedentata with water as extracting agent,then purified and determined,the extraction con-
ditions were optimized through single factor test and orthogonal experiment. [Result]The optimum extraction conditions were:extracting tem-
perature was 90 ℃,solid-liquid ratio 1∶10 and extracting time 60 min,under which the yield of dihydromyricetin was the largest,the purity of
total flavonoids increased from 68. 51% to 91. 0% after 5 times re-crystallization. [Conclusion]The extraction and purification technology of
dihydromyricetin was simple and affordable with convenient source of materials,therefore it had broad prospect in producing antioxidant.
Key words Dihydromyricetin(DMY);Ampelopsis grossedentata;Purification
基金项目 江西省科学院青年基金(200912)。
作者简介 夏慧玲(1962 - ) ,女,江西南昌人,高级实验师,从事天然产
物提取与改性研究,E-mail:hlxia@ ncu. edu. cn。
收稿日期 2011-08-04
显齿蛇葡萄(Ampelopsis grossedentata)属葡萄科(Vitace-
ae) ,蛇葡萄属多年生木质藤本植物,多生于福建、江西等地
的山野林间。显齿蛇葡萄中含有的主要有效成分是以二氢
杨梅素为主体的黄酮类化合物,其中二氢杨梅素含量最高,
黄酮化合物提取量高达 20% ~ 28%[1]。二氢杨梅素具有很
强的抗氧化作用和良好的抑菌、抗病毒效果[2]。笔者对显齿
蛇葡萄干叶中二氢杨梅素的提纯及纯化技术进行了研究,以
期为其开发新型的天然抗氧化剂和药品。
1 材料与方法
1. 1 材料
1. 1. 1 试验对象。显齿蛇葡萄芽头干叶,购自江西抚州。
1. 1. 2 主要试剂。二氢杨梅素标准品,由中国生物制品检
定所提供;浓度 95%的乙醇,丙酮,试剂均为市售,分析纯,蒸
馏水自制。
1. 1. 3 主要仪器与设备。恒温水浴锅上海亚荣生化仪器厂
生产、SHZ-Ⅲ型循环水真空泵由上海亚荣生化仪器厂生产、
RE -52CS旋转蒸发仪,由上海亚荣生化仪器厂生产;电子天
平,由余姚纪铭设备有限公司生产;电热恒温真空干燥箱,由
上海南汇老港机械厂生产;752型紫外 -可见分光光度计,由
上海洪纪仪器设备有限公司生产。
1. 2 方法
1. 2. 1 二氢杨梅素的提取[2 -3]。称取 100. 000 g 显齿蛇葡
萄芽头干叶,加入1 000 ml的蒸馏水,浸泡10 min,在95 ℃的
水浴下煮沸回流2次,每次60 min;趁热用200目的双层滤布
过滤,收集、合并滤液并浓缩;此操作重复 3 次,放置 1 d,析
出浅黄色颗粒状结晶,抽滤,干燥,得粗结晶体。
提取率(%)=提取量(g)/原料量(g)×100。
1. 2. 2 二氢杨梅素粗提物的纯化。取上述粗结晶物 10. 000
g,加入 80 ml无水丙酮回流 60 min,提取 2 次,合并提取液,
经旋转浓缩后,加入 400 ml的热蒸馏水溶解,放置,待析出白
色结晶后,过滤,得结晶物。所得物经 5次重复操作,最后抽
滤干燥,得黄白色粉末状结晶物。
1. 2. 3 定性鉴定。取结晶物 10. 000 g,加浓度 95%的乙醇
配成溶液。取 1 ml上述样液置于试管中,分别加入盐酸镁
粉、三氯化铁、氢氧化钠和锫盐 -柠檬酸试剂,摇匀后静置一
段时间,观察其颜色变化;并观察不同的重结晶次数其晶体
的形状和颜色等的变化。
1. 2. 4 定量测定。紫外分光光度法[4]。
1. 2. 4. 1 最大吸收峰的确立。精确称取二氢杨梅素标准品
30. 0 mg,用浓度 95%的乙醇溶解并定容至 100 ml,用移液管
精确吸取 1 ml上述溶液,置于 100 ml的容量瓶中,并用浓度
95%的乙醇定容,摇匀,得 0. 003 mg /ml 标准溶液。静置 40
min,于 282 ~304 nm波长范围内测定该溶液最大吸收峰。
1. 2. 4. 2 二氢杨梅素标准曲线图的绘制。精确称取二氢杨
梅素标准品 2. 5 mg,加浓度 95%的乙醇溶解并定容至 25 ml,
制成标准液备用。取 6个 10 ml的容量瓶,洗净烘干,依次编
号;精密吸取二氢杨梅素标准液 0,0. 5,1. 0,1. 5,2. 0,2. 5 ml
分别置于 10 ml的容量瓶中,加浓度 95%的乙醇定容,摇匀,
