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小飞蓬多酚提取及其抗氧化性研究



全 文 :0 引言
【研究意义】植物多酚是一类广泛存在于植物体
内的多元酚化合物,具有抗肿瘤、抗病毒、抗衰老、抗
氧化、延缓机体衰老、预防心血管疾病等独特的生物
活性(宋立江,2000;周跃勇,2007)。因此,优化多酚的
提取工艺对临床上进一步开发利用植物多酚具有重
要意义。【前人研究进展】目前,已有大量针对不同植
物多酚提取工艺的研究报道。罗晓明等(2002)利用紫
外分光光度法和高效液相色谱法研究了茶叶中茶多
酚的浸提工艺条件,结果表明,采用40%乙醇在40℃下
浸提3次(10 min/次),茶多酚的浸提率为32.1%。熊何
健等(2004)对葡萄籽中多酚类物质的提取条件进行
收稿日期:2012-07-07
基金项目:泉州市科技支撑计划项目(2007N4)
作者简介:贤景春(1955-),教授,主要从事配位化学研究工作,E-mail:xjc019@yahoo.com.cn
小飞蓬多酚提取及其抗氧化性研究
贤景春1,赖金辉1,刘玉明2
(1泉州师范学院化学与生命科学学院,福建 泉州 362000;2内蒙古民族大学物理与电子信息学院,内蒙古 通辽 028043)
摘要:【目的】确定小飞蓬多酚最佳提取工艺及其对羟基自由基(·OH)的清除效果,为充分开发利用小飞蓬的药
用价值奠定基础。【方法】用乙醇浸提法提取小飞蓬多酚,采用单因素试验与正交试验优化乙醇浓度、浸提温度、浸提
时间、料液比等提取工艺参数,并探讨小飞蓬多酚对·OH的清除作用。【结果】各提取因素对小飞蓬多酚提取效果的影
响顺序为:乙醇浓度>料液比>浸提时间>浸提温度,最佳提取工艺参数为:乙醇浓度50%,浸提温度70℃,浸提时间60
min,料液比1∶20。当小飞蓬多酚浓度为0.3mg/mL时,对·OH的清除率可达35%。【结论】在最佳提取工艺条件下小飞蓬
多酚的提取率可达12.751mg/g,且小飞蓬多酚对·OH的清除效果良好。
关键词:小飞蓬;多酚;提取工艺;羟基自由基;抗氧化性
中图分类号:R284.2 文献标志码:A 文章编号:2095-1191(2012)11-1749-05
DOI:10.3969/j:issn.2095-1191.2012.11.1749
南方农业学报 JOURNAL OF SOUTHERN AGRICULTURE 2012,43(11):1749-1753
ISSN 2095-1191;CODEN NNXAAB http://www.nfnyxb.com
Conyza canadensis L. Cronq. polyphenol extraction and its
antioxidation activities
XIANJing-chun1,LAIJin-hui1,LIUYu-ming2
(1College of Chemistry and Life Science,Quanzhou Normal University,Quanzhou,Fujian 362000,China;2College of
Physics and Electronic Information,Inner Mongolia University for Nationalities,Tongliao,Inner Mongolia 028043,China)
Abstract:【Objective】This research determined the effects of Conyza canadensis polyphenol extraction process on the
scavenging of hydroxyl radical (·OH) in order to improve the development of Conyza canadensis medical resources.
【Method】The Conyza canadensis polyphenol extracted through the ethanol extraction method was tested under the single
factor test and the orthogonal test to optimize the following extraction process parameters: ethanol concentration, extraction
temperature, extraction time duration, and solid-to-solution ratio. These parameters were then analyzed to explore the ef-
fects of Conyza canadensis polyphenol extraction on ·OH removal. 【Result】The effect order of the Conyza canadensis
polyphenol extraction factors were arranged as follows: ethanol concentration>solid-to-solution ratio>extraction time dura-
tion>extraction temperature. The optimum extraction process parameters were 50% ethanol concentration, 70℃ extraction
temperature, 60 min extraction duration, and 1∶20 solid-to-solution ratio. When the Conyza canadensis polyphenol con-
centration reached 0.3 mg/mL, the·OH removal rate could increase up to 35%. 【Conclusion】Under the optimum extract-
ing conditions, the Conyza canadensis polyphenol extraction rate could reach 12.751 mg/g; also, under this extraction
rate, the removal effects of Conyza canadensis polyphenol on·OH was excellent.
