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阳桃黄酮提取及纯化工艺研究



全 文 :收稿日期:2009-05-25
基金项目:辽宁省企业博士后项目(2005)
作者简介:刘延吉(1957-) ,男,沈阳农业大学副教授,博士,从事细胞信号转导、植物次生物质及细胞工程研究。
沈阳农业大学学报,2009-08,40(4):491-493
Journal of Shenyang Agricultural University,2009-08,40(4):491-493
阳桃黄酮提取及纯化工艺研究
刘延吉 1, 张 旭 1, 田晓艳 2
(1.沈阳农业大学 生物科学技术学院, 沈阳 110161; 2.辽宁石油化工大学 环境与生物工程学院,辽宁 抚顺 113001)
摘要:黄酮类化合物具有广谱的药理活性和较低毒性,为了开发阳桃(Averrhoa carambola Linn)中黄酮类化合物的药用价值,本研
究以阳桃为材料,采取有机溶剂提取与大孔树脂纯化的方法,对阳桃中的黄酮类化合物的提取与纯化工艺进行了研究。 结果表明:
以 50%乙醇为提取液,料液比为 1∶10,80℃下提取 2.5h,黄酮的提取效果最好,黄酮得率可达 2.82%;最佳的纯化工艺为采用 AB-8
大孔树脂,样品上样浓度为 1.0mg·mL-1,pH 值为 4.1,上样流速为 1.5mL·min-1,洗脱液流速为 1.5mL·min-1,洗脱液为 50%乙醇,洗
脱液量为 2.4 倍柱体积。
关键词:阳桃;黄酮;提取;纯化
中图分类号:S66 文献标识码: A 文章编号: 1000-1700(2009)04-0491-03
Extraction and Purification of Flavonoids in Carambola
LIU Yan-ji1, ZHANG Xu1, TIAN Xiao-yan2
(1.College of Biological Science and Technology, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110161, China; 2. Enviaronmental Technology and
Biotechnology College, Liaoning University of Petroleum and Chemical Technology, Fushun Liaoning 113001, China)
Abstract: Flavonoids have broad spectrum pharmacological activity and low toxicity. In order to develop medicinal value of
flavonoids in Carambola, we studied the extraction and purification of flavonoids in Carambola with organic solvents and
Macroporous resin. The optimum conditions of extraction and purification were as follows: the concentration of ethanol 50%, the
ratio of feedstock and solvent 1:10 at the temperature of 80℃ for 2.5h, AB-8 Macroporous resin, the extracts pH 4.1, the
concentration of liquid samples 1.0mg·mL-1, the sampling velocity 1.5mL·min-1 with 2.4 times the volume of the column bed,
50% ethanol elution with flow rate 1.5mL·min-1
Key words: Carambola; flavone; extraction; purification
黄酮类化合物具有广谱的药理活性和较低毒性,是国内外天然药物开发利用研究的热点。 研究表明,黄酮
类化合物具有多种生物活性,除利用其抗菌、消炎、抗突变、降压、清热解毒、镇静、利尿等作用外,在抗氧化、抗
