全 文 :盐肤木总黄酮的提取研究
陈存武,张 莉,何晓梅,程卫兵,马甲林
(皖西学院化学与生命科学系,安徽省植物生物技术实验实训中心,安徽 六安 237012)
摘 要:以乙醇为溶剂,通过单因素实验研究了浸提温度、浸提时间、液料比、乙醇浓度对盐肤木叶片总黄酮的提取率的影响,并
用正交实验法对盐肤木叶总黄酮的提取工艺进行了优化,研究了盐肤木植株各部分的总黄酮提取率。结果表明:最佳条件的浸提
温度、浸提时间、液料比、乙醇浓度分别是 80℃,180 min,80∶1的液料比,70%的乙醇浓度,盐肤木叶片总黄酮提取率可以达到
5.22%;盐肤木叶片、叶柄、树皮、果实、果皮、种子的总黄酮提取率分别为 5.84%、2.32%、1.02%、2.01%、1.80%和 0.54%。
关键词:盐肤木;总黄酮;正交实验
中图分类号:S567.19 文献标识码:A 文章编号:1006-060X(2010)13-0119-04
Extraction of Total Flavone from Rhus chinensis Mill.
CHEN Cun-wu, ZHANG Li, HE Xiao-mei, CHENG Wei-bing, MA Jia-lin
(Department of Chemistry and Life Science, West Anhui University, Anhui Testing and
Training Centre of Plant Biotechnology, Liuan 237012, PRC)
Abstract: With the alcohol as the extraction solvent, the effects of extraction temperature, extraction time, liquid/
material ratio and alcohol concentration on the yield of total flavone from leaves of Rhus chinensis Mill. were investigated
by the single factor experiments, and the extraction technology was optimized by using orthogonal test; the yield of total
flavone from different parts of Rhus chinensis Mill. plant were measured. The results showed that the optimum extraction
temperature, extraction time, liquid/material ratio and alcohol concentration were 80℃ , 180 min, 80:1 and 70% ,
respectively; the yield of total flavone from leaves of Rhus chinensis Mill. can reach 5.22%; the yield of total flavone from
leaves, leafstalks, bark, fruits, pericarp and seeds of Rhus chinensis Mill. were 5.84%, 2.32%, 1.02%, 2.01%, 1.80% and
0.54%, respectively.
Key words: Rhus chinensis Mill.; total flavone; orthogonal experiment
盐肤木(Rhus chinensis Mill.)又称五倍子树、
五倍柴等,属于漆树科(Anacardiaceae)盐肤木属
(Rhus)的落叶灌木或乔木[1],在我国广泛分布,主要
用于生产中药原料五倍子,是我国的主要经济树种
之一。目前,人们对盐肤木的研究主要在于如何改
进其栽培技术,提高五倍子的产量,而对盐肤木植
株所含有的黄酮类物质的研究报道不多见。笔者研
究了盐肤木植株总黄酮类物质的含量及其最佳提
取方法,旨在为更好的开发利用盐肤木资源提供理
论依据。
1 材料与方法
1.1 材 料
供试材料为盐肤木(Rhus chinensis Mill.),采
自皖西学院植物园。
1.2 仪器与试剂
