免费文献传递   相关文献

红柄白鹃梅叶中黄酮类物质的提取研究



全 文 :第 34 卷第 2 期
2015 年 4 月
中 国 野 生 植 物 资 源
Chinese Wild Plant Resources
Vol. 34 No. 2
Apr. 2015
收稿日期:2014 - 08 - 21
基金项目:国家自然科学基金(30972396;31300157) ;山西省自然科学基金项目资助(2009011041 - 1)。
作者简介:邓荣华(1990 -) ,女,硕士研究生,主要从事植物中活性成分的研究。
* 通讯作者:魏学智,教授,主要从事植物学的科研和教学工作。E - mail:wxz3288@ 163. com
doi:10. 3969 / j. issn. 1006 - 9690. 2015. 02. 002
红柄白鹃梅叶中黄酮类物质的提取研究
邓荣华,王 颖,王 慧,郭晓宏,魏学智*
(山西师范大学 生命科学学院,山西 临汾 041004)
摘 要 采用乙醇提取,用分光光度法测定的方法,以红柄白鹃梅为原料,通过正交试验研究了乙醇浓度,提取温
度,提取时间和料液比 4 个因素对提取红柄白鹃梅叶片中总黄酮含量的影响。研究结果表明,各试验因素对红柄
白鹃梅叶中黄酮类物质提取量的影响依料液比、提取温度、乙醇浓度、提取时间因素顺次降低,当提取温度为 70
℃、提取时间为 2 h、料液比为 1 ∶ 20 时,提取效果最好,黄酮类物质提取量为 22. 412 mg /g。
关键词 红柄白鹃梅;黄酮类;提取
中图分类号:Q946. 8;Q949. 91 文献标识码:A 文章编号:1006 - 9690(2015)02 - 0005 - 04
Research of Extracting Flavonoids from Ecochorda giraldii
Deng Ronghua,Wang Ying,Wang Hui,Guo Xiaohong,Wei Xuezhi*
(College of Life Science,Shanxi Normal University,Linfen 041004,China)
Abstract In this paper,we used Ecochorda giraldii as raw material. The content of flavonoids in Eco-
chorda giraldii was extracted by ethanol and determined by spectrophotometry. The orthogonal test was a-
dopted to study the effects of four factors including ratio of material to liquid,extracting temperature,eth-
anol concentration,extracting time on the extraction rate of flavonoids from Ecochorda giraldii leaves.
The results showed that the processing conditions affected the yield,and that the effect of each condition
decreased in the following order:ratio of material to liquid,extracting temperature,ethanol concentra-
tion,extracting time. The optimum condition of extracting total flavonoids was with 70% ethanol,ratio of
material to liquid of 1 ∶ 20,at 70 ℃,for 2 h,under which the total flavonoids yield could reach 22. 412
mg /g.
Key words Exochorda giraldii;flavonoids;extraction
红柄白鹃梅(Exochorda giraldii)又名金瓜果、轮
板芽,属蔷薇科白鹃梅属落叶灌木,广泛分布于河
南、陕西、湖北、山西、江苏和甘肃等地,山西境内主
要分布于吕梁山、太岳山、中条山等山区,海拔约
700 m ~ 1 600 m 处[1]。红柄白鹃梅是一种天然的
绿色食品,是山西临汾洪洞等山区民间的传统野菜。
