全 文 :食 品 科 技
FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY 2011年 第36卷 第6期提取物与应用
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藤 茶 属 葡 萄 科 , 学 名 为 显 齿 蛇 葡 萄
(Ampelopsis grossedentata),又名甘露茶、白茶
等。主要分布于广东、云南、贵州、湖南、湖
北、江西、福建等省区[ 1 ]。其味甘,性凉,具有
清热解毒、祛风湿、强筋骨、消炎、镇痛等功
效。民间将其幼嫩茎叶制成保健茶,用于治疗
感冒发热、咽喉肿痛、黄疸型肝炎、疱疖等症
已有数百年的历史[2],是一种典型的药食两用植
物。藤茶主要有效成分为黄酮类化合物,并以二
氢杨梅素(3,5,7,3,4,5 六羟基-2,3-双氢黄酮醇,
dihydromyricetin,DMY)含量最高。在干燥显齿蛇
葡萄茎叶中的质量分数可达30%以上[3]。
曹敏惠1,2,谢一萍1,倪德江1
(1.华中农业大学园艺林学学院,农业部亚热带农业资源与环境重点实验室,武汉
430070;2.华中农业大学理学院,武汉 430070)
摘要:主要研究了二氢杨梅素的新型绿色提取纯化方法。结果表明:采用热水提取法,通过单
因素分析和正交实验对提取工艺条件进行了优化。采用活性炭脱色、多次重结晶的纯化方法获
得了纯度在98%以上的二氢杨梅素。
关键词:藤茶;二氢杨梅素;绿色提取
中图分类号:R 284.2 文献标志码:A 文章编号:1005-9989(2011)06-0230-04
The new methods for green extraction and purifi cation of
dihydromyricetin from ampelopsis
CAO Min-hui1,2, XIE Yi-ping1, NI De-jiang1
(1.College of Horticulture and Forestry Science, Huazhong Agricultural University, Key Lab
of Subtropical Agriculture Resource and Environment, Wuhan 430070; 2.College of Sciences,
Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070)
Abstract: The new methods for green extraction and purifi cation of Dihydromyricetin from Ampelopsis were
studied. The results showed that Dihydromyricetin was extracted from ampelopsis by hot-water extraction
method. The new extraction method was optimized by orthogonal test. We get pure Dihydromyricetin (>98%)
by decolorization of activated carbon absorption and recrystallization.
Key words: ampelopsis grossedentata; dihydromyricetin; green extraction
藤茶中二氢杨梅素的绿色提取纯化
方法研究
收稿日期:2010-11-04
基金项目:农业部重大技术研究专项项目(06208202B)。
作者简介:曹敏惠(1977—),女,湖北黄石人,博士,主要从事茶叶功能化学研究工作。
DOI:10.13684/j.cnki.spkj.2011.06.026
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目前,国内外已有部分学者开展了从藤茶中
提取二氢杨梅素的研究[4],通常是以有机溶剂为提
取剂,如乙酸乙酯、正丁醇、乙醇等。这种方法
提取成本高,回收溶剂的能耗高,还存在费时、
提取率低、重现性差等不足之处。而且所用溶剂
通常有毒,不安全,易对环境和操作人员造成危
害。超临界萃取二氢杨梅素虽具有节省试剂,无