室温下静置 40 min,于最大吸收峰处测 OD 值,建立标准曲
线,确定回归方程。
1. 3 单因素试验
1. 3. 1 料液比。称取 100 g显齿蛇葡萄芽头干叶,分别加入
1∶5、1∶7、1∶10、1∶12、1∶15 的料液比的水(g∶ ml) ,先浸泡 10
min,后在 95 ℃的水浴下煮沸回流 2 次,每次 60 min;趁热用
200目的双层滤布过滤,收集过滤液;此操作重复 2 次,合并
滤液并浓缩,放置 1 d后,析出浅黄色颗粒状结晶。滤液经抽
滤、干燥,得粗结晶物。
1. 3. 2 提取温度。称取 100 g 显齿蛇葡萄芽头干叶,加入
安徽农业科学,Journal of Anhui Agri. Sci. 2011,39(32):19783 - 19785 责任编辑 夏静 责任校对 况玲玲
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2011.32.039
1∶10(g∶ ml)的料液比的水,先浸泡 10 min,后分别在 50、60、
70、80、90、100 ℃温度下水浴煮沸回流 2 次,每次 60 min;趁
热用 200目的双层滤布过滤,收集过滤液;此操作重复 2 次,
合并滤液并浓缩,放置 1 d,析出浅黄色颗粒状结晶,经抽滤、
干燥,得粗结晶体。
1. 3. 3 提取时间。固定提取条件为温度 95 ℃,料液比为
1∶10(g∶ ml) ,选择不同的提取时间 30、40、50、60、70、80、90、
100、110和 120 min,按“1. 2. 1”方法进行提取,考察提取时间
对提取率的影响。
1. 4 正交试验 按表 1对进行试验,各处理做 3 次平行,测
定挥发油含量,取平均值,并作极差和方差分析。根据单因
素试验结果设计 L9(3
4)正交试验(表 1)。
表 1 正交试验因素水平设计
Table 1 Factors and levels of orthogonal test
水平
Levels
A料液比
Solid-liquid
ratio∥g /ml
B萃取温度
Extraction tem-
perature∥℃
C提取时间
Extracting
time∥min
1 1∶8 80 50
2 1∶10 90 60
3 1∶12 100 70
1. 5 二氢杨梅素纯度测定 精确称取粗结晶物和纯化后结
晶物30 mg,用浓度95%的乙醇溶解并定容,摇匀。精确吸取
1 ml的该溶液,于 100 ml 的容量瓶中用浓度 95%的乙醇定
容,摇匀,在室温下静置 40 min 后,于最大吸收峰处测 OD
值,利用标准曲线和回归方程分别计算其纯度。
2 结果与分析
2. 1 二氢杨梅素的定性分析
2. 1. 1 化合物鉴定。从表 2可知,提取物与镁反应呈玫瑰红
色,与铁反应呈黑色,与铝反应呈墨绿色,根据二氢杨梅素的化
学反应特性可以认定,所得物质主要含有二氢杨梅素。
表 2 二氢杨梅素的定性分析
Table 2 Qualitative identification of dihydromyricetin
添加试剂
Agents
颜色反应
Color reaction
结论
Conclusion
盐酸镁粉 Mydrochloric acid magnesium 玫瑰红色 二氢杨梅素
三氯化铁 FeCl3 紫黑色 二氢杨梅素
三氯化铝 AlCl3 强黄绿色荧光 二氢杨梅素
氢氧化钠 NaOH 橙黄色 -绿色 二氢杨梅素
锫盐 -柠檬酸 鲜黄色不褪 二氢杨梅素
2. 1. 2 重结晶次数对产品性状的影响。由表 3 可知,随着
重结晶次数的增加,提取物的纯度呈上升趋势。显齿蛇葡萄
水提物中主要成分为二氢杨梅素,但不可避免地含有单宁
质、蛋白质及色素等杂质。资料显示显齿蛇葡萄中的单宁质
含量高达 12%[4],是产生苦涩味的主要物质。粗提物经 5次
重结晶后,样品随重结晶次数的增加苦涩味逐步降低,颜色
也由浅灰色逐步呈现为其特有的鲜黄色,外观呈粉末状。
2. 2 方法学考察
2. 2. 1 最大吸收峰的确立。按“1. 2. 4. 1”进行操作,经紫外
-可见分光光度计测定后,看出二氢杨梅素在紫外光区的最
大吸收峰为 292 nm(图 1)。
2. 2. 2 二氢杨梅素标准曲线的确定。按“1. 2. 4. 2”进行操
作,得标准曲线的回归方程:y = 0. 034 6x - 0. 024 6,R2 =
0. 994(图 2)。
表 3 重结晶产品的性状
Table 3 Character of recrystallized products
评价指标
重结晶次数
Times of recrystallization
1 2 3 4 5
颜色 Color 浅灰色 黄白色 鲜黄色 鲜黄色 鲜黄色
状态 State 粉末 粉末 粉末 粉末 粉末
口感 Taste 微苦,涩 微苦,涩 无味 无味 无味
图 1 二氢杨梅素的紫外吸收峰图
Fig. 1 UV adsorption curve of dihydromyricetin(DMY)
图 2 二氢杨梅素标准曲线
Fig. 2 Standard curve of dihydromyricetin(DMY)
