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快速提取蕤核叶黄酮类化合物



全 文 :结果表明最佳的提取条件为:超声波开启,提取时间
60 s,浸泡时间 1 h,乙醇浓度 65 %,液固比 25,微波功
率 300 W,该条件下的提得率达到了 1.741 %。
参考文献:
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西师范大学,2006
收稿日期:2013-09-29
快速提取蕤核叶黄酮类化合物
李雪姣1,韩蕾1,杨瑞林2,朱广龙3,魏学智1,*
(1.山西师范大学生命科学学院,山西临汾 041000;2.山西师范大学分析测试中心,山西临汾 041000;
3.华中农业大学植物科学技术学院,湖北武汉 430070)
摘 要:使用快速溶剂萃取法提取蕤核叶片中黄酮类化合物,确定其最佳的提取工艺条件。考察溶剂浓度、炉体加
热温度、静态萃取时间及循环次数 4个单因素对蕤核叶黄酮类化合物提取率的影响,然后运用正交设计确定出最
佳组合工艺条件。结果显示:利用 ASE300快速萃取蕤核叶黄酮类化合物的最佳提取工艺条件为,溶剂 60 %乙醇,
炉体加热温度 110 ℃,静态萃取 7 min,循环提取 3次,该条件下的提取率 8.98 %。
关键词:蕤核叶;黄酮类化合物;快速溶剂萃取;单因素;正交设计
Rapid Extraction Flavonoids from the Leaf of Prinsepia uniflora
LI Xue-jiao1,HAN Lei1,YANG Rui-lin2,ZHU Guang-long3,WEI Xue-zhi1,*
(1. College of Life Science,Shanxi Normal University,Linfen 041000,Shanxi,China,2. The Center of
Analysis and Testing,Shanxi Normal University,Linfen 041000,Shanxi,China,3. College of Plant science &
Technology of Huazhong Agricultural University,Wuhan 430070,Hubei,China)
Abstract:Using Accelerated Solvent Extraction 300 (ASE300) extracted flavonoid from the leaf of Prinsepia
uniflora,so that determined the optimal extraction conditions. Using orthogonal design to determine the best
combination of researching the single factor of furnace heating temperature, solvent concentration, static
extraction time and the number of cycles on the extraction rate and determine the best combination of conditions
using orthogonal design.The results showed that the best conditions rapid extraction flavonoids of the flavonoids in
the leaves of Prinsepia uniflora utilize ASE300 were 60 % of the solvent concentration, furnace heating
temperature of 100℃, static extraction time 7 min, cycle 3 times. Flavonoid compounds under the conditions of
the rate was 8.98 %.
Key words:leaf of Prinsepia uniflora; flavonoids; accelerated solvent extraction; single factor test; orthogonal
text
基金项目:国家自然科学基金(30972396)
作者简介:李雪姣(1988—),女(汉),本科,从事植物中活性成分的
研究。
*通信作者:魏学智(1956—),男(汉),教授,从事植物学研究。
食品研究与开发
Food Research And Development
2014年 4月
第 35卷第 7期
DOI:10.3969/j.issn.1005-6521.2014.07.010
蕤核(Prinsepia uniflora Batal.),蔷薇科(Rosaceae)
扁核木属(Prinsepia)的一种多年生落叶灌木,主要分
布于山西、河南、内蒙古、陕西、甘肃等地,生长于向阳
山坡或者干旱沙丘上,喜光、湿润,耐旱、耐寒,对环境
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
分离提取
33
适应能力较强[1]。蕤核具有很强的抗旱抗逆抗风沙性[2],
对于水土保持有很好的效果,开花期、结果期具有观
赏价值。据《本草纲目》《本草经》等多部典籍记载,根、
叶、种子都具有药用价值,对于药用机理目前研究较
少,主要在蕤核果实营养成分分析[3]、扁核木叶片黄酮
提取工艺[4]、引种栽培 [5]、蕤核叶片解剖结构和组织化
学定位研究[6]等方面有研究。黄酮类化合物是近年来
研究的热点之一,具有很强的抗氧化性,有效清除体
内的氧自由基,阻止细胞的退化、衰老,也可抑制癌症
的发生,改善血液循环,降低胆固醇和血糖,提高免疫
力,主要的研究有黄酮类化合物的提取、分离纯化的
方法[7],以及作用机理[8]。但对蕤核叶黄酮类化合物的研
究尚在起步阶段,具有广阔的应用前景和研究价值。
快速溶剂萃取法是一种较新的提取方法,与通常
的超声提取、索氏提取、微波萃取技术等方法相比,具
有速度快,效率高,用量少,重复性好[9]等优点。ASE300
快速溶剂萃取仪的工作原理是利用高温高压来提
高萃取率,使用常规的溶剂对固体或半固体样品进
行萃取,可以进行痕量有机物的处理 [10],应用领域广
泛,如海面溢油[11],农药残留[12],土壤成分分析[13],刑事
技术[14]等。
1 材料试剂与仪器
1.1 实验材料与试剂
蕤核叶片:采集于山西省临汾市城西龙祠村。芦丁
标品:国药集团化学试剂有限公司;纯水:自制;C2H5OH、
NaNO2、NaOH、Al(NO3)3,所有试剂均为分析纯。
1.2 主要仪器
ASE300型快速溶剂萃取仪:戴安公司;WFJ-7200
型可见光分光光度计:上海龙尼柯仪器有限公司;
FA1004A型电子天平:上海维菱科学仪器有限公司;
101-3BS型电热鼓风干燥箱:金坛市荣华仪器制造有
限公司;DELI-500A 型中药粉碎机:广州大祥电子机
械设备有限公司。
2 方法
2.1 材料预处理
于 10月份选取长势较茂盛的植株,将其叶片进
行采摘,洗净晾干,放置在烘箱中 50 ℃~60 ℃烘干,粉
碎过筛(60 M)后置于冰箱中保存备用。
2.2 标准曲线的制作与绘制
参照梁晓华,徐成东,王陆琴[15]总黄酮的测定方法。
称取芦丁标准液 5.0 mg,用浓度 60 %微热乙醇溶
液定容至 50 mL,摇匀得浓度为 0.1 mg/mL的标准液。准
确吸取标准应用液 0.0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 mL 于
6 只比色管中,加浓度 30 %乙醇至 5 mL,加浓度 5 %
NaNO2 溶液 0.3 mL 摇匀,放置 6 min,加浓度 10 %
Al(NO3)3溶液 0.3 mL,摇匀放置 6 min,加浓度 1 mol/L
NaOH溶液 4 mL,加水 0.4 mL,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)
2.3 蕤核叶黄酮类化合物的提取与测定
本实验以乙醇-水为提取溶剂,选用 ASE300来提
取蕤核叶黄酮类化合物。准确称取预处理的蕤核叶粉
末,置于萃取池安放到位,收集瓶、废液瓶置于托盘
上。溶剂瓶中注入无水乙醇、纯水(预先脱气)。建立
ASE300提取的方法表、计划表,装载运行。
样品含量测定:准确吸取提取液 0.2 mL置于干净
的试管中,加浓度 30 %的乙醇至 5 mL,按标准曲线的
制备方法测定吸光度 A。
2.4 单因素试验
本试验确定样品质量为 1 g,乙醇作为溶剂,萃取
池规格 34 mL,在系统压力 1 500 psi,氮气吹扫 90 s的
条件下对炉体加热温度、溶剂浓度、静态萃取时间、提
取循环次数 4个单因素进行考察。
2.5 正交设计
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,将溶剂浓度、炉体加热
温度、静态萃取时间及循环次数四个单因素作为考察
对象,设计四因素三水平 L9(34)的正交试验,优化提取
工艺。
3 结果与分析
3.1 乙醇浓度对提取蕤核叶黄酮类化合物的影响
设定乙醇浓度 40 %、50 %、60 %、70 %、80 %,炉
体加热温度 80℃,静态萃取 5 min,萃取循环 1次。测
定吸光值并计算得率,研究不同乙醇溶液体积分数对
黄酮提取率的影响,结果见图 1。
7.000
6.000
5.000
4.000
3.000
2.000
1.000
0.000




