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金丝草总多酚提取工艺及抗氧化性研究



全 文 :收稿日期: 2013-07-22
基金项目: 泉州市科技计划项目(2007N4)资助。
作者简介: 贤景春,教授。E-mail:xjc01977@163.com
安徽农业大学学报, 2014, 41(2): 299-302
Journal of Anhui Agricultural University
[DOI] 10.13610/j.cnki.1672-352x.20140225.0023 网络出版时间:2014-2-25 17:06:00
[URL]http://www.cnki.net/kcms/doi/10.13610/j.cnki.1672-352x.20140225.0023.html
金丝草总多酚提取工艺及抗氧化性研究
贤景春,林 敏
(泉州师范学院化学与生命科学学院,泉州 362000)
摘 要:采用乙醇浸取法对金丝草中多酚进行提取并对其抗氧化性进行研究。探讨乙醇浓度、提取温度、时间
和料液比对多酚提取的影响,并用正交试验进行优化。结果表明,最佳参数为乙醇浓度 50%,时间为 1 h,料液比
1:30 (g·mL-1), 提取温度 80℃。在此提取条件下,金丝草多酚总含量为 4.14 mg·g-1,且金丝草提取物有较好清除羟
基自由基的能力, 提取效果好,多酚含量较高。
关键词:金丝草;多酚;抗氧化性
中图分类号:S567.2 文献标识码:A 文章编号:1672352X (2014)02029904
Extraction of total polyphenol from Pogonatherum crinitum(Thunb.)Kunth
and its antioxidation activity
XIAN Jingchun, LIN Min
(College of Chemistry and Life Science, Quanzhou Normal College, Quanzhou 362000)
Abstract: This paper aimed to study the optimized condition for extracting total polyphenol from
Pogonatherum crinitum(Thunb.)Kunth and its antioxidation with ethonal-leaching method. The best condition for
extraction polyphenols was chosen based on the orthogonal analysis. The optimal condition was that using 50%
ethanol as extractant, extraction for 1 h at 80℃, in the material-liquid ratio of 1:30 (g·mL-1). In this case, the
extraction rate of total polyphenol from Pogonatherum crinitum (Thunb.) Kunth was 4.14 mg·g-1, and it showed a
strong antioxidative effect. It is suggested that the optimized condition can provide expected extraction rate of
total polyphenol.
Key words: Pogonatherum crinitum(Thunb.)Kunth; polyphenols; oxidative stability
金丝草 Pogonatherum crinitum(Thunb.)Kunth别
名黄毛草、笔仔草、猫尾草等,为禾本科金发草属
植物,干燥全草入药。主要分布在我国福建、浙江、
台湾、江西等地,有清热、解暑、利尿等功效。民
间常用来治疗感冒高热、中暑、尿路感染、肾炎水
肿、黄疸型肝炎和糖尿病等[1]。在临床常上还用作
温里散寒、止痛通痹的佐使药物,以小剂量引领各
有效成分的分布和快捷提升血药浓度,成为古今除
顽疾、去痼病的常用药[2]。有关研究表明金丝草中
含有黄酮类化合物,其特殊的化学结构决定了金丝
草潜在的生物学活性[3],因此其抗氧化、抗肿瘤等
生理功能也越来越受到人们的关注。但目前从金丝
草中提取多酚的工艺还未见报道。为此,作者采用
乙醇溶剂浸提法提取金丝草中的多酚,并对提取物
进行抗氧化性试验,为金丝草的进一步开发和利用
提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 仪器与试剂
金丝草(购于平潭县中药店),焦性没食子酸、
硫酸亚铁(国药集团化学试剂有限公司),无水乙醇
(恒隆化工股份有限公司),酒石酸钾钠(天津基准
化学试剂有限公司),磷酸二氢钾(广东西陇化工厂
汕头),磷酸氢二钾(汕头市西陇化工有限公司)。
电子天平(上海舜宇恒平科学仪器有限公司),循环
水真空泵(河南省予华仪器有限公司),离心机(上
300 安 徽 农 业 大 学 学 报 2014年
海安亭科学仪器厂制造),可见分光光度计 (上海元
析仪器有限公司) 。
1.2 实验方法
1.2.1 标准曲线的绘制 取 0.25 mg·mL-1焦性没食
子酸标准溶液(0、1.0、2.0、3.0、4.0和 5.0)mL,
分别加入到 25 mL容量瓶中,再加入 5 mL蒸馏水、
5 mL酒石酸亚铁溶液,用磷酸盐缓冲溶液(pH 7.5)
定容。摇匀静置,在 540 nm处测定其吸光度[4](A)。
以吸光度值为纵坐标,焦性没食子酸的浓度为横坐
标,绘制标准曲线(见图1)。回归方程:Y=-0.01186+
16.47429X。
图 1 标准曲线
Figure 1 Standard curve
1.2.2 多酚含量测定 多酚类物质与亚铁离子能够
生成蓝紫色络合物,采用经典 Folin–Ciocalteu方法
可测定多酚含量[5]。称取 1.000 g金丝草粉末(洗涤、
烘干、粉碎、过 60目),在不同条件(乙醇浓度、
料液比、浸提时间、温度)浸取,抽滤并移至 50 mL
的容量瓶中,用乙醇溶液定容待用。从中移取 1 mL
于 10 mL的容量瓶中,再加入 1 mL酒石酸亚铁溶