Key words: Conyza canadensis L. Cronq.; polyphenol; extraction process; hydroxyl radical (·OH); oxidation re-
sistance
南 方 农 业 学 报
探讨,发现葡萄籽粉碎后,用2.5倍体积的正己烷浸提
两次,粗脂肪浸出率达86.1%;而脱脂葡萄籽多酚的最
佳浸提条件为70%丙酮室温浸提3次(0.5 h/次),其粗
次提取率为13.3%。周跃勇等(2007)研究表明,提取猕
猴桃多酚的最佳工艺条件为:以30%丙酮为溶剂,按1∶
9的料液比在35℃下提取30 min。霍超等(2009)采用L9
(34)正交试验及方差分析对微波法提取朝鲜蓟总多酚
的工艺进行优化,结果显示,影响朝鲜蓟总多酚提取
率的主要因素为液料比,其次是萃取剂浓度,再次是
微波辐射时间和微波功率,其最优提取方案为:辐
射功率600 W、微波辐射2 min、萃取剂浓度70%、液料
比15∶1。李俶等(2011)以菠萝皮渣为原料,采用超声波
辅助法提取多酚类物质,在单因素试验的基础上进行
正交试验优化,得出菠萝多酚的最佳提取工艺条件
为:50%乙醇,料液比1∶40,提取时间20 min,菠萝皮渣
粒度为50目,此条件下多酚提取率为7.98 mg/g。程安
玮等(2011)以蓝莓叶为材料,采用两步萃取法提取可
萃取多酚,采用甲醇—硫酸加热水解法分离不可萃取
多酚,并用Folin-Ciocalteu法测定可萃取多酚和不可萃
取多酚含量,发现萃取溶剂pH值对蓝莓叶中多酚的提
取率具有明显的影响作用。谢阳姣等(2012)探讨了油
茶籽饼多酚丙酮提取工艺,发现采用料液比1∶15、丙酮
浓度60%、提取温度50℃、提取时间0.5 h,可得到最佳
提取效果。【本研究切入点】小飞 蓬[Conyzacanaden-
sis(L.)Cronq.]又名小白酒草、小飞莲,为菊科飞蓬
属越年生或一年生草本植物,原产于北美洲,现已广
泛分布世界各地,在我国东北、西北、华中、华东、台湾
等地均有分布。小飞蓬中含有黄酮、多酚等药用成分,
具有清热利湿、散瘀消肿之功效,可治疗肠炎、痢疾、
传染性肝炎、胆囊炎等(邵帅等,2009),但有关小飞蓬
多酚提取工艺及抗氧化性研究至今未见系统报道。
【拟解决的关键问题】用乙醇浸提法提取小飞蓬多酚,
探讨乙醇浓度、浸提温度、浸提时间、料液比等因素对
提取效果的影响,确定小飞蓬多酚最佳提取工艺及其
对羟基自由基(·OH)的清除作用,为充分开发利用小
飞蓬的药用价值奠定基础。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
小飞蓬采摘于泉州江滨公园,除杂后杀青,65℃
烘干后粉碎过80目筛,干燥保存备用。焦性没食子由
天津市光复精细化工研究所提供,七水硫酸亚铁购自
国药集团化学试剂有限公司,酒石酸铁购自天津基准
化学试剂有限公司,无水乙醇购自上海联试化工试剂
有限公司,其余试剂均为国产分析纯。主要仪器设备
有:电子天平[赛多利斯科学仪器(北京)有限公司]、
可见分光光度计(上海美谱达仪器有限公司)及九阳
粉碎机(九阳电器股份集团有限公司)。
1. 2 总多酚含量的测定
准确称取1.0 g小飞蓬样品,经浸提、抽滤后将滤
液置于50 mL容量瓶中,以乙醇定容。然后吸取1 mL
提取液置于10 mL容量瓶中,加入1 mL酒石酸铁试
剂,用磷酸盐缓冲液(pH 7.5)定容至10 mL,振荡混
匀,静置20 min后在波长540 nm处测其吸光度(A)。以
焦性没食子酸为标准品,使用紫外可见分光光度计测
定其含量(贤景春和傅彩红,2010)。
1. 3 标准曲线的绘制
取焦性没食子酸标准液0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL
(牛春艳和姜晓坤,2011),分别置于25 mL容量瓶中,
加重蒸水5 mL、酒石酸铁试剂5 mL,磷酸盐缓冲液
(pH 7.5)定容至25 mL,混匀,静置10 min,于波长540
nm处测其吸光度(A)。然后以没食子酸浓度(mg/mL)
为横坐标、吸光度(A)为纵坐标绘制标准工作曲线。
1. 4 抗氧化性测定
