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阴香叶黄酮类化合物提取工艺的研究



全 文 :2016,16(2):48-52
保鲜与加工
Storage and Process加工研究
基金项目:国家级大学生创新创业训练计划项目(201510578018);广东省科技计划项目(2014A070713040);
韩山师范学院教授科研启动项目(QD20141025);广东省普通高校工程技术开发中心项目(GCZX-A1415)
作者简介:郑洁旋(1994—),女,汉族,本科在读,研究方向:农产品贮藏与加工。
通讯作者:张福平,本科,研究员,主要从事农产品贮藏与加工方面的研究工作。
中图分类号: R284.2 DOI:10.3969/j.issn.1009-6221.2016.02.009文献标识码:A
摘 要:以阴香叶为试材,在单因素试验的基础上,通过正交试验对阴香叶黄酮类化合物的提取工艺
进行研究。 结果表明,阴香叶黄酮类化合物提取的最佳工艺条件为:乙醇浓度 90%,提取温度 40℃,提
取时间 75 min,料液比 1∶35(g/mL),在此工艺条件下黄酮类化合物的平均提取率为 2.38%。阴香叶含有
较高的黄酮类化合物,值得开发利用。
关键词:阴香叶;黄酮;乙醇;提取工艺
Study on the Extraction Process of Flavonoids from
Cinnamomum burmannii Leaves
ZHENG Jie-xuan, LIN Shuo-hui, CHEN Ze-yi, ZHANG Jing-shan, LIU Shi-song, ZHANG Fu-ping*
(School of Life Science & Food Technology, Hanshan Normal University, Chaozhou 521041, China)
Abstract: Using the Cinnamomum burmannii leaves as the test material, the extraction process of flavonoids from
Cinnamomum burmannii leaves was studied by the single factor experiments and orthogonal test. The results showed
that, the optimum conditions of extracting flavonid compounds in Cinnamomum burmannii leaves were as follow:
ethanol concentration was 90%, extracting temperature was 40 ℃, extracting duration was 75 minutes and ratio of solid
to liquid was 1∶35(g/mL). In this condition, the extraction rate was 2.38%. The Cinnamomum burmannii leaves contained
high contents of flavonoids, it was worthy of exploiting.
Key words: Cinnamomum burmannii leaves; flavonoids; ethanol; extraction process
阴香叶黄酮类化合物提取工艺的研究
郑洁旋,林烁慧,陈泽意,张静珊,刘仕松,张福平 *
(韩山师范学院生命科学与食品科技学院,广东 潮州 521041)
*
阴香(Cinnamomum burmanii)又名土桂皮,为樟
科樟属乔木树种。其性辛、温,茎、叶、树皮可药用,具
有祛瘀消肿、止痛、止血之功效,取树根煎服,可治疗
水泻、胃痛[1]。阴香产于广东、广西、云南及福建,阴香
皮、叶、根均可提制芳香油,通常用于化妆品香精。叶
可代替月桂树的叶作为腌菜及肉类罐头的香料[2]。衣
晓明等[3]对阴香叶挥发性物质进行了 GC/MS分析,结