春季时节采摘其嫩茎、幼叶和花蕾,用开水淖后凉拌
味鲜可口,还可以和面蒸食、炒食。也可以盐渍、晾
干制成干菜长期保存以备食用,或制作罐头[2]。除
此之外,它还可作为退耕还林树种,既有经济价值又
有生态效益,而且具有观赏价值。近年来,关于植物
黄酮类物质种类、功能作用及提取的研究受到广大
学者的青睐[3 - 10],天然植物黄酮类物质具有抗菌、
消炎、降压、清热解毒、镇静、利尿以及清除氧自由基
等多种重要的生物活性[11 - 12],并且其提取物已广泛
应用于药品、化妆品、食品等产品中[13 - 14]。
我国红柄白鹃梅具有丰富的野生资源,但长期
以来利用率极低仅限于局部地区采集食用,基本上
处于自生自灭状态,没有充分开发利用[15]。有学者
对红柄白鹃梅中的营养成分[15 - 16]、引种栽培[17]以
及在山西霍山的群落特征[18]进行了研究,但有关红
柄白鹃梅中黄酮类物质的研究尚未见报道。本研究
采用乙醇提取,用分光光度法测定的方法,通过正交
试验研究乙醇浓度、提取温度、提取时间和料液比 4
—5—
中 国 野 生 植 物 资 源 第 34 卷
个因素对提取红柄白鹃梅叶片中总黄酮含量的影
响。从而对红柄白鹃梅叶中黄酮类物质的含量进行
初步分析研究,不仅为开发利用白鹃梅资源提供科
学依据,而且为农村调整农业产业结构和脱贫致富
提供新的途径。
1 材料与方法
1. 1 材料和仪器
1. 1. 1 材料
红柄白鹃梅叶:山西省临汾市尧都区河底乡、枕
头乡采集的红柄白鹃梅幼叶,烘干后粉碎。
芦丁标准品(国药集团化学试剂有限公司) ;
C2H5OH,NaNO2,NaOH,Al(NO3)3 所有试剂均为
分析纯。
1. 1. 2 仪器
DELI - 500A 型中药粉碎机(广州大祥电子机
械设备有限公司) ;RE -52A型旋转蒸发仪(上海青
浦沪西仪器厂) ;WFJ - 7200 型可见光分光光度计
(上海龙尼柯仪器有限公司) ;SHB -Ⅲ型循环水式
多用真空泵(郑州长城科工贸有限公司) ;101 - 3BS
型电热鼓风干燥箱(金坛市荣华仪器有限公司) ;
FA1004A型电子天平(上海维菱科学仪器有限公
司)。
1. 2 实验方法
1. 2. 1 材料预处理
于 4 月份选取生长较茂盛的红柄白鹃梅植株,
采摘无病虫害的叶片,洗净晾干,50 ~ 60 ℃烘箱干
燥,粉碎过筛(60 目) ,置于冰箱中保存备用。
1. 2. 2 标准曲线的绘制
参照梁晓华等人[6]总黄酮的测定方法。
准确称取芦丁标准品 5. 0 mg,浓度 60%微热乙
醇溶液定容至 50 mL,摇匀,得浓度 0. 1mg /mL 的标
准液。准确吸取标准应用液 0. 1、0. 2、0. 3、0. 4、
0. 5、0 mL 于 6 只比色管中,加浓度 30% 乙醇至
5 mL,加 0. 3 mL浓度 5 % NaNO2 溶液,摇匀,静置
6 min,加 0. 3 mL 浓度 10% Al(NO3)3 溶液,摇匀,
静置 6 min,加 4 mL 浓度 1 mol /L NaOH 溶液,加
0. 4 mL蒸馏水,摇匀,静置 15 min,以试剂作为空白
参比液,于 510 nm波长处测定吸光度 A。以吸光度
值 A为纵坐标,浓度 C(mg /mL)为横坐标进行线性
回归,求取线性方程。
得出线性回归方程:A = 0. 011 3C + 0. 000 5(R2
= 0. 999 8)
图 1 芦丁的标准曲线
1. 2. 3 红柄白鹃梅叶黄酮类化合物的提取与测定
本实验以 70%的乙醇为提取溶剂,超声波萃取
40 min,抽滤得到提取液。
样品含量测定:准确吸取提取液 0. 2 mL置于洁
净的试管中,加浓度 30%的乙醇至 5 mL,按标准曲
线的制备方法测定吸光值 A,计算红柄白鹃梅叶中
总黄酮的含量。
1. 2. 4 单因素试验
按照 1. 2. 3 的方法对红柄白鹃梅中黄酮类化合
物进行提取,并分别考察乙醇浓度、提取温度、料液
比、提取时间对黄酮类化合物得率的影响。
1. 2. 4. 1 乙醇浓度对黄酮类物质提取的影响
在料液比为 1 g∶ 30 mL,提取温度为 50 ℃,提取
时间为 2 h的条件下,考察不同的乙醇浓度(10%,
30%,50%,70%,90%)对红柄白鹃梅中黄酮类化
合物得率的影响
1. 2. 4. 2 提取温度对黄酮类物质提取的影响
在料液比为 1 g ∶ 30 mL,乙醇浓度为 50%,提取
时间为 2 h的条件下,考察不同温度(30 ℃,40 ℃,
50 ℃,60 ℃ ,70 ℃,80 ℃)对红柄白鹃梅中黄酮类
化合物得率的影响。
1. 2. 4. 3 料液比对黄酮类物质提取的影响
在提取温度为 50 ℃,乙醇浓度为 50%,提取时
