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减压内部沸腾法提取人面子树皮总黄酮的研究



全 文 :河南农业科学,2016,45(7) :148-151,156
Journal of Henan Agricultural Sciences doi:10. 15933 / j. cnki. 1004-3268. 2016. 07. 030
收稿日期:2015 - 12 - 26
基金项目:2015 年广西教育厅科研项目(KY2015LX540) ;广西教育厅高校科研资助项目(YB2014416)
作者简介:翁艳英(1985 -) ,女,广西钦州人,讲师,主要从事天然产物提取纯化研究及教学工作。
E - mail:1289892514@ qq. com
减压内部沸腾法提取人面子树皮总黄酮的研究
翁艳英,张贞发,曾振芳,苏秀芳
(广西民族师范学院 化学与生物工程系 广西高校桂西南特色植物资源化学重点实验室培育基地,
广西 崇左 532200 )
摘要:为优化人面子树皮中总黄酮的减压内部沸腾提取工艺,提高总黄酮的提取率,采用单因素试
验的方法,考察解吸及提取过程中的解吸剂体积分数、解吸时间、提取剂体积分数、提取剂用量、提
取温度及提取时间等 6 个因素对提取效果的影响。结果表明,提取过程中提取剂体积分数影响效
果最显著,其次是提取时间和提取温度,影响最小的是提取剂用量。最佳提取条件:取 2. 00 g 人面
子树皮粉末,先用 4 mL 40%乙醇解吸 20 min,然后用 100 mL 40%乙醇在 50 ℃和 0. 03 MPa的条件
下提取 2 次,每次 6 min。在该提取条件下进行重复试验,人面子树皮总黄酮提取率为 41. 51%。
与传统回流提取法相比,提取时间缩短了 68 min,提取率提高了 9. 05 个百分点。说明低温快速的
减压内部沸腾法对人面子树皮总黄酮的提取效果良好。
关键词:人面子;总黄酮;减压内部沸腾法;正交试验
中图分类号:S792. 99 文献标志码:A 文章编号:1004 - 3268(2016)07 - 0148 - 05
Extraction of Total Flavonoids from Dracontomelon duperreanum
by Decompressing Inner Ebullition
WENG Yanying,ZHANG Zhenfa,ZENG Zhenfang,SU Xiufang
(Guangxi Colleges and Universities Key Laboratory Breeding Base of Chemistry of Guangxi Southwest Plant Resources,
Department of Chemistry and Biology Engineering,Guangxi Normal University for Nationalities,Chongzuo 532200,China)
Abstract:In order to improve the yield and optimize the extraction technology of the total flavonoids in
bark of Dracontomelon duperreanum by decompressing inner ebullition,single factor experiments were
conducted to investigate the effects of six factors on the extraction,including the concentration of
desorption agent,desorption time,the concentration and the amount of extractant,extraction temperature
and time. The results showed that the concentration of extracting agent was the key factor that affected the
yield,the effects of extraction time and temperature were secondary and the amount of extraction agent was
the least factor. Finally,by the analysis of data,it was found that when 2. 00 g of the bark of
Dracontomelon duperreanum were desorbed for 20 minutes using 4 mL 40% ethanol and then extracted
twice(6 min / time)in 100 mL 40% ethanol under 50 ℃ and 0. 03 MPa,the maximum yield of total
flavonoids of 41. 51% was obtained. Compared with the traditional ethanol extraction,the decompressing
inner ebullition extraction had the following obvious advantages that extraction time was reduced by 68
min,while the yield of total flavonoids increased by 9. 05 percentage points. The study proves that the
decompressing inner ebullition extraction has such characteristics as low-temperature and speediness in
the extraction of total flavonoids from bark of Dracontomelon duperreanum.