污染等优点,但回收率较差,为了获得超临界
条件,设备一次性投资较大,运行成本高[5-7]。
此外,还有大孔树脂吸附法、微波萃取法、逆流
法、乙醇辅助法[8]及超声波辅助溶剂提取法[9]等,
也存在费时、能耗大、过程复杂等缺点。我们通
过对二氢杨梅素理化性质研究发现,二氢杨梅素
是极性化合物,在热水和冷水中的溶解度差别很
大,因此可用热水作为提取剂提取;采用热水重
结晶的方法纯化,整个过程中没有用到任何有机
溶剂,而且溶剂水价格低、无毒,生产不造成环
境污染,工艺简单、萃取时间短。本研究以藤茶
为原料,热水为提取剂,采用多次重结晶的方法
纯化,实现了二氢杨梅素的绿色提取,探索出一
条适宜于中小型企业生产二氢杨梅素的工艺,为
二氢杨梅素的进一步利用提供基础。
1 实验部分
1.1 材料与主要仪器
藤茶: 湖南张家界茅岩莓品种;DMY标准
品:实验室制备,经色谱分析纯度达99%;磷
酸:分析纯,中国医药(集团)上海化学试剂公司;
甲醇:HPLC Grade 美国Fisher公司;蒸馏水;高
效液相色谱仪:美国VARIAN公司;紫外分光光度
计:日本岛津UV-2450;红外色谱仪:60SXB型
美国Nicolet;电热恒温干燥箱:SKFG-01型,黄
石医疗设备厂;电子分析天平:AW220,日本岛
津;数显恒温水浴锅:HH-6系列,常州国华电器
有限公司;循环水式真空泵:SHZ-D(Ⅲ)型,河南
巩义市英峪予华仪器厂;冰箱:BCD195KANDZ,
青岛海尔股份有限公司。
1.2 实验方法
1.2.1 提取方法 称取一定量粉碎后并过40目筛的
藤茶粉末于圆底烧瓶中,加入一定量的热水,在
恒温水浴锅中回流浸提后,趁热用100目的双层滤
布过滤,收集滤液;滤渣加等量的热水,在相同
条件下浸提一段时间,趁热趁热用100目的双层滤
布过滤;合并滤液,可得到浸提液。冷却静置后
结晶,过滤,真空干燥至恒重,得二氢杨梅素粗
提取物。
1.2.2 纯化方法
1.2.2.1 活性炭脱色 在加热条件下,热水溶解
二氢杨梅素粗样品,在溶解过程中同时加入活性
炭,趁热过滤,将滤液放入0~4 ℃的冰箱中静置
24 h 结晶。过滤,干燥得二氢杨梅素粗品。
1.2.2.2 重结晶纯化 取由以上方法制备的二氢杨
梅素干燥粗提取物按1:20的比例添加蒸馏水,加
热使粗提取物充分溶解,趁热抽滤,滤液置于4
℃冰箱中静置24 h,有大量灰白色晶体析出,过
滤,干燥。以一次结晶得到的产品为原料,同上
操作,如此反复重结晶,并分别计算每次结晶产
率和纯度,反复操作6次重结晶操作,最后得到纯
化的二氢杨梅素。
结晶产率以活性炭脱色后的二氢杨梅素的粗
产品为准进行计算,即每次结晶产品质量与二氢
杨梅素的粗产品质量的百分比。
1.2.3 分析方法
1.2.3.1 色谱条件 DMY含量测定:HPLC法。
色谱柱:Agilent TC-C18柱(150 mm×4.6 mm,
5-Micron),流动相:甲醇-0.1%磷酸水(25:75),
流速:1.0 mL/min,进样量:30 μL,柱温:30
℃,检测波长:294 nm[10-11]。
1.2.3.2 标准溶液及样品溶液的配制及测定 精密
称取已知含量的二氢杨梅素对照品10 mg(准确至
0.01 mg)于50 mL烧杯中,搅拌溶解,用无水甲醇
定容至100 mL容量瓶中,充分摇匀,用0.45 μm
滤膜过滤备用。按照上述色谱条件,对标准品溶
液进行测定。二氢杨梅素标准品的HPLC色谱见
图1,该条件下,二氢杨梅素的保留时间为4.053
min。然后用同样的方法对样品进行测定。
图1 二氢杨梅素标准品的HPLC色谱
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2 结果与讨论
2.1 影响二氢杨梅素提取率的单因素实验
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2.1.1 提取温度对二氢杨梅素提取率的影响 称取
5份50 g粉碎并过40目筛的藤茶粉末于5个相同圆底
烧瓶中,在料液比为1:15,提取时间为90 min,提
取温度分别为60、70、80、90、100 ℃,实验结果
见图2。
5份50 g粉碎并过40目筛的藤茶粉末于5个相同圆
底烧瓶中,在提取温度为100 ℃,提取时间为60
min,料液比分别为1:5、1:10、1:15、1:20、1:25,
实验结果见图4。
图2 温度对二氢杨梅素提取率的影响
图3 提取时间对二氢杨梅素提取率的影响