仪器:TU-1901紫外可见光分光光度计(北京
普析通用仪器设备有限公司),HH—4数显恒温水
浴锅(国华电器有限公司),101AS-2型不锈钢数显
电热鼓风干燥箱(上海浦东跃欣科学仪器厂),FA-
1004电子天平(上海精科天平厂),KQ-500B型超
声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司)。
试剂:芦丁、NaNO2、Al(NO3)3、NaOH、无水乙醇
等,均为国产分析纯。
1.3 方 法
1.3.1 材料处理 在盐肤木果实成熟时采回植株,
清洗干净,按照树皮、叶片、叶柄、果实、果皮、种子
等进行分类,于 103℃烘干至恒重,粉碎过 40目筛,
分装备用。采用索式抽提法[2],以无水乙醚为脱脂
剂,于 45℃水浴加热脱脂一周以上,直至回流液无
色、用玻璃棒蘸取回流液滴在滤纸上风干后无印迹
为止,以充分除去样品中脂类物质和脂溶性色素。
脱脂后的样品除去乙醚备用。
1.3.2 提取条件研究[3] (1)单因素实验:选取浸
提温度、浸提时间、液料比、乙醇浓度等作为影响盐
收稿日期:2010-05-06
基金项目:安徽省教育厅资助项目(KJ2007B291)
作者简介:陈存武(1967-),男,安徽庐江县人,副教授,主要
从事天然产物的开发与研究。
湖南农业科学 2010,(13):119~122 Hunan Agricultural Sciences
DOI:10.16498/j.cnki.hnnykx.2010.13.007
图 1 芦丁标准曲线
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
吸
光
度
(
OD
)
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
浓度(mg/mL)
4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
提
取
率
(
%)
图 2 浸提温度对盐肤木叶片总黄酮提取率的影响
40 50 60 70 80 90
浸提温度(℃)
肤木叶片总黄酮提取率的研究因素。在研究其中的
某个因素时,其他因素均以水平 3作为实验参数。
每个被研究的因素设 6个水平,每个水平做 3个平
行样,计算平均值。每个样浸提 3次,合并浸提液,
以总黄酮的提取率为指标,分别找出各因素的最适
提取条件。实验因素与水平设计见表 1。
(2)正交实验:在单因素实验的基础上,采用四
因素三水平的 L9(34)正交试验,找出最佳提取条件。
1.3.3 黄酮含量测定 [4- 5] 利用黄酮类化合物与铝
盐反应生成的络合物,在 510 nm处有稳定吸收峰
的特性,以芦丁为标准品,采用分光光度法即亚硝
酸钠-硝酸铝比色法测定溶液吸光度,得到其中的
总黄酮含量。
(1)制作标准曲线:精确称取 103℃烘箱中烘至
恒重芦丁标准品 10 mg,用 70%乙醇定容至 100 mL
为 标 准 液 。 再 精 确 吸 取 芦 丁 标 准 液
0.0,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0 mL 分别置于 6 支具塞试
管中,各补水至 5 mL。加 5% NaNO2溶液 0.3 mL,
摇匀后放置 6 min,加 10% Al(NO3)3溶液 0.3 mL,
摇匀后放置 6 min,再加 4% NaOH溶液 4 mL,加水
0.4 mL,摇匀后放置 15 min,在 510 nm处测吸光
度。计算吸光度-浓度曲线及回归方程。
(2)样品中总黄酮含量的测定:分别取各样品
的浸提液,按照标准曲线相同的方法,测定其 510
nm处的吸光度,根据回归方程计算其总黄酮含量。
1.3.4 盐肤木植物各部分的总黄酮提取率测定
分别精确称取 1.0 g除脂后的盐肤木叶片、叶柄、树
皮、果实、果皮、种子等,按照正交实验得到的最佳
提取条件回流浸提 10次,合并浸提液,测定其总黄
酮含量,计算其总黄酮提取率。各做 3个平行样,计
算其平均值。
盐肤木总黄酮提取率(%)= 提取液所含黄酮
质量(g)/盐肤木原料质量(g)×100
2 结果与分析
2.1 标准曲线的制作
按照 1.3.3的方法制作的黄酮测定标准曲线如
图 1,其回归方程 y=1.256 6 x-0.004 1,相关系数 R2
= 0.999 6,可以用作黄酮含量测定使用。
2.2 单因素实验结果
2.2.1 浸提温度对盐肤木叶片总黄酮提取率的影