Key words:Dracontomelon duperreanum;total flavonoids;decompressing innner ebullition;orthogonal test
第 7 期 翁艳英等:减压内部沸腾法提取人面子树皮总黄酮的研究
近年来,黄酮类化合物因具有较强的生物活性,
越来越受到学者的关注,其药效表现在肿瘤、心血管
疾病的治疗、抗菌、抗氧化活性等方面[1-2]。植物中
总黄酮的提取方法主要集中在乙醇回流提取[3]、超
声波提取[4]、微波提取[5-6]、超声酶法提取[7]等,其
提取时间相对较长,提取温度较高,提取液中杂质
多,而且微波和超声波提取要求设备费用较高。减
压内部沸腾法,主要是在减压条件下低温提取,发生
的内部沸腾提取强化了提取过程[8]。该法已经成
功应用到多种植物黄酮[9-12] 和其他成分的提
取[13-16],均取得了较好的提取效果。与传统水提或
醇提相比,该法提取液中杂质少,提取温度低,有利
于有效成分的后续分离纯化。
人面子系漆树科人面子属植物,又名人面树,为
常绿大乔木,分布于广东、海南、广西、云南等,属于
桂西南地带特有的植物,其叶、果实、果核、根及皮均
可药用[17]。黄酮类化合物是人面子的主要有效成
分之一,目前对人面子总黄酮的提取研究报道较
少[18]。桂西南地区人面子资源丰富,为了更好地发
挥人面子药效并有效利用地方丰富植物资源,以崇
左人面子树皮为原料,采用减压内部沸腾法提取人
面子总黄酮,并在单因素试验基础上进行正交试验
优化提取工艺,为人面子的后续开发及应用提供理
论依据。
1 材料和方法
1. 1 材料及仪器
人面子树皮干燥品采自广西崇左市。试剂:芦
丁对照品购于上海金穗生物科技有限公司;
Al(NO3)3、NaNO2、NaOH、乙醇均为分析纯,购于广
东汕头市西陇化工厂。仪器:分光光度计、精密恒温
浴槽、减压提取装置等。
1. 2 方法
1. 2. 1 人面子树皮总黄酮的减压内部沸腾提取
将 2. 00 g的人面子树皮粉末置于 50 mL烧杯中,加
入一定体积分数的乙醇解吸剂润湿一段时间,使解
吸剂充分渗透树皮的细胞组织,总黄酮从吸附状态
中溶解下来;然后加入一定量的某体积分数的乙醇
提取剂,于精密恒温槽中迅速减压至内部产生沸腾
(物料表面产生小气泡) ,提取一段时间,抽滤,滤渣
进行第 2 次提取,提取方法与第 1 次提取相同,合并
滤液,显色法分析样品,计算总黄酮提取率。
1. 2. 2 人面子树皮总黄酮的检测 取 1. 00 mL 减
压内部沸腾提取液稀释 10 倍,再取 1. 00 mL 于
25 mL比色管中,加入 30%乙醇定容至 12. 5 mL,加
入 0. 7 mL质量分数为 5%的 NaNO2 溶液,摇匀后放
置 5 min,然后加入 0. 7 mL 质量分数为 10% 的
Al(NO3)3溶液,摇匀后静置 6 min,接着加入 5 mL
质量分数为 4%的 NaOH 溶液,混匀,30%乙醇定容
至刻度,采用试剂空白作参比,在 510 nm 的波长下
测定其吸光度。
1. 2. 3 标准曲线的制作 分别准确量取 0 mL、
2. 00 mL、4. 00 mL、6. 00 mL、8. 00 mL、10. 00 mL、
12. 00 mL质量浓度为 1. 018 g /L的芦丁标准溶液于
25 mL的比色管中,按照分析步骤进行显色分析,测
定吸光度,以吸光度和芦丁含量绘制标准曲线,得到
线性回归方程为 A = 0. 486 4m + 0. 009 6,其中 A 为
吸光 度,m 为 芦 丁 含 量 (mg) ,相 关 系 数
R2 = 0. 999 0,在 0 ~ 1. 221 6 g /L内有较好的线性关
系。根据标准曲线计算总黄酮提取率,计算公式如
式(1)所示:
提取率 = m × n1 000 ×M × 100% (1)
其中:M—所称取的人面子树皮质量(g) ;m—
回归方程求得的总黄酮含量(mg) ;n—稀释倍数。
1. 2. 4 减压内部沸腾法提取总黄酮的单因素试验
1. 2. 4. 1 解吸剂体积分数对提取率的影响 准确
称取 2. 00 g 人面子树皮粉末各 6 份,在水浴恒温
50 ℃、提取压力为 0. 03 MPa条件下,分别用体积分