间为 2 h 的条件下,考察不同料液比(1 ∶ 5,1 ∶ 10,
1 ∶ 20,1 ∶ 30,1 ∶ 40)对红柄白鹃梅中黄酮类化合物得
率的影响。
1. 2. 4. 4 提取时间对黄酮类物质提取的影响
在提取温度为 50 ℃,乙醇浓度为 50%,料液比
为 1 g ∶ 30 mL 的条件下,考察不同提取时间(1 h,
1. 5 h,2 h,2. 5 h,3 h)对红柄白鹃梅中黄酮类化合
物得率的影响。
1. 2. 5 正交实验
黄酮类化合物的提取过程受多个因素影响,为
了得到较科学的提取工艺条件,将料液比、提取温
度、乙醇浓度和提取时间 4 个单因素为考察对象,设
—6—
第 2 期 邓荣华,等:红柄白鹃梅叶中黄酮类物质的提取研究
计四因素四水平 L16(4
4)的正交试验,优化提取
工艺。
2 结果与分析
2. 1 乙醇浓度对红柄白鹃梅叶黄酮类化合物提取
的影响
图 2 乙醇浓度对黄酮得率的影响
由图 2 曲线可以看出,在乙醇浓度为 10%时,
黄酮的得率最低,随着乙醇浓度的升高,当达到
50%时,得率达到最大值,而后随着乙醇浓度的升高
得率下降,并且脂溶性的物质溶出增多,尤其是叶绿
素几乎完全溶出,给提纯去杂带来较大的麻烦[7]。
从成本和提取率来考虑,乙醇浓度最好控制在 30%
~60%为好。
2. 2 温度对红柄白鹃梅叶黄酮类化合物提取的
影响
图 3 提取温度对黄酮得率的影响
由图 3 曲线可知,在 30 ℃ ~ 60 ℃之间,随着温
度的升高,所得提取物中黄酮含量呈上升趋势,在
60 ℃时,黄酮得率达最大值,之后随着温度的升高,
提取物含量有下降趋势,可能是因为温度过高,一方
面其中的活性成分会收到破坏,杂质的溶出量增加;
另一方面也会造成溶剂的损失。综合以上两方面的
因素,提取时适宜的温度应为 50 ~ 70 ℃。
2. 3 料液比对红柄白鹃梅叶黄酮类物质提取的
影响
图 4 料液比对黄酮得率的影响
由图 4 曲线可知,在料液比为 1 ∶ 5 ~ 1 ∶ 15 之间,
随着所加试剂量的增加,所得提取物含量呈上升趋
势,在 1 ∶ 20 时,黄酮得率达最大值,之后随着所加试
剂量的进一步增加,所得提取物含量有下降趋势。
从提取效果和减少溶剂用量等方面综合考虑,用量
应不宜过大,故料液比定在 1 ∶ 5 ~ 1 ∶ 20 之间比较
合适。
2. 4 提取时间对红柄白鹃梅叶黄酮类物质提取的
影响
图 5 提取时间对黄酮得率的影响
由图 5 曲线可知,在提取时间为 1 h ~ 2 h之间,
随着时间的延长,所得提取物中黄酮含量有上升趋
势,在 2 h时,得率达最大值,之后随着时间的延长,
提取物含量有下降趋势,这可能由于长时间作用破
坏了黄酮,在后处理过程中损失增大而影响黄酮的
提出率,造成负面影响。从节省原料及实验周期等
各方面考虑,提取时间控制在 1. 5 h ~ 2. 5 h为宜。
2. 5 正交结果与分析
由表 1 可知,最佳工艺组合为:料液比 1 ∶ 20,温
度 70 ℃,浓度 30%,时间 2 h,此条件下所得红柄白
鹃梅叶中黄酮类物质的提取量为 22. 412 mg /g。由
表 2 方差分析可知,4 个因素对黄酮提取率的影响,
料液比和温度对提取的影响较为明显,浓度和时间
的影响相对较小,即:料液比 >温度 >浓度 >时间。
—7—
中 国 野 生 植 物 资 源 第 34 卷
表 1 正交试验结果 L16(4
4)
温度 /℃ 料液比 浓度 时间 /h 产物得率 /(mg /g)
1 40 1 ∶ 05 30% 1. 0 11. 880
2 40 1 ∶ 10 40% 1. 5 16. 718
3 40 1 ∶ 15 50% 2. 0 18. 237
4 40 1 ∶ 20 60% 2. 5 18. 119
5 50 1 ∶ 05 40% 2. 0 15. 878
6 50 1 ∶ 10 30% 2. 5 13. 768
7 50 1 ∶ 15 60% 1. 0 18. 267
8 50 1 ∶ 20 50% 1. 5 19. 388
9 60 1 ∶ 05 50% 2. 5 15. 612
10 60 1 ∶ 10 60% 2. 0 18. 680
11 60 1 ∶ 15 30% 1. 5 17. 294
12 60 1 ∶ 20 40% 1. 0 20. 258
13 70 1 ∶ 05 60% 1. 5 17. 751
14 70 1 ∶ 10 50% 1. 0 21. 571
15 70 1 ∶ 15 40% 2. 5 21. 394
16 70 1 ∶ 20 30% 2. 0 22. 412
K1 0. 367 0. 346 0. 370 0. 407