/%
40 50 80
乙醇浓度/%
60 70
图 1 乙醇浓度对黄酮得率的影响
Fig.1 Effect of ethanol concentration on yield of flavonoids
分离提取李雪姣,等:快速提取蕤核叶黄酮类化合物
34
从图 1曲线可以看出,当乙醇浓度在 40 %~60 %
之间随着浓度的升高提取率逐渐上升,当溶剂的浓度
为 60 %时提取率最高,当浓度大于 60 %时提取率反
而随着溶剂浓度的升高逐渐降低,黄酮类化合物不是
单纯的脂溶性有机物,有一定的亲水性,单纯有机溶
剂或水溶液提取的效率都很低。本试验选择乙醇和水
按比例混合后作为,因此提取蕤核叶黄酮的溶剂浓度
选取 50 %、60 %、70 % 3个水平。
3.2 炉体加热温度对提取蕤核叶黄酮类化合物的影响
设定炉体加热温度 70、80、90、100、110、120℃,溶
剂为 60 %乙醇,静态萃取 5 min,循环 1次。测定吸光
值并计算得率,研究不同炉体加热温度对黄酮提取率
的影响,结果见图 2。
从图 2曲线走势可以看出,炉体加热温度对提取
蕤核叶片的影响趋势,100 ℃时黄酮得率最高,在温度
低于 100℃的阶段提取率基本呈上升趋势,超过 100℃
以后黄酮得率反而下降。温度过高可能会破坏黄酮类
化合物的结构而降低提取率。所以炉体加热温度选取
90、100、110℃ 3个水平。
3.3 静态萃取时间对提取蕤核叶黄酮类化合物的影响
设定静态萃取时间 3、5、7、9、11 min,溶剂为 60 %
乙醇,炉体加热温度 100℃,萃取循环 1次。测定吸光
值并计算得率,研究不同静态萃取时间对黄酮提取率
的影响,结果见图 3。
图 3趋势线显示,静态萃取的时间对提取率的影
响整体呈现上升趋势,时间达到 9 min时提取率最高,
随着时间的延长提取率未呈现明显升高趋势,考虑到
节省原料及实验周期。所以静态萃取时间选择7、9、
11 min 3个水平。
3.4 循环次数对提取蕤核叶黄酮类化合物的影响
设定萃取循环次数 1、2、3、4、5次,溶剂为 60 %乙
醇,炉体加热温度 100℃,静态萃取 9 min。测定吸光值
并计算得率,研究不同循环次数对黄酮提取率的影
响,结果见图 4。
从图 4的曲线可以看出,提取的循环次数为 1次
和 2次时提取率都比较低,当循环 3次时比较高,之后
的 4、5次提取率几乎不上升。将蕤核叶片循环提取
3次后,提取率达到 5.4 %,叶片几乎为白色,增加循环
次数提取率几乎不变,所以循环萃取 3次为最佳状态,
更利于节约实验材料和能源。所以快速提取蕤核叶片
中黄酮时选择循环次数为 2、3、4次。
3.6 正交分析
采用 L9(34)正交设计表对单因素结果进行安排实
验,优化提取的工艺条件。因素水平表见表 1,结果见
表 2。
7.000
6.000
5.000
4.000
3.000
2.000
1.000
0.000