癌、防癌、抑制脂肪酶等方面也有显著效果[1]。 阳桃(Averrhoa carambola Linn)具有很好的药用价值,而且阳桃果
实富含黄酮类化合物。 但阳桃属易烂水果,保鲜期很短,且人体对其营养物质的吸收率只有 20%,若将阳桃中
的黄酮类物质进行提取、分离并转化为产品,则更容易被人体吸收,达到更好的保健效果。 本试验采取有机溶
剂提取与大孔树脂纯化的方法,对阳桃中的黄酮类物质的提取与纯化工艺进行了研究,为深入开发阳桃中黄
硐类化合物的药用价值奠定基础。
1 材料与方法
1.1 材料
供试化州红阳桃由市场采购,烘干后粉碎成粉末备用。 供试芦丁(中国医药集团上海化学试剂公司)、AB-8
大孔树脂(国药集团化学试剂有限公司)、乙醇(95%)、石油醚、亚硝酸钠、硫酸铝、氢氧化钠、盐酸、无水乙醇、浓
硫酸均为国产分析纯。 供试仪器有紫外可见分光光度计、数显恒温水浴锅、旋转蒸发仪、电热恒温干燥箱、恒温
振荡器、循环水式真空泵、自动部分收集器、恒流泵、玻璃层析柱、电子天平、植物组织粉碎机、低温超速离心机。
1.2 方法
黄酮标准物浓度 Y(mg·mL-1)与吸光度 A的回归方程为:Y=0.08123A-0.00115,r=0.9995[4]。 试验提取的黄酮
溶液根据吸光度值计算浓度。
第 40卷沈 阳 农 业 大 学 学 报
图 1 吸附时间对吸附率的影响
Figure 1 Effect of treatment time on adsorption rate
图 2 黄酮浓度对树脂吸附率影响
Figure 2 Effect of flavonoids concentration on
adsorption rate
表 1正交试验结果
Table 1 The result of orthogonal analysis
编号
Number
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A
B
C
A/3
B/3
C/3
极差 Range
A 浸提温度/℃
Temperature
60
60
60
70
70
70
80
80
80
4.60
4.89
7.06
1.53
1.63
2.35
0.82
B 浸提时间/h
Time
2.0
2.5
3.0
2.0
2.5
3.0
2.0
2.5
3.0
5.53
5.73
5.43
1.84
1.91
1.81
0.10
C 固液比/g·mL-1
Ratio of feedstock
and solvent
1∶10
1∶14
1∶18
1∶14
1∶18
1∶10
1∶18
1∶10
1∶14
6.02
5.53
3.66
2.01
1.84
1.22
0.79
黄酮得率/%
Ratio of
flavonoids
1.93
1.51
1.15
1.84
1.39
2.30
1.12
2.82
2.08
1.2.1 黄酮提取条件的正交试验 对影响黄酮得率的温度(60,70,80℃)、时间(2.0,2.5,3.0h)、固液比(1∶10,1∶
14,1∶18)进行了 3因素 3水平的正交试验分析,考察较优的提取条件。
1.2.2 黄酮纯化工艺试验[2,3] 准确称取 AB-8 大孔吸附树脂 1.0g 装入三角瓶中,加入黄酮溶液 20mL,置恒温
水浴(25℃)振荡器上进行吸附,分别在 0.5,1,2,3,4,5,24h取 1mL测其黄酮含量,考察吸附时间对树脂吸附性
能的影响。考察不同浓度(0.27,0.50,0.75,1.03,1.44,1.88mg·mL-1)黄酮液对树脂吸附性能的影响。考察不同 pH
值(3.1,4.1,5.0,6.3)的黄酮溶液对大孔吸附树脂吸附性能影响。 取大孔吸附树脂湿法装柱,考察上样流速分别
为 0.5,1.0,1.5,2.0mL·min-1条件下的纯化效果;取上样流速为 1.5mL·min-1,上样后,先用蒸馏水洗脱至无色,后
加入 50%乙醇 200mL 洗脱,考察洗脱流速为 0.5,1.0,1.5,2.0mL·min-1时的洗脱效果;为考察解吸液浓度对树
脂解吸性能的影响,取上样流速为 1.5mL·min-1,上样后,先后用蒸馏水 100mL 收集 2 管,再分别用 30%乙醇
50mL、50%乙醇 50mL、70%乙醇 50mL洗脱各收集 4管,依次偏号;取黄酮供试液 25mL,上样流速为 1.5mL·min-1,
上样后用蒸馏水洗脱至无色,之后加入 50%乙醇 100mL,洗脱流速 1.5mL·min-1,每隔 10mL 收集 1 管,测定每
管黄酮含量,绘制 50%乙醇解吸曲线。