数为 20%、30%、40%、50%、60%、70%的乙醇 4 mL
解吸 25 min,然后用 100 mL 40%乙醇提取 8 min,考
察解吸过程乙醇体积分数对总黄酮提取率的影响。
1. 2. 4. 2 解吸时间对提取率的影响 设置解吸时
间分别为 10 min、15 min、20 min、25 min、30 min,固
定其他条件及乙醇体积分数为 40%,考察解吸时间
对总黄酮提取率的影响。
1. 2. 4. 3 提取剂体积分数对提取率的影响 设置
提取剂乙醇体积分数分别为 20%、30%、40%、
50%、60%,解吸 20 min,固定其他条件,考察提取过
程乙醇体积分数对总黄酮提取率的影响。
1. 2. 4. 4 提取时间对提取率的影响 设置提取时
间分别为 2 min、4 min、6 min、8 min、10 min,固定其
他条件及提取剂乙醇体积分数为 40%,考察提取时
间对总黄酮提取率的影响。
1. 2. 4. 5 提取剂用量对提取率的影响 设置提取
剂乙醇用量分别为 40 mL、60 mL、80 mL、100 mL、
120 mL,固定其他条件及每次提取时间为 6 min,考
察提取剂用量对总黄酮提取率的影响。
1. 2. 4. 6 提取温度对提取率的影响 设置提取温
度分别为 40 ℃、50 ℃、60 ℃、70 ℃、80 ℃,固定其他
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河南农业科学 第 45 卷
条件及每次提取剂用量为 100 mL,考察提取温度对
总黄酮提取率的影响。
1. 2. 5 减压内部沸腾法提取总黄酮的的正交试验
根据单因素试验结果,固定人面子树皮质量为
2. 00 g,解吸剂乙醇体积分数为 40%,用量为 4 mL,
在压力 0. 03 MPa下进行提取试验,选择提取时间、
提取温度、提取剂乙醇体积分数和乙醇用量 4 个提
取因素作为正交试验的考察因素,每个因素取 3 个
水平,如表 1 所示。
表 1 正交试验因素水平
水平
提取时间(A)/
min
提取温度(B)/

乙醇体积分数
(C)/%
乙醇用量
(D)/mL
1 4 40 30 80
2 6 50 40 100
3 8 60 50 120
2 结果与分析
2. 1 减压内部沸腾法提取总黄酮的单因素试验
结果
2. 1. 1 解吸剂乙醇体积分数对提取率的影响 从
图 1 可以看出,随着乙醇体积分数的增加,人面子树
皮总黄酮提取率先增大,当乙醇体积分数为 40%时
最大,为 27. 84%,随后又逐渐下降,说明样品已被
充分解吸,样品内外浓度达到平衡,继续提高乙醇体
积分数,可能溶出其他杂质,影响总黄酮提取。因
此,选定乙醇体积分数为 40%。
图 1 解吸剂乙醇体积分数对总黄酮提取率的影响
2. 1. 2 解吸时间对提取率的影响 从图 2 可以看
出,人面子树皮中的总黄酮提取率随着解吸时间的
增加而增加,当解吸时间为 20 min 时,提取率最高,
为 29. 07%。当解吸时间继续增加时,提取率下降。
这可能是解吸时间为 20 min 时样品已被完全解吸。
由于物料的解吸已达充分,再增加解吸时间,提取出
来的杂质更多,影响总黄酮提取效果。因此,选定解
吸时间为 20 min。
2. 1. 3 提取剂乙醇体积分数对提取率的影响 从
图 3 可以看出,随着乙醇体积分数的增加,人面子树
皮中总黄酮的提取率先增大后减小,乙醇体积分数
图 2 解吸时间对总黄酮提取率的影响
图 3 提取剂乙醇体积分数对总黄酮提取率的影响
为 40%时提取率最高。
2. 1. 4 提取时间对提取率的影响 由图 4 可知,随
着提取时间的增加,人面子树皮中的总黄酮提取率
也增大,当提取时间为 6 min 时提取率最大,随着提
取时间继续增加,其他糖类、脂类、色素等杂质也会
被提取出来,造成总黄酮提取率下降。
图 4 提取时间对总黄酮提取率的影响
2. 1. 5 提取剂乙醇用量对提取率的影响 由图 5
可知,当乙醇用量在 40 ~ 100 mL,总黄酮提取率随
图 5 提取剂乙醇用量对总黄酮提取率的影响
051
第 7 期 翁艳英等:减压内部沸腾法提取人面子树皮总黄酮的研究