/%
70 80 120
炉体加热温度/℃
90 100 110
图 2 炉体加热温度对黄酮得率的影响
Fig.2 Effect of fumace heating temperature on yield of flavonoids
6.000
5.000
4.000
3.000
2.000
1.000
0.000




/%
3 5 11
静态萃取时间/min
7 9
图 3 静态萃取时间对黄酮得率的影响
Fig.3 Effect of static extration time on yield of flavonoids
6.000
5.000
4.000
3.000
2.000
1.000
0.000




/%
1 2 5
循环次数
3 4
图 4 循环次数对黄酮得率的影响
Fig.4 Effect of the number of cycles on yield of flavonoids
表 1 因素水平表 L9(34)
Table 1 The factor levels of orthogonal test
序号
A乙醇
浓度/%
B炉体加热
温度/℃
C静态萃取
时间/min
D萃取循环
次数
1
2
3
50
60
70
90
100
110
7
9
11
2
3
4
序号 A B C D 提取率/%
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
1
1
2
2
2
3
3
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
2
3
1
3
1
2
1
2
3
3
1
2
2
3
1
5.951
6.491 6
6.312 1
7.140 4
6.063 1
8.978 2
6.067
6.323 7
7.649
表 2 正交试验结果 L9(34)
Table 2 The results of orthogonal test
(下转第 47页)
李雪姣,等:快速提取蕤核叶黄酮类化合物分离提取
35
序号 A B C D 提取率/%
K1
K2
K3
6.252
7.394
6.680
6.386
6.293
7.646
7.084
7.094
6.147
6.554
7.179
6.592
R 1.142 1.353 0.947 0.625
续表 2 正交试验结果 L9(34)
Continue table 2 The results of orthogonal test
从表 2结果可以看出,通过均值直观分析,得出
ASE300快速萃取蕤核叶片黄酮类化合物的因素水平
组合为:A2B3C1D2。极差分析得出,4个因素对提取率的
影响,炉体加热温度和乙醇浓度对提取的影响较为明
显,静态萃取时间和循环次数的影响相对较小,即 B>
A>C>D。
4 结论
使用 ASE300快速溶剂萃取仪提取蕤核叶片中的
黄酮类化合物,经过单因素试验及正交设计的优化,
得到最佳的提取工艺条件:萃取溶剂为 60 %乙醇,炉
体加热温度 110℃,静态萃取 7 min,循环提取 3次,得
出提取率为 8.98 %。炉体加热温度对提取率的影响最
大,其次是乙醇浓度,静态萃取时间和提取循环次数
相对较小。
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111111111111111111111111111111111111111111111111
(上接第 35页)
俞坚:响应面分析优化加压溶剂法提取甜菊糖苷工艺分离提取
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