2 结果与分析
2.1 黄酮提取条件的正交试验结果
由表 1 可知, 影响黄酮得率的首要因素是提取温
度,其次是固液比,最后是提取时间。 阳桃中黄酮提取
的较优提取条件为 80℃,固液比为 1∶10下提取 2.5h,黄
酮得率可达 2.82%。
2.2 黄酮纯化工艺试验结果
2.2.1 吸附时间及黄酮浓度对吸附率的影响 由图 1
可知,随着处理时间的延长,吸附率增加。 处理 3h以后
树脂对黄酮的吸附率变化不大, 延长吸附时间降低了
吸附效率,增加生产成本,因此吸附时间为 3h即可。 由
图 2 可知,随着黄酮浓度的增加,树脂对黄酮的吸附率
升高,当黄酮浓度升高到 1.0mg·mL-1以后,吸附率基本
不变。 从树脂的饱和度考虑, 不宜选择过高的样品浓
度,所以选 1.0mg·mL-1黄酮样品即可。
2.2.2 pH 值和上样流速对吸附率的影响 由图 3 可
知,样品在 pH值为 4.1时吸附率最大,为 87.1%。 这是
由于黄酮类化合物为多羟基酚类,呈弱酸性,因而要达到较好的吸附效果,必须在弱酸或酸性条件下吸附。 原
液的 pH值为 4.1,故用原液即可,不需要再调 pH值。由图 4可知,随着上样流速的增加,吸附率增加,当上样流
速为 1.5mL·min-1时,吸附率最高,为 58.68%。 当上样流速为 2.0mL·min-1时,吸附率转而下降。
492· ·
第 4期
图 7 解吸曲线
Figure 7 Desorption curve
图 3 黄酮溶液 pH值对树脂吸附率的影响
Figure 3 Effect of sample pH on adsorption rate
图 4 上样流速对树脂吸附率的影响
Figure 4 Effect of flow rate of sample
loading on adsorption rate
图 5 解吸流速对树脂解吸性能的影响
Figure 5 Effect of elution velocity on
desorption of macroporous resins
图 6 解吸液浓度对树脂解吸性能的影响
Figure 6 Effect of concentration of
elution solvent on desorption of
macroporous resins
刘延吉等:阳桃黄酮提取及纯化工艺研究
2.2.3 解吸流速和解吸液浓度对吸附率的影响及解吸曲线 由图 5可知,随着洗脱液流速的增加,洗脱率先升
高后降低,当洗脱液流速为 0.5mL·min-1时,洗脱率为 31.14%,当洗脱液流速为 1.5mL·min-1时,洗脱率最大,为
62.46%。洗脱液流速大于 1.5mL·min-1时,洗脱率变化不大。由图 6可知,第 12管洗脱液黄酮浓度最高,而第 12
管洗脱液为 50%乙醇,所以,最佳洗脱液为 50%乙醇。 由图 7可知,6管已经基本将黄酮液洗净,再延长时间会
增加用电成本,及时间损耗,从而降低了洗脱效率,所以选择 60mL,即 2.4倍树脂体积的洗脱液即可。
3 结论
类黄酮通常存在于植物细胞内,其向溶剂扩散要克服细胞膜阻力,而类黄酮向溶剂扩散速度与提取温度、
提取时间、溶液黏度及两相界面浓度差等关系密切[4]。 本试验通过正交试验对可能影响类黄酮提取的因素进行
了优化,确定阳桃黄酮类物质的最佳提取工艺为:提取液 50%乙醇,温度 80℃,时间为 2.5h,固液比 1∶10,黄酮得
率可达 2.82%。 本试验采用 AB-8大孔树脂对乙醇提取的粗黄酮进行了纯化,得出最佳纯化工艺为:样品上样浓
度 1.0mg·mL-1,pH值 4.1,上样流速 1.5mL·min-1,洗脱液流速 1.5mL·min-1,洗脱液 50%乙醇,洗脱液量为 2.4倍柱
体积。
参考文献:
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[3] 刘延吉,孙素梅,王学密,等.AB-8 大孔树脂分离纯化南果梨黄酮类物质的研究[J].食品工业科技,2008,29(2):68-70.
[4] 赵卫星,任子君,孙志强,等.大豆荚壳总类黄酮提取及纯化研究[J].江西农业大学学报,2008,30:328-332.
[5] 梁少玲,蔡 宇,杨燕霞,等.大孔树脂吸附在黄酮及皂苷类成分分离纯化中的应用[J].时珍国医国药,2006,17(2):277-278.
[责任编辑 马迎杰]
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