图4 料液比对二氢杨梅素提取率的影响
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由图2可知,二氢杨梅素的提取率随着温度的
提高而增大。当温度低于80 ℃时,提取率较低。
在提取温度为90 ℃以上时,提取率较高。二氢杨
梅素在热水中的溶解度较高,但提取温度不能超
过100 ℃,一方面受实验条件限制,另一方面在
100 ℃以上提取时,其他黄酮类会被提取出来,
影响测定结果[12]。考虑到工厂生产成本,选取
80~100 ℃之间为正交实验的水平范围。
2.1.2 提取时间对二氢杨梅素提取率的影响 称取
5份50 g粉碎并过40目筛的藤茶粉末于5个相同圆底
烧瓶中,在提取温度为100 ℃,料水比为1:20,提
取时间分别为30、60、90、120、150 min,实验结
果见图3。
由图3知,提取时间少于60 min时随着提取时
间的延长,原料中二氢杨梅素的提取率会增大,
当时间达到60 min以后,提取率增加不明显。可
以推断,当提取时间达到60 min时,溶液体系中
原料细胞内外二氢杨梅素的浓度将达到平衡。提
取时间过长,会造成成本增加和对活性物质稳定
性的破坏。因此,不必无限制地延长提取时间,
故选取30~90 min为正交实验水平范围。
2.1.3 料液比对二氢杨梅素提取率的影响 称取
由图4可知,随着料液比的提高,藤茶中二
氢杨梅素的提取率不断增加,当料液比达到1:20
时,提取率增加不明显。可见,在此条件下,原
料中的二氢杨梅素溶出比较完全,没有必要继续
增大料液比。二氢杨梅素在藤茶中的含量随原料
来源、品质和储存时间的不同而有很大差异。选
取1:15~1:25为正交实验的水平范围。
2.3 二氢杨梅素提取的正交实验
根据单因素实验结果,选择提取温度、提取
时间、料液比作为实验因素进行考察,各取3个水
平,进行正交实验。正交实验因素水平表及实验
表1 正交实验因素水平表
因素
提取温度/℃ A 提取时间/min B 料液比 C
1 80 30 1:15
2 90 60 1:20
3 100 90 1:25
表2 正交实验结果
因素
A B C
1 1 1 1 15.67
2 1 2 2 17.89
3 1 3 3 20.13
4 2 1 3 28.76
5 2 2 1 26.53
6 2 3 2 27.89
7 3 1 2 28.06
8 3 2 1 31.03
9 3 3 3 26.77
k1 17.9 24.16 24.86
k2 27.73 25.15 24.47
k3 28.62 24.93 24.91
R 10.723 0.987 0.434
水平
实验号 提取率/%
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结果分别见表1、表2。
正交实验结果表明,各因素对原料中二氢
杨梅素提取效果的影响大小顺序为A>B>C,即提
取温度对二氢杨梅素的提取率影响最大,提取时
间影响次之,料液比影响较小。综合实验结果得
出二氢杨梅素的最佳提取条件为:A3B2C3,即提
取温度为100 ℃,提取时间为60 min,料液比为
1:25。在此最佳参数组合条件下,二氢杨梅素提
取率最高。
2.4 重结晶纯化实验结果
根据二氢杨梅素在不同温度的水中的溶解
度的差别,可用热水溶解、冷水结晶,使之不断
提高纯度。该法工艺相对简单,操作比较方便,
适应于中小企业应用该技术。在利用重结晶纯化
二氢杨梅素时,加入一定量活性炭可提高纯化速
度。具体实验结果见表3。
表3 水重结晶次数对DMY纯度和结晶产率影响
重结晶次数 产率/% 纯度/%
1 58.67 78.23
2 45.03 85.62
3 36.67 90.52
4 32.42 93.68
5 30.02 96.07
6 29.03 98.10
从表3看出,重结晶5次,纯度就已经在95%
以上,产品品质好。
3 结论
提取纯化某一天然产物并非只有一种固定的
办法,不同方法各有其优缺点。就本实验而言,
在提取纯化过程中,用水做溶剂,价格低、无
毒、不燃、生产不造成环境污染,工艺简单、
提取时间短、产品品质较好,是一种绿色提取纯
化技术。添加活性炭的方法,工艺相对简单,操
作比较方便,适应于中小企业应用该技术。用
水加热重结晶提纯法具有操作简便、安全、廉
价的优点。
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