果显示,从阴香叶中鉴定出 39种化学物质,主要物质
为龙脑、桉树脑、乙酸双环[2.2.1]庚 - 2- 基酯、α- 蒎
烯、D- 柠檬烯、石竹烯等,这些物质的共同作用形成
了阴香叶特殊的香味。
黄酮类化合物是天然的多酚类物质,具有广泛的
生物活性,可预防心脑血管系统和呼吸系统的疾病,
具有抗菌、抗癌、抗病毒、抗氧化、镇咳、祛痰、保肝等
药理作用,是药用植物中的主要活性成分之一[4]。从植
物中提取黄酮类物质并探究其抗氧化性,越来越受到
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人们的重视[5- 9]。
目前,对阴香的研究主要集中在其化学成分、抑
菌活性、生物活性、药理作用等方面[10- 12],尚未发现有
阴香叶黄酮类化合物提取工艺研究的相关报道。笔者
采用乙醇提取法对阴香叶黄酮类化合物的提取工艺
进行研究,在单因素试验的基础上,通过正交试验确
定阴香叶黄酮类化合物的最佳提取工艺条件,为阴香
的开发利用提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料与设备
1.1.1 材料与试剂
阴香叶采自韩山师范学院校内,采后将其洗净晾
干,60℃烘干至恒重,用多功能粉碎机粉碎后,过 60
目筛,制得阴香叶粉末(备用)。猪油为市售。
芦丁、亚硝酸钠、硝酸铝、氢氧化钠、95%乙醇、无
水乙醇,均为国产分析纯。
1.1.2 仪器与设备
UV759紫外 - 可见分光光度计,HH- 8电热恒温
水浴锅,FA2004 电子天平,TDL- 610B台式离心机,
GZX- 9240MBE电热鼓风干燥箱,HC- 400YZ高速多
功能粉碎机。
1.2 方法
1.2.1 波长的选择
精确称取 30.00 mg芦丁标准品,配制成浓度为
0.30 g/L的芦丁标准溶液[6];准确称取 1.000 0 g阴香
叶粉末,加到 30 mL 70%乙醇溶液中,于 50 ℃恒温
水浴浸提 1.5 h,冷却至室温,在 4 000 r/min 条件下
离心 10 min,用 70%乙醇定容于 50mL的容量瓶中。分
别吸取芦丁标准溶液和阴香叶样品液各 1mL于 50mL
容量瓶中,加入 1.5 mL 5%的 NaNO2溶液,摇匀,放置
5 min;再加入 1.5 mL10%的 Al(NO3)3溶液,摇匀,放置
5min;加入 20 mL4%的 NaOH溶液,摇匀显色,用浓度
为 70%的乙醇定容至刻度,摇匀,静置 10 min,于
340~520 nm处检测试样的最佳吸收波长。
1.2.2 芦丁标准曲线的绘制
精确称取 30.00 mg芦丁标准品,配制成浓度为
0.30 g/L的芦丁标准溶液,精确吸取 0、0.5、1.0、1.5、
2.0 mL的芦丁标准溶液,分别置于 50 mL容量瓶中,
按照“1.2.1”中的操作方法,以吸光度为纵坐标、芦丁
标准溶液浓度为横坐标绘制标准曲线。
1.2.3 阴香叶黄酮类化合物的测定
测定阴香叶黄酮类化合物时,参考刘晓珍等[6]的
方法对波长进行选择,并绘制标准曲线,按制作标准
曲线的试验操作方法测定阴香叶系列样品的吸光值,
根据回归方程计算出质量浓度(C),按下列公式计算
阴香叶黄酮类化合物的提取率。
提取率(%)= C×V1×V2m×V3×10-6
×100
式中:C 为回归方程计算出的总黄酮质量浓度
(μg/mL);V1为测定时定容体积(mL);V2为提取液定
容体积(mL);V3为测定时吸取提取液的体积(mL);
m为称取的样品质量(g)。
1.2.4 单因素试验
1.2.4.1 乙醇浓度对阴香叶中黄酮类化合物提取率
的影响
准确称取 1.000 0 g阴香叶粉末共 5份,分别添
加至 30 mL浓度分别为 60%、70%、80%、90%、100%
的乙醇溶液中,于 50℃恒温水浴浸提 1.5 h,冷却至
室温,在 4 000 r/min条件下离心 10 min,最终定容于
50 mL的容量瓶中。吸取 1 mL于 50 mL容量瓶中,按
照“1.2.1”中的操作方法,于最佳吸收波长条件下测定
吸光度,计算黄酮类化合物的提取率。
1.2.4.2 浸提温度对阴香叶中黄酮类化合物提取率
的影响
准确称取 1.000 0 g阴香叶粉末共 5份,分别添
