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Supercritical CO2 fluid extraction of Rosmarinus officinalis and capability of extracts eliminate OH radical

超临界CO2萃取迷迭香中抗氧化活性成分的优化工艺研究



全 文 :纯化丹酚酸类化合物的方法是不可靠的,而对于其
他型号的树脂有待进一步研究。由于所选树脂对丹
参素吸附量不高,且水洗即可将丹参素、原儿茶醛全
部解吸下来。故评价此8种型号的树脂纯化工艺,
应采用以迷迭香酸,丹酚酸B,丹酚酸A等丹酚酸多
指标考察的方法。
HP-20型树脂具有吸附快,吸附量大,解吸率
高,再生能力强等特点,适合富集丹酚酸化合物。其
对丹参提取物中迷迭香酸的饱和吸附量为30506mg
·g-1(干树脂),丹酚酸 B饱和吸附量为36996mg
·g-1(干树脂),丹酚酸 A吸附量为4385mg·g-1
(干树脂)。且建议选用40%乙醇水溶液将3种化合
物同时解吸下来,使产品中各化合物含量均有提高,
进而除去部分杂质,减轻后续分离工作的压力。
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脂吸附工艺研究[J].中药新药与临床药理,2005,16(3):206.
Absorptionandisolationofmacroporousresinforfive
salvianolicacidsfromSalviaemitiorrhizae
WANGYanyan,ZHUJingbo,LILin,JINYue
(DalianPolytechnicUniversity,ColegeofBio&FoodEngineering,Dalian116034,China)
  [Abstract] Objective:Tostudytheadsorptionofthemacroporousresinforthefivesalvianolicacids(danshensu,rosmarinic
acid,protocatechualdehyde,salvianolicacidB,salvianolicacidA,extractedfromSalviaemitiorhizae.Method:Thefivesalvianolic
acidswereemployedasanindex,andthechangeoftheminthestaticanddynamicabsorbentwasdetectedbyHPLC,respectively.
Result:HP20resinwasasuitablemarcoporousresintopurifysalvianolicacids.thedynamicadsorptioncapacityofrosmarinicacid,
salvianolicacidBandsalvianolicacidAwas30506mg·g-1(dryresin),36996mg·g-1,(dryresin),4385mg·g-1(dryres
in)respectively.Conclusion:Itisnotsuitablethatdanshensuandprotocatechualdehydearetheevaluationindexesforusing8macro
porousresinstopurifysalvianolicacids.
[Keywords] Salviaemitiorhizae;salvianolicacid;macroporousresin;staticabsorbent;dynamicabsorbent
[责任编辑 鲍 雷]
[收稿日期] 20070920
[基金项目] 海南省自然科学基金(80608);海南大学科研基金(Kyj0537)
[通讯作者] 冯玉红,Tel:13178927579,Email:ljcfyh@263.net
超临界 CO2萃取迷迭香中抗氧化活性成分
的优化工艺研究
张 冲,,李嘉诚,张德拉,冯玉红,张亚男,陈四利
(海南大学 热带生物资源教育部重点实验室 材料与化工学院,海南 海口 570228)
[摘要] 目的:研究迷迭香中抗氧化活性成分的萃取工艺。方法:设计4因素3水平正交试验,利用超临界
·7001·
第33卷第9期
2008年5月
         