响 按照表 1中设定的浸提温度,其他因素均以水
平 3作为实验参数,对盐肤木叶片总黄酮的提取率
进行实验研究,其结果见图 2。
由图 2可以看出,随着温度升高,叶片总黄酮
的提取率由 40℃时的 1.8%升高到 70℃时的
4.04%,但当温度超过 70℃时提取率有所下降。考
虑到温度对黄酮成分稳定性的影响,浸提温度以
70℃比较合适。
2.2.2 提取时间对盐肤木叶片总黄酮提取率的影
响 按照表 1中设定的提取时间,其他因素均以水
平 3作为实验参数,对盐肤木叶片总黄酮的提取率
进行实验研究,其结果见图 3。
表 1 实验因素与水平
1
2
3
4
5
6
A浸提温度
(℃)
40
50
60
70
80
90
B提取时间
(min)
60
90
120
150
180
210
20∶1
40∶1
60∶1
80∶1
100∶1
120∶1
D乙醇浓度
(%)
50
60
70
80
90
100
处理 C液料比
5.0
4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
提
取
率
(
%)
60 90 120 150 180 210
浸提时间(min)
图 3 提取时间对盐肤木叶片总黄酮提取率的影响
第 13期湖南农业科学120
表 3 盐肤木植株各部分的总黄酮提取率 (%)
处理
1
2
3
平均值
叶片
5.71
5.92
5.88
5.84
树皮
1.00
1.03
1.03
1.02
果实
2.04
1.97
2.01
2.01
果皮
1.74
1.82
1.85
1.80
种子
0.59
0.48
0.55
0.54
叶柄
2.31
2.33
2.33
2.32
表 2 L9(34)正交实验结果
处理
1
2
3
4
5
6
7
8
9
K1
K2
K3
K1
K2
K3
R
A(℃)
1(60)
1
1
2(70)
2
2
3(80)
3
3
9.99
10.86
13.13
3.33
3.62
4.38
1.046
B(min)
1(120)
2(150)
3(180)
1
2
3
1
2
3
11.04
9.47
13.47
3.68
3.17
4.49
1.333
C
1(60∶1)
2(80∶1)
3(100∶1)
2
3
1
3
1
2
11.02
12.44
10.52
3.67
4.15
3.50
0.640
D(%)
1(70)
2(80)
3(90)
3
1
2
2
3
1
10.60
11.83
11.55
3.53
3.94
3.85
0.410
总黄酮提取率
2.89
3.25
3.85
3.97
2.49
4.40
4.18
3.73
5.22
-
-
-
-
-
-
-
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
提
取
率
(
%)
20 40 60 80 100 120
图 4 液料比对盐肤木叶片总黄酮提取率的影响
液料比
5
4
3
2
1
0
提
取
率
(
%)
50 60 70 80 90 100
图 5 乙醇浓度对盐肤木叶片总黄酮提取率的影响
乙醇浓度(%)
由图 3可知,随着提取时间的延长,黄酮类物
质的提取率也逐渐增大,但在提取时间达到 150
min后,提取率增加的幅度逐渐减小。综合提取效
率等因素,合适的提取时间应选 150 min为宜。
2.2.3 液料比对盐肤木叶片总黄酮提取率的影响
按照表 1中设定的液料比,其他因素均以水平 3作
为实验参数,对盐肤木叶片总黄酮的提取率进行实
验研究,其结果见图 4。由图 4可以看出,提取剂的
液料比为 80∶1时,盐肤木叶片总黄酮的提取率最
高,液料比增大或减小都不利于盐肤木叶片总黄酮
的提取。
2.2.4 乙醇浓度对盐肤木叶片总黄酮提取率的影
响 按照表 1中设定的乙醇浓度,其他因素均以水
平 3作为实验参数,对盐肤木叶片总黄酮的提取率
进行实验研究,其结果见图 5。由图 5可知,随着乙
醇浓度的增高,总黄酮的提取率增大,当乙醇浓度
超过 90%时提取率降低,当乙醇浓度为 95%时,提
取率为 2.92%。可见在乙醇浓度为 90%时提取效果
最佳。
2.3 正交实验结果
在单因素实验的基础上,选取了合适的提取时
间、浸提温度、乙醇浓度、液料比,采用四因素三水
平的 L9(34)正交试验,以总黄酮的提取率为指标,
对盐肤木叶总黄酮提取工艺进行研究,实验结果见
表 2。
从表 2中的极差 R值可以看出,ABCD四因素