着提取剂用量的增加而增大,当用量超过 100 mL后
提取率开始下降而且幅度比较大,原因是提取剂用
量在 100 mL时大部分样品已被溶解完。
2. 1. 6 提取温度对提取率的影响 由图 6 可知,低
温不利于人面子树皮物料内部沸腾,总黄酮提取率
不高;温度升高,溶剂分子运动激烈,引起渗透、扩散
加强,人面子树皮物料内部得到充分沸腾,在温度为
50 ℃时提取率最高,继续升高温度,不仅溶剂沸腾
激烈,还可能造成黄酮结构被破坏、杂质渗出等
情况。
图 6 提取温度对总黄酮提取率的影响
2. 2 减压内部沸腾法提取总黄酮的正交试验结果
由表 2可知,人面子树皮总黄酮提取率的影响因
素大小依次是C >A >B >D,即提取剂乙醇体积分数 >
提取时间 >提取温度 >乙醇用量。乙醇体积分数是
影响人面子树皮总黄酮提取率的主要因素,其次是
提取时间。提取人面子树皮总黄酮最佳的试验组合
为 A2B2C2D2,即提取温度 50 ℃、提取时间 6 min、提
取剂乙醇体积分数 40%、乙醇用量 100 mL。
表 2 减压内部沸腾法提取总黄酮的正交试验结果
试验号 A B C D 提取率 /%
1 1 1 1 1 28. 76
2 1 2 2 2 41. 05
3 1 3 3 3 20. 30
4 2 1 2 3 38. 68
5 2 2 3 1 27. 65
6 2 3 1 2 42. 91
7 3 1 3 2 20. 63
8 3 2 1 3 36. 45
9 3 3 2 1 38. 04
K1 90. 11 88. 07 108. 12 94. 45
K2 109. 24 105. 15 117. 77 104. 59
K3 95. 12 101. 25 68. 58 95. 43
k1 30. 03 29. 36 36. 04 31. 48
k2 36. 41 35. 05 39. 26 34. 86
k3 31. 71 33. 75 22. 86 31. 81
R 6. 38 5. 69 16. 40 3. 38
2. 3 最佳提取工艺重现性试验结果
为了考察减压内部沸腾法提取人面子树皮总黄
酮最佳工艺的重复性,在最佳提取条件下进行 3 次
平行试验,分别称取 2. 00 g 的人面子树皮,加
入 4 mL 40%的乙醇溶液解吸 20 min,在 50 ℃的恒
温条件下加入 100 mL 40%乙醇溶液,0. 03 MPa 下
减压提取 2 次,每次 6 min,合并提取液,结果显示,
总黄酮提取率分别为 41. 96%、42. 45%和 40. 12%,
平均值达到 41. 51%。试验结果充分验证了正交试
验优化得到的最佳提取工艺的重现性及合理性。
2. 4 减压内部沸腾法与传统回流法的比较
准确称取 2. 00 g 人面子树皮粉末 3 份,用
100 mL 40%乙醇回流提取 2 次,每次 60 min,测定
吸光度,计算总黄酮提取率,结果见表 3。由表 3 可
知,减压内部沸腾法的提取时间短,比回流提取法缩
短 68 min,总黄酮提取率提高了 9. 05 个百分点,说
明减压内部沸腾提取法促进了人面子树皮总黄酮的
提取,效果良好。
表 3 减压内部沸腾法与传统回流法的比较
提取方法 提取时间 /min 总黄酮提取率 /%
减压内部沸腾法 52 41. 51
传统回流法 120 32. 46
3 小结
本研究以桂西南特有植物人面子的树皮为原
料,以一定体积分数的乙醇为提取剂,采用减压内部
沸腾法对总黄酮进行提取,确定减压内部沸腾法提
取人面子树皮总黄酮的最佳条件为:取 2. 00 g 人面
子树皮粉末,先用 4 mL 40%乙醇解吸 20 min,然后
加入 100 mL 40%乙醇,在 50 ℃、0. 03 MPa 条件下
提取 2 次,每次 6 min。该条件下人面子树皮总黄酮
的提取率达 41. 51%。与传统回流法相比,减压内
部沸腾法提取人面子树皮总黄酮的温度低,提取时
间缩短了 68 min,总黄酮提取率提高了 9. 05 个百分
点,说明采用减压内部沸腾法提取人面子树皮总黄
酮是可行的,这为进一步进行人面子总黄酮的分离
纯化及生物活性研究奠定基础。
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