    中 国 中 药 杂 志
ChinaJournalofChineseMateriaMedica
       
Vol.33,Issue 9
May,2008
CO2流体萃取技术,结合电子顺磁共振(EPR)技术和自旋捕集技术检测各萃取物清除羟自由基的性能,以自由基清
除率为指标,通过极差和方差分析,研究萃取迷迭香抗氧化活性成分的优选工艺条件。结果与结论:迷迭香抗氧化
成分的优选萃取工艺为:夹带剂用量0.3mL·g-1,萃取时间1h,萃取压力30MPa,萃取温度75℃。
[关键词] 超临界CO2;迷迭香;抗氧化
[中图分类号]R283 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2008)09100703
  迷迭香 RosmarinusoficinalisL.系唇形科迷迭
香属植物,原产地中海地区。目前,我国南方已有大
面积种植。迷迭香含有大量的抗氧化成分,具有很
强的抗氧化性,是一种优良的天然抗氧化剂[1]。对
于迷迭香成分的研究,国外有大量的报道,主要成分
为二萜酚类、黄酮类、三萜类和精油等,广泛应用于
药品、化妆品和食品等多个领域[2],具有很高的应
用价值。目前迷迭香有效成分提取常用有机溶剂
法,收率虽较高,但通常会有溶剂残留。超临界流体
萃取技术可避免有机溶剂提取法的缺点,具有无溶
剂残留、流程简单、节能、穿透力强、萃取效率高,操
作温度低,不破坏物质活性[3],且省略了溶剂回收
工序等显著优势。
目前已有文献报道了超临界提取迷迭香的工艺
研究,但超临界提取物清除自由基性能鲜有报道。
电子顺磁共振(EPR)主要用于研究具有未成对电子
结构的自由基、原子、分子,灵敏度比 NMR高 230
倍[4],是检测自由基最直接最有效的方法[5]。氧自
由基和抗氧化剂的研究是近年来生物和医学界非常
引人关注的一个研究领域,羟自由基是已知最强的
自由基。本研究利用超临界 CO2萃取技术,通过设
计正交实验,结合EPR技术和自旋捕集技术研究各
萃取物清除羟自由基的能力,以自由基清除率为考
核目标,优选迷迭香萃取工艺。
1 仪器与试药
Spe-ed超临界萃取仪(美国 ASI),电子顺磁
共振波谱仪 BRUKERA320(德国 BRUKER),超声
波清洗机(上海科导超声仪器有限公司),pH测定
仪(Sartorius),微量进样器(德国 Eppendorf),电子
天平(Sartorius)。迷迭香(购自福建),DMPO(美国
Sigma),液体 CO2(广东佛山科的气体公司),乙腈
(色谱纯,美国TEDIA),其他试剂均为分析纯。
2 方法
2.1 超临界CO2萃取
超临界萃取受很多因素的影响。根据实验需
要,选取萃取压力、萃取温度、萃取时间、夹带剂4个
对萃取效率有较大影响的因素,设计4因素3水平
正交试验,优选超临界CO2萃取迷迭香工艺参数,见
表1。
表1 因素水平
水平

压力
/MPa

温度
/℃

时间
/h

夹带剂
/mL·g-1
1 20 55 1 000
2 30 65 2 030
3 40 75 3 060
  称取100g迷迭香干叶,装入萃取釜,以乙醇作
为夹带剂,在一定压力和温度下进行超临界 CO2萃
取,萃取完毕,收集萃取物,备用。
2.2 清除羟自由基实验
2.2.1 样品液配制 分别称取各萃取物0025g,
超声波定溶,配成1mg·mL-1的乙腈溶液。
2.2.2 羟自由基产生体系 005mol·L-1PBS
(pH74)溶液,10mmol·L-1FeSO4(NH4)2SO4,
09mol·L-1DMPO,6% H2O2。将以上4种溶液
和样品液或乙腈(空白对照)各10μL打入 Eppen
dorf管,记录反应时间,并立即混合均匀,将反应液
注入石英毛细管,外加保护管放入谐振腔测定。
2.2.3 EPR测试参数 CF(中心磁场)3480G,SW
(扫描宽度)500G,ST(扫描时间)512s,MA(调制
幅度)1G,MF(调制频率)100kHz,MP(微波功率)
20mW,T(测试温度)为室温。
3 结果与讨论
根据选定的L9(3
4)正交表安排实验,计算得率
y,自由基清除率 E=(h0-hi)/h0,hi为含样品体系
中羟自由基的信号强度测量值;h0为空白体系中羟
自由基的信号强度测量值,并对结果进行极差分析,
结果见表2。
从表2中极差分析可以看出,各因素对羟自由
基清除率的影响程度依次为 D>C>A>B,表3方
差分析结果表明,相对于 B因素,D因素和 C因素
均有显著性差异。因此最优的萃取工艺为 D2C1A2
B3,即夹带剂用量03mL·g
-1,萃取时间1h,萃取
·8001·
第33卷第9期
2008年5月
         