在25 mL容量瓶中依次加入水杨酸(9.0 mmol/L)、
双氧水(8.8 mmol/L)、硫酸亚铁(9.0 mmol/L)各1 mL
(林丹英等,2007),重蒸水定容至25 mL。在37℃下恒
温20 min后,于波长510 nm处测定其吸光度(A0)。另
取5个25 mL容量瓶,分别加入上述溶液后再依次加入
1、2、3、4和5 mL的提取物,重蒸水定容,同样条件测定
其吸光度(AX),然后计算·OH清除率。清除率(%)=
[(A0-AX)/A0]×100。
2 结果与分析
2. 1 标准曲线
以没食子酸浓度(mg/mL)为横坐标、吸光度(A)
为纵坐标绘制标准工作曲线(图1),其回归方程为:
y=16.91143x-0.00429,R=0.9997。
2. 2 单因素试验结果
2.2.1乙醇浓度 在固定浸提温度60℃、料液比1∶25、
浸提时间120 min的条件下,探讨乙醇浓度(20%、
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贤景春等:小飞蓬多酚提取及其抗氧化性研究
35%、50%、65%和80%)对小飞蓬多酚提取效果的影
响。由图2可知,乙醇浓度为35%时小飞蓬多酚的浸提
效果最佳;乙醇浓度过高,反而会使小飞蓬多酚的提
取率下降,可能是由于其他脂溶性物质溶出增加而影
响了多酚的提取效果。
2. 2. 2浸提时间 在固定浸提温度60℃、乙醇浓度
50%、料液比1∶25的条件下,探讨浸提时间(30、60、90、
120和150 min)对小飞蓬多酚提取效果的影响。由图3
可知,浸提时间为90 min时的提取率最高,浸提时间
超过90 min后小飞蓬多酚含量迅速降低。可能是因为
浸提时间较短,多酚类物质还未充分溶出;而浸提时
间太长,提取液的有效成分已达平衡,其他杂质也会
溶出,造成提取率下降。
2. 2. 3浸提温度 在固定乙醇浓度50%、料液比
1∶25、浸提时间120 min的条件下,探讨浸提温度(30、
45、60、75和85℃)对小飞蓬多酚提取效果的影响。由
图4可知,浸提温度较低时,随着温度升高小飞蓬多酚
提取率逐渐增高,在70℃时达到最高值;但浸提温度
超过70℃后,小飞蓬多酚提取率反而迅速下降。因为
浸提温度较低时多酚溶解还未饱和,此时溶解速率会
随温度的升高而明显增加;但温度超过70℃后,多酚
溶解已达饱和,再升高温度会影响平衡,造成提取率
下降。
2. 2. 4料液比 在固定浸提温度60℃、乙醇浓度
50%、浸提时间120 min的条件下,探讨料液比(1∶10、
1∶15、1∶20、1∶25和1∶30)对小飞蓬多酚提取效果的影
响。由图5可知,随着料液比的加大,小飞蓬多酚提取
率不断增加,当料液比为1∶25时,浸提效果最佳;但料
液比继续增大,浸提效果反而下降,可能是溶剂量过
多而造成其他杂质溶出所致。
2. 3 正交试验结果
在单因素试验的基础上采用正交试验设计L9(34)
进行优化,以确定各提取因素的最佳组合,正交试验
因素水平见表1。
表 1 正交试验因素水平
Tab.1 Factorsandlevelsofexperiment
水平 因素Factor
Level A:乙醇 B:浸提 C:浸提 D:料液比
浓度(%) 温度(℃) 时间(min)
1 30 60 60 1∶20
2 40 70 90 1∶25
3 50 80 120 1∶30
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南 方 农 业 学 报
表 2 正交试验结果
Tab.2 Theresultsoftheorthogonalextractiontest
序号 因素Factor 多酚含量(mg/g)
Serialnumber A B C D Polyphenolcontent
1 1 1 1 1 8.405
2 1 2 2 2 7.016
3 1 3 3 3 6.543
4 2 1 2 3 7.577
5 2 2 3 1 8.169
6 2 3 1 2 7.252
7 3 1 3 2 9.884
8 3 2 1 3 11.362
9 3 3 2 1 12.042
K1 21.964 25.866 27.019 28.616