2. 3 单因素提取条件的确立
2. 3. 1 料液比的确定。从图 3可知,当料液比为 1∶5(g∶ ml)
时,水太少,二氢杨梅素不能被充分溶解出来;高于 1 ∶ 10
(g∶ ml)时,虽然二氢杨梅素在水中的溶出量会增加,但在此
浓度下,二氢杨梅素处于不饱和状态,不会自然沉降下来,须
蒸发部分水分使二氢杨梅素析出,势必加大能耗。料液比为
1∶10(g∶ ml)时,得率最高;表明在这种浓度下,二氢杨梅素能
够较好地溶解出来。
图 3 料液比对提取率的影响
Fig. 3 Effect of different solid-liquid ratios on extraction rate
2. 3. 2 提取温度的确定 从图 4可知,当温度低于 50 ℃时,
水分子几乎没有进入到细胞中,不能将二氢杨梅素提取出来,
当提取温度达到 70 ℃以上,得率大大提高;由于二氢杨梅素在
48791 安徽农业科学 2011 年
240 ℃以下稳定,所以应尽量选择较高的温度进行提取。从图
2中还可知,当温度达到 90 ℃和 100 ℃时,产品的得率变化不
大,从节省能源的角度考虑,选取 90 ℃作为最佳提取温度。
图 4 提取温度对提取率的影响
Fig. 4 Effect of different temperatures on extraction rate
2. 3. 3 提取时间的确定。从图 5 可知,当提取时间达到 60
min时,溶液体系中原料细胞内外二氢杨梅素的浓度已达到
平衡,得率最大;延长提取时间,其他杂质溶出,且提取出来
的二氢杨梅素在长时间加热条件下会加速氧化,最后导致收
率下降。综合考虑选择 50 ~70 ℃范围较好。
图 5 提取时间对提取率的影响
Fig. 5 Effect of time on extraction rate
2. 4 二氢杨梅素提取工艺条件的优化 根据上述单因素的
试验研究结果发现,料液比(A)、萃取温度(B)和萃取时间
(C)对二氢杨梅素得率的影响较大。因此,采用 3 因素 3 水
平的正交试验方法对工艺条件进行优化,以挥发油含量为评
价指标,进行评价(表 4)。
表 4 正交试验结果
Table 4 Results of orthogonal experiment
编号
No.
A B C
得率
Yield ∥%
1 1 1 1 14. 2
2 1 2 2 15. 6
3 1 3 3 15. 0
4 2 1 2 17. 5
5 2 2 3 18. 1
6 2 3 1 16. 5
7 3 1 3 17. 4
8 3 2 1 16. 7
9 3 3 2 17. 9
k1 14. 933 16. 367 15. 800
k2 17. 367 16. 800 17. 000
k3 17. 333 16. 467 16. 833
R 2. 434 0. 433 1. 200
从表 4 比较 3 个因素的极差 R 值可以看出,RA > RC >
RB,即各因素对提取物得率影响的顺序为液料比 >萃取时
间 >萃取温度,说明因素 A对指标的影响最大。对试验结果
进行方差分析,结果 A因素达显著水平(F0. 05(2,2)= 19,FA
=37. 806,P < 0. 05)。根据 K 值分析得最佳工艺组合为
A2B2C2,即料液比为 1∶10(g:ml)、提取温度 90 ℃,提取时间
60 min。依照优化条件进行重复试验,获得二氢杨梅素得率
为 18. 2%,证明该工艺条件相对稳定,重现性好。
2. 5 重结晶次数对产品得率与纯度的影响 二氢杨梅素产品
得率与纯度变化曲线结果见图5 ~6。由图5可知,二氢杨梅素
粗提物相对得率随重结晶次数的增加而减少,尤其是第 1次结
晶得率为78. 5%,到第5次时得率降低到33. 9%。这说明提取
物中二氢杨梅素浓度较低重结晶提纯的过程中失败较大。由
图 6可知,二氢杨梅素纯度随重结晶次数的增加提高较快,纯
度由第 1次结晶物的 68. 51%提高到第 5次结晶物的 91. 88%,
尤其是经过前 3次重结晶后其纯度提高明显。
图 6 重结晶次数与粗提物相对得率之间的关系
Fig. 6 Relation between recrystallization times and relative yield
of crude extracts
图 7 重结晶次数对产品纯度的关系
Fig. 7 Relation between recrystallization times and purity of
crystal
3 结论
水提法制备显齿蛇葡萄芽头干叶中的二氢杨梅素的最
佳条件:料液比 1∶10,温度 90 ℃,提取时间 60 min,得率最
大,达到 18. 2%,粗提物中二氢杨梅素黄酮纯度为 68. 51%。
5次重结晶后产品纯度达 91%以上,产品外观为黄白色细针
状晶体,无味。该二氢杨梅素的提取纯化工艺简单、成本低、
原料来源易,作为抗氧化剂生产应用前景看好。
参考文献
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5879139卷 32期 夏慧玲等 显齿蛇葡萄中二氢杨梅素的提取纯化