加至 30 mL浓度为 70%的乙醇溶液中,于 40、45、50、
55、60℃恒温水浴浸提 1.5 h,冷却至室温,在 4 000 r/min
条件下离心 10 min,最终定容于 50 mL的容量瓶中。
取 1 mL于 50 mL容量瓶中,按照“1.2.1”中的操作方
法,于最佳吸收波长条件下测定吸光度,计算黄酮类
化合物的提取率。
1.2.4.3 浸提时间对阴香叶中黄酮类化合物提取率
的影响
准确称取 1.000 0 g阴香叶粉末共 5份,分别添
加至 30 mL浓度为 70%的乙醇溶液中,于 50℃恒温
水浴中浸提,提取时间为 60、75、90、105、120 min,冷
却至室温,在 4 000 r/min条件下离心 10 min,最终定
容于 50 mL的容量瓶中。取 1 mL于 50 mL容量瓶中,
按照 1.2.1中的操作方法,于最佳吸收波长条件下测
定吸光度,计算黄酮类化合物的提取率。
1.2.4.4 料液比对阴香叶中黄酮类化合物提取率的
影响
准确称取 1.000 0 g阴香叶粉末共 5份,分别按
料液比为 1∶20、1∶25、1∶30、1∶35、1∶40(g/mL)加入浓度
为 70%的乙醇溶液中,于 50℃恒温水浴浸提 1.5 h,
冷却至室温,在 4 000 r/min条件下离心 10 min,最终
郑洁旋,等:阴香叶黄酮类化合物提取工艺的研究
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1.2.6 验证试验
根据正交试验的结果,在最佳提取工艺条件下进
行平行试验,测定阴香叶黄酮类化合物在此工艺条件
下的提取率。
1.2.7 数据分析
数据采用 SPSS 17.0软件进行统计分析。
2 结果与分析
2.1 波长的选择
由图 1可知,芦丁标准溶液与阴香叶黄酮提取液
均在 360 nm处有最大吸收值,因此试验选取 360 nm
作为阴香叶黄酮类化合物测定的最适波长。
2.2 芦丁标准曲线
根据试验得出的芦丁标准曲线如图 2所示,回归
方程:y=0.165 8x+0.036,R2=0.981 1,因此,芦丁浓度
与吸光度具有良好的相关性。
2.3 单因素试验结果
2.3.1 乙醇浓度对阴香叶中黄酮类化合物提取率的
影响
由图 3可知,阴香叶黄酮类化合物提取率随着乙
醇浓度的增大呈先升高后降低的趋势。当乙醇浓度为
90%时,黄酮提取率达到最大值;当乙醇浓度增加至
100%时,黄酮提取率反而降低。这是因为随着乙醇浓
度的增大,脂溶性黄酮类化合物的溶解性也提高,提
取率升高,当乙醇浓度过高时,一些醇溶性杂质、色
素、亲脂性强的成分溶出量增加,阻止了黄酮类化合
物的提取[13]。因此,提取黄酮类化合物的乙醇浓度应
在 70%~90%为佳。
2.3.2 浸提温度对阴香叶中黄酮类化合物提取率的
影响
由图 4可知,阴香叶黄酮类化合物提取率随着浸
提温度的升高先增大后降低。当温度为 50℃时,黄酮
提取率达到最大值;当温度大于 50℃时,黄酮提取率
反而降低。这是因为提取温度过高,有可能破坏黄酮
类物质,从而导致其提取率下降。因此,阴香叶黄酮类
化合物的浸提温度应在 40~50℃为佳。
图 2 芦丁标准曲线
Fig.2 The standard curve of rutin



Ab
so
rb
an
ce
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
浓度/(μg·mL-1) Concentration
3 6 9 120
y=0.165 8x+0.036
R2=0.981 1
图 1 芦丁标准溶液与阴香叶黄酮提取液吸收曲线的比较
Fig.1 Comparison of the absorption curve of rutin standard
solution and extraction of flavonoids from
Cinnamomum burmannii leaves



Ab
so
rb
an
ce
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0
波长/nm Wavelength
34
0
35
0
36
0
37
0
38
0
39
0
40
0
41
0
42
0