K2 22.998 26.547 26.635 24.152
K3 33.288 25.837 24.596 25.482
k1 7.321 8.622 9.006 9.539
k2 7.666 8.849 8.878 8.051
k3 11.096 8.612 8.199 8.494
R 3.775 0.237 0.807 1.488
从表2中的极差值(R)可以看出,各提取因素对小
飞蓬多酚提取效果的影响顺序为:乙醇浓度>料液比>
浸提时间>浸提温度。最佳工艺条件组合是A3B2C1D1,
即乙醇浓度50%,浸提温度70℃,浸提时间60 min,料
液比1∶20。但由于最佳组合A3B2C1D1未出现在正交设
计的9个组合中,因此需对其进行验证。经验证,发现
最佳提取工艺条件下小飞蓬多酚的提取率可达12.751
mg/g,高于正交试验中任一设计组合的提取率,说明
正交试验结果是可靠的。
2. 4 对羟基自由基(·OH)的清除作用
由图6可知,小飞蓬多酚对·OH具有一定的清除
作用,且清除效果随小飞蓬多酚浓度的升高呈直线上
升趋势。当小飞蓬多酚浓度为0.3 mg/mL时,其清除率
可达35%。
3 讨论
小飞蓬在闽南地区较多,河滩、渠旁、路边、农田、
山野等地均可见,通常作为杂草被处理掉。已有研究
表明,小飞蓬富含黄酮、多酚等药用成分,具有清热利
湿、散瘀消肿之功效,可治疗肠炎、痢疾、传染性肝炎、
胆囊炎等(邵帅等,2009);还具有较强的抗氧化活性,
在抗老化、抗突变、调血脂等方面具有一定的临床应
用价值。因此,今后小飞蓬研究的重点是加强对其活
性成分(多糖、黄酮、生物碱等)的分离提纯及各单体
的药理作用进行深入研究,为开发利用小飞蓬的药用
资源奠定基础。
植物多酚对自由基的清除能力较维生素E强,且
对被损伤的生物大分子有良好的保护作用(林樱姬
等,2009),但植物多酚含量较低,如大麦和大麦芽的
多酚含量为0.98~1.87 mg/mL,金银花的总多酚含量为
0.0858 mg/mL,连翘的总多酚含量为0.0794 mg/mL、
苹果的多酚含量为0.698 mg/g(杨春等,2006)。本研究
采用乙醇浸提法提取小飞蓬多酚,在最佳工艺条件
(乙醇浓度50%,浸提温度70℃,浸提时间60 min,料液
比1∶20)下,其提取率可达12.751 mg/g,说明优化后的
乙醇浸提法能有效提取小飞蓬多酚,且提取物对·
OH的清除效果良好。
4 结论
本研究结果表明,各提取因素对小飞蓬多酚提取
效果的影响顺序为:乙醇浓度>料液比>浸提时间>浸
提温度,最佳提取工艺参数为:乙醇浓度50%,浸提温
度70℃,浸提时间60 min,料液比1∶20,在此提取工艺
条件下小飞蓬多酚的提取率可达12.751 mg/g。小飞蓬
多酚对·OH的清除效果良好,当其浓度为0.3 mg/mL
时,对·OH的清除率可达35%。
参考文献:
程安玮,杜方岭,王文亮,陶海腾,刘丽娜,徐同成. 2011. 蓝莓
叶中可萃取多酚和不可萃取多酚提取的研究[J]. 南方农
业学报,42(11):1395-1398.
Cheng A W,Du F L,Wang W L,Tao H T,Liu L N,Xu T C.
2011. Analysis on extractable and non-extractable polyphe-
nols in blueberry leaves[J]. Journal of Southern Agricul-
ture,42(11):1395-1398.
霍超,宋曙辉,徐桂花. 2009. 正交法微波提取朝鲜蓟总多酚
的工艺优化[J]. 江西农业学报,21(2):86-88.
Huo C,Song S H,Xu G H. 2009. Optimization of extraction pro-
cess of total polyphenol from Artichoke by microwave
method[J]. Acta Agriculturae Jiangxi,21(2):86-88.
李俶,沈佩仪,吴华星,刘成梅,李积华. 2011. 超声波提取菠
萝皮渣中多酚类物质的研究[J]. 食品与机械,27(2):55-
59.