K2 0. 381 0. 400 0. 420 0. 402
K3 0. 406 0. 425 0. 423 0. 425
K4 0. 470 0. 454 0. 412 0. 390
R 0. 103 0. 108 0. 053 0. 035
表 2 正交试验结果方差分析
来源 平方和 自由度 均方 F 显著性
固定模型 0. 180 12 0. 015 191. 398 3. 389E - 28
温度 0. 075 3 0. 025 317. 807 1. 929E - 25
料液比 0. 075 3 0. 025 320. 335 1. 689E - 25
浓度 0. 022 3 0. 007 94. 205 7. 891E - 17
时间 0. 008 3 0. 003 33. 244 2. 384E - 10
误差 0. 003 35 7. 84E - 05
总和 8. 10 48
3 结 论
本研究采用乙醇提取,用分光光度法测定的方
法,通过四因素四水平正交试验研究了乙醇浓度,提
取温度,提取时间和料液比 4 个因素对提取红柄白
鹃梅叶片中总黄酮含量的影响,得到各因素对提取
率的影响程度为:料液比 >温度 >浓度 >时间。最
佳工艺组合为:料液比 1 ∶ 20,温度 70 ℃,浓度 30%,
时间 2 h,此条件下所得红柄白鹃梅中黄酮类物质的
提取量为 22. 412 mg /g。初步研究表明:红柄白鹃
梅营养价值丰富,是一种极具开发利用的野生资源。
参考文献:
[1] 山西植物志编辑委员会. 山西植物志:第 2 卷[M]. 北京:中
国科学技术出版社,1998:216 - 219.
[2] 赵玉平,魏学智,赵国建.中国温带野菜加工工艺[M]. 太原:
山西科学技术出版社,2001:1 - 71.
[3] 陈彦,林晓艳,杨志荣. 箭竹叶黄酮类物质提取条件的优化
[J]. 食品科学,2003,24(1) :80 - 83.
[4] 何书美,刘敬兰. 芹菜中黄酮类物质的提取和测定[J]. 分析
试验室,2006,25(8) :84 - 87.
[5] 朱宇旌,张勇,王纯刚,等. 红三叶黄酮抗氧化性研究[J].
食品科技,2006(4) :78 - 81.
[6] 梁晓华,徐成东,王陆琴.云南 13 种蕨类植物中总黄酮的测定
[J]. 安徽农业科学,2008,36(19) :7965 - 7966,7973.
[7] 李凤林. 超声波法提取甘薯叶总黄酮的工艺研究[J].江苏调
味副食品,2008,25(3) :15.
[8] 唐维媛,董永康,王啸,等.贵州特产苦荞麦中总黄酮的提取[J].
贵州工业大学学报:自然科学版. 2008,37(4):178 -181.
[9] 马晓丽. 生物类黄酮的研究进展[J]. 山西职工医学院学报,
2005,15(2) :113 - 116.
[10] 高中松,丁文,高亮,等. 超声波提取桑叶中总黄酮的工艺
研究[J]. 中国农学通报,2006,24(4) :122 - 125.
[11] Rice Evans C,Miller N. The relative anthioxidant activities of
plant derived ployphenloic flavonoidsfs[J]. Free Radicalres,
1995,22(4) :375 - 383
[12] Lichtblau D,Berger J M,Naknaishi K. Eficient extraction of
ginkgolides and bilobalide from Ginkgo biloba leaves[J]. Nat
Prod,2002,65(10) :1501 - 1504.
[13] 凌关庭. 天然食品添加剂[M]. 北京:化学工业出版社,
2000:214 - 308,600 - 601.
[14] 肖崇厚,陆蕴如. 中药化学[M]. 上海:上海科技出版社,
1987:191 - 250.
[15] 魏学智,刘少华,师学琴,等. 红柄白鹃梅营养成分的分析
[J].西北植物学报,2005,25(8) :1657 - 1660.
[16] 戢小梅,陈法志,董艳芳,等. 白鹃梅可食部分营养成分分
析[J]. 园艺与种苗,2011(4) :89 - 90,107.
[17] 王军涛,高小宁,查振道. 秦岭野生红柄白鹃梅引种栽培
[J]. 园林绿化,2008,3:43 - 44.
[18] 张钦弟,毕润成. 山西霍山红柄白鹃梅群落特征的研究[J].
山西师范大学学报:自然科学版,2006,20(4) :81 - 84.
—8—