    中 国 中 药 杂 志
ChinaJournalofChineseMateriaMedica
       
Vol.33,Issue 9
May,2008
   表2 L9(34)正交试验结果 %
No. y E
1 06544 152
2 09667 308
3 05780 132
4 15513 -112
5 10018 146
6 14305 802
7 17667 153
8 19386 89
9 14683 -239
压力30MPa,萃取温度75℃。
表3 自由基清除率方差分析
因素 偏差平方和 自由度 F F005
A 1222607 2 0726 446
B  441787 2 0262  
C 1976240 2 1174  
D 3093147 2 1837  
误差 6733780 8    
  由实验结果可以看出,夹带剂对结果影响最大。
乙醇由于无毒等优点,本实验采用乙醇为夹带剂,随
乙醇用量增大,超临界CO2流体的极性增大,有利于
物质的溶出。萃取时间的影响仅次于夹带剂。
萃取压力对结果影响也较大。压力增大,超临
界CO2流体的密度增大,有利于成分的溶出。
萃取温度对结果影响最小。温度升高,流体的
传质速率增大,利于传质;温度升高,被萃取物质的
挥发性增大,有利于物质的溶出。
萃取物得率与清除率之间并不存在特定规律。
得率高,羟自由基清除率并不一定高。相同浓度下,
  
D2C1A2B3条件下萃取物对羟自由基的清除率最高,
达到802%,而A3B3C2D1条件下萃取物对羟自由基
的清除率最低,为-239%,反而对自由基有增益作
用。说明萃取物中各种成分之间存在复杂的协同作
用或相互抑制作用,从而使体系清除羟自由基的性
能发生变化。
4 结论
超临界CO2流体萃取可以实现迷迭香抗氧化成
分的提取,提取物具有较好的清除羟自由基性能,通
过正交试验得出最优的萃取工艺为D2C1A2B3,即夹
带剂用量03mL·g-1,萃取时间1h,萃取压力30
MPa,萃取温度75℃。
EPR法测定迷迭香超临界提取物清除羟自由
基性能,目前国内尚无报道。与传统的测定方法相
比,通过EPR技术和自旋捕集技术检测物质清除羟
自由基能力,灵敏度高,方法简便,可靠性高,具有广
阔的应用前景。
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SupercriticalCO2fluidextractionofRosmarinusofficinalis
andcapabilityofextractseliminateOHradical
ZHANGChong,LIJiacheng,ZHANGDela,FENGYuhong,ZHANGYanan,CHENSili
(MaterialandChemicalEngineeringSchool,HainanUniversity,KeyLab.ofTropicBiologicalResourceof
ChineseEducationMinistry,Haikou570228,China)
  [Abstract] Objective:SupercriticalCO2fluidextractionprocessofantioxidationactivecomponentsfromRosmarinusoficinalis
wasstudied.Method:AnewextractionprocessofcomponentsextractedfromRoficinalisbysupercriticalCO2fluidextraction(SFE
CO2)wasstudiedindetail.Thecapabilityofthattheextracteliminate·OHradicalwastestedbyelectronparamagneticresonance
(EPR)techniqueandspincatchtechnique.Resultandconclusion:Withfreeradicalclearanceasindex,byrangeandvariancea
nalysis,theoptimumextractionprocessconditionswere:keepingpressureat30MPaandtemperatureat75℃ for1h,inthesame
timeaddingalcohol0.30mL·g-1.
[Keywords] supercriticalCO2;Rosmarinusoficinalis;antioxidation
[责任编辑 鲍 雷]
·9001·
第33卷第9期
2008年5月
         
    中 国 中 药 杂 志
ChinaJournalofChineseMateriaMedica
       
Vol.33,Issue 9
May,2008