Li T,Shen P Y,Wu H X,Liu C M,Li J H. 2011. Study on tech-
nology of extracting polyphenols from pineapple peel
residue by ultrasonic wave[J]. Food & Machinery,27(2):
55-59.
林丹英,尤婷婷,黄锁义. 2007. 茼蒿总黄酮提取及对羟自由
基清除作用[J]. 中国野生植物资源,26(5):57-59.
1752· ·
Lin D Y,You T T,Huang S Y. 2007. Extracting of total fla-
vanone from Chrysanthemi coronarii Herba and its effects
on scavenging of hydroxyl radicals[J]. Chinese Wild Plant
Resources,26(5):57-59.
林樱姬,赵萍,王雅. 2009. 植物多酚的提取方法和生物活性
研究进展[J]. 陕西农业科学,(6):105-107.
Lin Y J,Zhao P,Wang Y. 2009. Plant polyphenol extraction
method and its research progress on relevant biological ac-
tivities[J]. Shaanxi Journal of Agricultural Sciences,(6):
105-107.
罗晓明,周春山,钟世安,唐课文. 2002. 茶多酚浸提工艺研究
[J]. 食品工业科技,23(3):41-44.
Luo X M,Zhou C S,Zhong S A,Tang K W. 2002. Extraction
technology study on tea polyphenols[J]. Science Technolo-
gy of Food Industry,23(3):41-44.
牛春艳,姜晓坤. 2011. 葡萄皮渣中多酚物质提取工艺的研究
[J]. 辽宁化工,40(9):917-919.
Niu C Y,Jiang X K. 2011. Extraction techniques of polyphenol
substances from grape residue[J]. Liaoning Chemical In-
dustry,40(9):917-919.
邵帅,严铭铭,毕胜男,黄耀玲,付影超,徐洋. 2009. 小飞蓬化
学成分的研究[J]. 中国药学杂志,44(14):1053-1055.
Shao S,Yan M M,Bi S N,Huang R L,Fu Y C,Xu Y. 2009.
Chemical constituents of Erigeron canadensis[J]. Chinese
Pharmaceutical Journal,44(14):1053-1055.
宋立江,狄莹,石碧. 2000. 植物多酚研究与利用的意义及发
展趋势[J]. 化学进展,12(2):161-170.
Song L J,Di Y,Shi B. 2000. The significance and development
trend in research of plant polyphenols[J]. Progress in
Chemistry,12(2):161-170.
贤景春,傅彩红. 2010. 水蜈蚣总多酚提取工艺及其提取物的
抗氧化性研究[J]. 安徽农业科学,38(33):18763-18764.
Xian J C,Fu C H. 2010. Study on the extraction technology of
total polyphenol in Kyllinga brevifolia and antioxidation of
extract[J]. Journal of Anhui Agricultural Sciences,38(33):
18763-18764.
谢阳姣,谢冬养,何志鹏,应启实,周晓青,钟德品. 2012. 油茶
籽饼多酚丙酮提取工艺研究[J]. 南方农业学报,43(3):
376-379.
Xie Y J,Xie D Y,He Z P,Ying Q S,Zhou X Q,Zhong D P.
2012. Extraction of polyphenols from oil -tea(Camellia
oleifera L.)seed cake using acetone solvent[J]. Journal of
Southern Agriculture,43(3):376-379.
熊何健,陈益梅,吴国宏,吕禹泽. 2004. 葡萄籽多酚提取条件
的优化[J]. 食品工业科技,25(4):115-116.
Xiong H J,Chen Y M,Wu G H,Lü Y Z. 2004. Optimization of
the extraction technology of grape seed -polyphenols[J].
Science and Technology of Food Industry,25(4):115-116.
杨春,王贤萍,段泽敏,孟晶岩,曹选,丁卫英. 2006. 苹果多酚
优化提取条件的研究[J]. 农产品加工·学刊,(12):13-
16.
Yang C,Wang X P,Duan Z M,Meng J Y,Chao X,Ding W Y.
2006. Study on optimum extraction of apple polyphenol[J].
Academic Periodical of Farm Products Processing,(12):
13-16.
周跃勇,王岸娜,吴立根. 2007. 从猕猴桃中提取多酚的研究
[J]. 食品研究与开发,28(3):56-60.
Zhou Y Y,Wang A N,Wu L G. 2007. Study on the extraction of
polyphenols from Kiwifruit[J]. Food Research and Devel-
opment,28(3):56-60.
(责任编辑 兰宗宝)
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