对盐肤木叶总黄酮提取率的影响依次是:B>A>C>
D,即提取时间影响最大,其次是浸提温度与料液
比,乙醇浓度影响最小。从正交实验的总黄酮提取率
可以看出,第九组即 A3B3C2D1,为总黄酮的最佳提
取工艺,即在 80℃条件下,用 70%的乙醇为提取剂,
以 80∶1的液料比提取 180 min,其提取率可以达到
5.22%,与单因素实验结果有一定的差异。
2.4 盐肤木植株各部分总黄酮提取率
采用正交实验得到的最佳提取工艺,分别提取
盐肤木叶片、叶柄、树皮、果实、果皮、种子的总黄
酮,共提取 10次,合并浸提液。每个样做三个平行。
按照标准曲线方法测定其总黄酮含量,计算提取
率。结果如表 3所示,盐肤木叶片、叶柄、树皮、果
实、果皮、种子的总黄酮提取率分别为 5.84%、
2.32%、1.02%、2.01%、1.80%和 0.54%。。
3 小 结
植物黄酮类物质的提取方法有超声波法、微波
法等多种[6-7],本文采用乙醇为提取剂的有机溶剂提
取法,具有设备简单、操作方便快捷的特点,也容易
实现产业化。从单因素实验结果看,最适合的浸提
第 13期 陈存武等:盐肤木总黄酮的提取研究 121
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
表 2 微波提取牛蒡多糖的正交实验结果
实验号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
级差 R
微波功率 A
1
1
1
2
2
2
3
3
3
4.3
时间 B
1
2
3
1
2
3
1
2
3
3.5
液固比 C
1
2
3
2
3
1
3
1
2
1.3
多糖提取率(%)
12.0
8.6
6.4
6.0
12.4
4.8
11.6
12.5
11.9
-
表 3 正交试验各因素的方差分析
方差来源
A
B
C
自由度
2
2
2
离均差平方和
0.004 7
0.003 8
0.000 9
均方和
0.002 3
0.001 9
0.000 4
F值
11.4
9.21
2.14
P值
0.000 6
0.001 6
0.145 2
显著性
**
**
-
注:**表示极显著水平(P < 0.01)。
(上接第 118页)
微波提取牛蒡多糖的优化工艺条件为:微波功率
80 W,微波提取时间 2 min,液固比 40∶1。由表 3各
因素的方差分析结果可知,微波功率和微波处理时
间对牛蒡多糖提取率有极显著影响,而液固比没有
显著影响。对正交试验得到的优化工艺进行验证,
得到牛蒡多糖实际提取率为 24.4%。
3 结论与讨论
本研究通过对影响牛蒡中多糖得率的多种因素
进行优选,对于后续大量制备牛蒡粗多糖具有重要
的参考价值。研究表明,微波提取牛蒡中水溶性多糖
的最佳提取工艺条件为:在微波功率 80 W下,40∶1
的液料比浸提 2 min,多糖得率为 24.4%,高于董玉
玮等[4]采用酶法提取牛蒡多糖的得率(12.40%),低于
罗巅辉采用超声法提取牛蒡多糖的得率(59.5 %)。
但牛蒡的品种不同,其多糖的含量也会有差异。以微
波法提取多糖,提取时间明显缩短,生产效率大大提
高,对于牛蒡多糖提取工艺的改进具有重要意义。
参考文献:
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糖的影响[J]. 徐州工程学院学报,2007,22(12):20-23.
(责任编辑:高国赋)
温度是 70℃,浸提时间是 150 min,液料比在 80∶1,
乙醇浓度为 70%,但是正交实验的最佳提取条件是
80℃,80 ∶1 的液料比,70%的乙醇浓度,提取 180
min。两者在浸提温度与浸提时间上虽然有些差异,
但是一次正交实验的总黄酮提取率就达到 5.22%,
达到叶片的总黄酮提取得率 5.84%的 89.4%,这也
反映出正交实验在提取工艺优化过程中的优选性
能。用正交实验优选出的提取工艺提取盐肤木总黄
酮,叶片总黄酮的提取率达到 5.84%,高于银杏叶[11]
总黄酮 2.87%的提取率,果实的总黄酮提取率也达
到 2.01%。这说明该优化工艺合适盐肤木总黄酮的
提取,盐肤木总黄酮含量较高,具有较高的应用价
值,有待于进一步的开发研究。
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(责任编辑:石 君)
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