43
0
44
0
45
0
46
0
47
0
48
0
49
0
50
0
51
0
52
0
阴香叶提取液
Extract of Cinnamomum burmannii
芦丁标准溶液
Rutin standard liquid
表 1 阴香叶黄酮类化合物提取工艺条件优化的正交试验因素水平表
Table 1 The factors and levels of orthogonal test for optimization of the extraction process of flavonid compounds
from Cinnamomum burmannii leaves
定容于 50 mL的容量瓶中。取 1 mL于 50 mL容量瓶
中,按照“1.2.1”中的操作方法,于最佳吸收波长条件
下测定吸光度,计算黄酮类化合物的提取率。
1.2.5 阴香叶黄酮类化合物提取条件的优化
在单因素试验的基础上进行 L9(34)正交试验,正
交试验因素水平见表 1。
水平
Levels
A 乙醇浓度/%
Ethanol concentration
B 浸提温度/℃
Extraction temperature
C 浸提时间/min
Extraction time
D 料液比(g/mL)
Solid-liquid ratio
1 70 40 75 1∶25
2 80 45 90 1∶30
3 90 50 105 1∶35
图 3 乙醇浓度对阴香叶黄酮类化合物提取率的影响
Fig.3 The influence of ethanol concentration on the extraction
rate of flavonoids from Cinnamomum burmannii leaves



/%
Ex
tra
ct
io
n
ra
te
2.8
2.2
1.6
1.0
乙醇浓度/% Ethanol concentration
60 70 80 90 100
保鲜与加工
Storage and Process
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2.3.3 浸提时间对阴香叶中黄酮类化合物提取率的
影响
由图 5可知,随着浸提时间的延长,阴香叶中黄
酮类化合物的提取率先逐渐增加;浸提时间为 90 min
时,提取率达到最大值;继续延长浸提时间,提取率开
始下降,这是因为浸提时间短时,阴香叶黄酮类化合
物的溶解尚未达到平衡,提取率较小,但是浸提时间
过长,会使黄酮类化合物发生分解,导致提取量减少。
因此阴香叶黄酮类化合物提取的时间在 75~105 min
较为适宜。
2.3.4 料液比对阴香叶中黄酮类化合物提取率的
影响
由图 6可以看出,随着乙醇溶液添加量的增加,
阴香叶黄酮类化合物提取率呈先升高后降低的变化
趋势。料液比为 1∶30(g/mL)时,黄酮类物质溶出逐渐
达到最大值,之后黄酮提取率变化趋于稳定,故料液
比在 1∶25~1∶35(g/mL)范围内较为适宜。
2.4 正交试验结果
根据单因素试验的结果,对乙醇浓度、浸提温度、
浸提时间和料液比四个因素的优选水平进行 L9(34)正
交试验,结果如表 2所示。
由表 2可见,影响阴香叶黄酮类化合物提取效果
因素的主次顺序为:A>D>C>B,即乙醇浓度 >料
液比 >浸提时间 >浸提温度。综合分析各项指标,阴
香叶黄酮类化合物的最佳提取工艺为:A3B1C1D3,即
乙醇浓度 90%,浸提温度 40℃,浸提时间 75 min,料
液比 1∶35(g/mL)。
2.5 验证试验结果
通过正交试验得到的阴香叶黄酮类化合物最佳
提取工艺并不在正交表的试验中。需做验证试验,用
最佳工艺(A3B1C1D3)做 3次平行试验,平均提取率为
2.38%,结果显示该工艺提取率高于正交试验中各组
合,且稳定性好。
3 讨论与结论
黄酮类化合物是一类具有多种生物活性、广泛存
在于植物中的次生代谢产物。阴香叶中含有较高的黄
酮类化合物,可用于提制芳香油,邓超澄等[10]分析了
阴香叶挥发油的化学成分主要为萜类、醇类、酮类、酯
表 2 L9(34)正交试验结果
Table 2 The results of L9(34) orthogonal test
序号
No.