液,用 pH 7.5的磷酸盐缓冲溶液定容。摇匀、静置、
离心后在 540 nm下测定吸光度,即可计算出多酚含
量。
1.2.3 抗氧化性实验 依次取 2.0 mL 9 mmol·L-1的
FeSO4,2.0 mL 8.82 mmol·L-1的双氧水,2.0 mL 9
mmol·L-1的水杨酸溶液于 25 mL容量瓶中,向反应
体系中分别加入 1.0、2.0、3.0 、4.0和 5.0 mL提取
液,用蒸馏水定容,摇匀,恒温 37℃。在 510 nm[8]
处测其吸光度为(AX),按此方法不加提取液测定
的吸光度为(A0)[6]。
%100%/
0
0 
A
AA x清除率
1.2.4 提取工艺的优化 金丝草洗涤,烘干,粉碎
过 60目。不同参数提取,过滤,测试。正交优化,
3组实验平行测试,确定最佳提取工艺参数。
2 结果与分析
2.1 乙醇浓度对浸提效果的影响
控制温度为 60℃,料液比为 1︰25,分别用
30%、40%、50%、60%和 70%的乙醇溶液浸提 2 h。
操作步骤同 1.2.2,测定结果如图 2所示。由图可看
出,在浓度较小时,随浓度的加大提取率增大,当
乙醇浓度为 60%时,多酚含量达最大值。继续增大
乙醇浓度含量反而下降。
图 2 乙醇浓度对多酚提取影响
Figure 2 Effect of ethanol concentration on polyphenols
extraction
图 3 料液比对多酚提取影响
Figure 3 Effect of ratio of solid to solution on polyphenols
extraction
2.2 料液比对浸提效果的影响
控制温度为 60℃,乙醇浓度 60%,料液比分别
为(1:15、1:20、1:25、1:30和 1:35)g·mL-1浸提 2 h,
测定结果如图 3。由图 3可看出,料液比较小时,
提取率较低。增大溶剂量提取率可增大,当料液比
为 1:25时,提取效果最佳。继续增大乙醇体积多酚
提取含量反而下降。
2.3 浸提时间对浸提效果的影响
在温度为 60℃,乙醇浓度为 60%,料液比为
1:25,分别浸提(1 h、1.5 h、2h、2.5和 3 h),测定
结果如图 4。由图 4可知,浸提时间较短时,多酚
含量较低,因为有效成分还没有充分溶出。延长时
间,提取率加大,浸提 1.5 h多酚含量可达最大值。
继续延长浸提时间,多酚含量反而下降。
41卷 2期 贤景春等: 金丝草总多酚提取工艺及抗氧化性研究 301
图 4 时间对多酚提取的影响
Figure 4 Effect of time on polyphenol extraction
图 5 温度对多酚提取量的影响
Figure 5 Effect of temperature on polyphenols extraction
2.4 浸提温度对浸提效果的影响
乙醇浓度为 60%,料液比为 1:25,温度分别为
40、50、60、70和 80℃,浸提 1.5 h,测定结果如图
5所示。从图 5可以看出,在温度较低时,多酚溶出
率不高,升高温度,提取率加大,温度为 70℃时,
多酚含量达最大值。再继续升温,提取率会减小。
2.5 正交试验
在单因素试验基础上,设计因素水平(见表 1),
采用 L9(34)正交试验进行提取条件优化[7],实验结果
如表 2。通过比较表 2中极差 R值的大小,4个因
素对金丝草多酚提取效果影响的大小顺序是
B>A>C>D, 即温度对多酚提取的影响最大,其次为
乙醇浓度,提取时间,料液比对多酚提取的影响最
小。最佳提取工艺为 A1B3C1D3,以此条件,进行 3
组平行验证性实验,测得多酚提取量可达 4.14
mg·g-1。
2.6 对羟基自由基清除能力
按照 1.2.3方法,对提取物的抗氧化性试验结果
如图 6。由图 6可知,随着提取液浓度的增加,对·OH
的清除率明显加大,且与浓度线性相关。
表 1 正交因素水平
Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment
水平
Level
A
浓度/% Concentration
B
温度/℃ Temperature
C
时间/h Time
D
料液比/(g:mL)Ratio of solid to liquid
1 50 60 1.0 1:20
2 60 70 1.5 1:25
3 70 80 2.0 1:30
表 2 正交试验结果
Table 2 Result of orthogonal experiment
序号 Number A B C D 多酚含量/mg·g-1 Content of polyphenols
1 1 1 1 1 3.152
2 1 2 2 2 3.334
3 1 3 3 3 3.395
4 2 1 2 3 2.242
5 2 2 3 1 2.788
6 2 3 1 2 3.607
7 3 1 3 2 1.422
8 3 2 1 3 3.213
9 3 3 2 1 2.667
K1 9.881 6.816 9.973 8.607
K2 8.637 9.335 8.243 8.364
K3 7.302 9.669 7.605 8.850
k1 3.294 2.272 3.324 2.869
k2 2.879 3.112 2.748 2.788
k3 2.434 3.223 2.535 2.950
R 0.860 0.951 0.789 0.162
302 安 徽 农 业 大 学 学 报 2014年
图 6 提取物对羟基自由基的清除效果
Figure 6 Scavenging effects on hydroxyl radical
3 结论
实验结果表明,金丝草中含有较多的多酚。植
物多酚具有极强的抗氧化性、抑菌、抗炎、防辐射、
降血压、抑制肿瘤等活性[6]。金丝草的药用作用与
其含有多酚有关。目前有关金丝草的研究并不多,
尤其是对其药用成分的提取,目前还未见资料报道。
对金丝草中多酚提取的系统性研究结果表明,影响
因素主要是溶剂浓度、提取时间、料液比和温度,
其中影响最大的是乙醇浓度。通过正交试验优化后
得最佳提取参数为乙醇浓度 50%,料液比为 1:30
(g·mL-1),提取时间为 1 h,提取温度为 80℃。抗
氧化性研究显示金丝草提取物有很强清除·OH自由
基的能力,当加入提取液为 6 mL时,清除率可达
55.51%,说明金丝草有一定应用和开发前景。
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