因素 Factor 提取率/%
Extraction rateA B C D
1 1 1 1 1 2.02
2 1 2 2 2 1.98
3 1 3 3 3 1.94
4 2 1 2 3 2.30
5 2 2 3 1 1.92
6 2 3 1 2 2.26
7 3 1 3 2 2.24
8 3 2 1 3 2.31
9 3 3 2 1 2.07
K1 5.94 6.56 6.59 6.01
K2 6.48 6.21 6.35 6.48
K3 6.62 6.27 6.10 6.55
k1 1.98 2.19 2.20 2.00
k2 2.16 2.07 2.12 2.16
k3 2.21 2.09 2.03 2.18
R 0.23 0.12 0.17 0.18
图 6 料液比对阴香叶黄酮类化合物提取率的影响
Fig.6 The influence of solid-liquid ratio on the extraction rate of
flavonoids from Cinnamomum burmannii leaves



/%
Ex
tra
ct
io
n
ra
te
2.8
2.2
1.6
1.0
料液比(g/mL) Solid-liquid ratio
1∶20 1∶25 1∶30 1∶35 1∶40
图 4 浸提温度对阴香叶黄酮类化合物提取率的影响
Fig.4 The influence of temperature on the extraction rate of
flavonoids from Cinnamomum burmannii leaves



/%
Ex
tra
ct
io
n
ra
te
2.5
2.2
1.9
1.6
1.3
1.0
浸提温度/℃ Extraction temperature
40 45 50 55 60
图 5 浸提时间对阴香叶黄酮类化合物提取率的影响
Fig.5 The influence of time on the extraction rate of flavonoids
from Cinnamomum burmannii leaves



/%
Ex
tra
ct
io
n
ra
te
2.5
2.2
1.9
1.6
1.3
1.0
浸提时间/min Extraction time
60 75 90 105 120
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类和烷烃类等物质,指出阴香叶挥发油具有一定清除
DPPH自由基、ABTS+自由基的能力。阴香精油对白
色念珠菌生物膜有清除效应,可抑制生物膜形成,对
悬液内浮游菌杀灭效果更好[11]。
黄酮类化合物的提取工艺有乙醇提取法、微波提
取法、超声波辅助提取法等。与微波提取、超声波辅助
提取等方法相比,乙醇提取法对黄酮类化合物的提取
率虽然略低些,但该方法不必依靠辅助设备,具有操
作简单方便、成本低等特点,因此,在实际生产中仍具
有一定的应用价值。
本研究结果表明,阴香叶黄酮类化合物提取的最
佳工艺为:乙醇浓度 90%,浸提温度 40℃,浸提时间
75min,料液比 1∶35(g/mL),在此工艺条件下平均提取率
为 2.38%。植物源抗菌物质具有安全、无污染等优点,已
被广泛应用于果蔬保鲜,下一步将开展阴香叶乙醇提取
液抗氧化性的研究,探索新型果蔬天然保鲜剂。
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5821-5824.
收稿日期:2015-12-18
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保鲜与加工
Storage and Process
食品专家指出,超市常用的保鲜膜有两种,一种
是 PE(聚乙烯)材质的,另一种是 PVC(聚氯乙烯)材质
的。相比较而言,PVC保鲜膜更透明,黏性更强,包装
的食品看起来更漂亮。但是,由于 PVC是硬质塑料,
要将其拉成透明柔软的保鲜膜,必须加入大量的增塑
剂。增塑剂溶于油不溶于水,因此在与油脂类食品接
触时会渗出,其所含的化学成分会溶解到食物中,对
健康不利。
由于 PVC保鲜膜比 PE保鲜膜要便宜,以 30 cm×
400 m的规格为例,PE材质的每卷约 50元,而 PVC
的为 30元左右。为了节约成本,不少商家仍然在使用
PVC保鲜膜包装熟食,消费者在购买食品时一定要
睁大眼睛。
那么,如何区别 PE保鲜膜和 PVC保鲜膜呢?专
家教您三招:
一看:注意查看保鲜膜整卷的颜色,泛黄色的为
PVC材质,白色的为 PE材质。
二摸:PE保鲜膜一般黏性和透明度较差,用手揉
搓以后容易打开,拉伸后会断裂;而 PVC保鲜膜透明
度和黏性较好,用手揉搓以后不好展开,能够大幅度
拉宽拉长却不会断,容易粘在手上。
三烧:PE保鲜膜用火点燃后,迅速燃烧,离开火
源也不会熄灭,火焰呈黄色,有滴油现象,且有蜡烛燃
烧的味道;而 PVC保鲜膜由于含有氯元素,用火点燃
后火焰呈黄绿色,烟雾比较大,没有滴油现象,离开火
源后会熄灭,而且有强烈刺鼻的异味。
专家还提醒,PVC保鲜膜不宜在微波炉中加热,
PE保鲜膜在微波炉里使用时也要尽量避免和食物直
接接触,而且应该在保鲜膜上扎几个小孔,以免爆破。
来源:中国食品报
2016-01-18
怎样辨别保鲜膜材质
·科普沙龙·
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