全 文 :2008年第2期
0 引言
万寿菊,俗称臭芙蓉、金盏花,菊科万寿菊属,
一年生草本植物。万寿菊在夏、秋季开花,花呈黄色
或橙色,易于栽培,原产于墨西哥。由于其花形较
大、绚丽多彩、易于栽培等特点,目前已经在世界各
地广泛引种[1]。
除作为一般观赏花卉外,万寿菊不仅含有丰富的
矿质元素、维生素和多种营养成分,还含有多种生物
活性物质,在许多领域得到充分利用。万寿菊是著名
的光活化杀虫植物,其光敏物主要为 α-三噻吩及
其他衍生物。所说的 α-三连噻吩,即 2,2’∶5’,
2”-三连噻吩 (C12H8S3),为非极性化合物,最初是
从万寿菊中分离出的一种化学成分,它仅存在于万寿
菊的根和花中,含量为 1.0%~2.0%[1]。国外相关的研
究证明,在日光下或在 300~400nm紫外光下,α-
三连噻吩具有显著的光活化杀虫活性[2],对植物病原
菌、植物线虫具有光活化毒杀增效作用[3]。
目前对 α-三连噻吩的研究大多集中在对其光
化学活性的研究,对其提取工艺没有一个确定的研究
方案,并且将气相色谱法直接应用于针对万寿菊中
α-三连噻吩物质含量的测定还很少。
1 实验材料及仪器设备
1.1 实验材料
万寿菊粉碎颗粒,大庆市市售;α-三连噻吩
(标样)、乙酸乙酯 (分析纯)、石油醚 (分析纯)、氯
仿 (分析纯)。
1.2 主要仪器与设备
10uL微量注射器、索氏提取器、电子天平、恒
温水浴箱;GC9900型气相色谱仪,上海科创公司提
供;氢火焰离子检测器 (FPD)、SE—30不锈钢柱。
2 实验方法
2.1 α-三连噻吩提取工艺的研究
2.1.1 α-三连噻吩提取工艺流程
万寿菊→粉碎→研磨→索氏提取→GC检测→产品。
2.1.2 提取溶剂的选择
分别以氯仿、石油醚和乙酸乙酯作为提取溶剂,
在同一提取条件下进行提取,之后用气相色谱法测定
收稿日期:2008-01-08
基金项目:黑龙江八一农垦大学硕士基金项目 (2004)。
作者简介:王宪青 (1977- ),男,山东人,硕士,讲师,研究方向:农产品加工。E-mail:xqwang1977@126.com。
第2期(总第127期) 农产品加工·学刊 No.2
2008年2月 AcademicPeriodicalofFarmProductsProcessing Feb.
文章编号:1671-9646(2008)02-0019-03
万寿菊花中α-三连噻吩的提取研究
王宪青 1,张学玲2,刘妍妍 1,岳茹冰 1
(1.黑龙江八一农垦大学 食品学院,黑龙江 大庆 163319;2.黑龙江北安完达山乳品有限公司,黑龙江 北安 164000)
摘要:以万寿菊花为原料,用氯仿提取其中光活化杀虫物质 α-三连噻吩,并利用气相色谱测定所提取液中 α-三
连噻吩的含量。通过单因素实验和正交实验研究了料液比、提取时间和提取温度等因素对 α-三连噻吩得率的影响。
实验表明,最佳提取工艺参数为:料液比为1∶20,提取时间为5h,提取温度为85℃,提取率达到1.5042%。
关键词:α-三连噻吩;提取;气相色谱
中图分类号:TS207.7;TS207.5 文献标志码:A
StudyonExtractionofα-terthienylfromMarigold
WangXianqing1,ZhangXueling2,LiuYanyan1,YueRubing1
(1.FoodColege,HeilongjiangAugustFirstLandReclamationUniversity,Daqing,Heilongjiang163319,China;
2.BeianWondersunDairyCo.Ltd,Beian,Heilongjiang164000,China)
Abstract:Themarigoldflowerwasusedtoextractphotoactivitypesticideα-terthienylwithchloroform,andtheα-terthienyl
extractedwasmeasuredwithgaschromatography.Throughsinglefactorexperimentsandorthogonalexperimentstheinfluence
ontheyieldofα-terthienylbyfactorssuchastheratioofmaterialtosolvent,extractingtimeandtemperaturewasstudied.
Theexperimentshowedthattheoptimalconditionisthattheratioofmaterialtosolventis1∶20,theextractingtimeis5h
andtheextractingtemperatureis85℃,andtheyieldofα-terthienylreached1.5042%.
Keywords:α-terthienyl;extraction;gaschromatography
农产品加工·学刊 2008年第2期
各提取液中 α-三连噻吩的含量,从而选出最佳提
取溶剂。
2.1.3 氯仿索氏提取单因素实验
(1) 料液比对提取率的影响。在提取时间为
6h,提取温度为80℃和万寿菊花粉末质量为5g的
条件下,分别对料液比为 1∶12,1∶16,1∶20,
1∶24,1∶28的万寿菊溶液进行索氏提取,将提取
液用气相色谱法测定其中的 α-噻吩含量,并计算
其质量分数。
(2)时间对提取率的影响。在料液比为1∶20(5g
万寿菊花粉末与 100mL氯仿溶剂的比),提取温度
为 80℃的条件下,分别在提取时间为4,5,6,
7,8,9h下进行索氏提取,将提取液用气相色谱法
测定其中的α-噻吩含量,并计算其质量分数。
(3) 温度对提取率的影响。在料液比为 1∶20,
提取时间为 6h的条件下,分别在提取温度为60,
70,80,90,100℃下进行索氏提取,将提取液用气
相色谱法测定其中的 α-噻吩含量,并计算其质量
分数。
2.1.4 氯仿索氏提取正交实验
根据单因素实验的结果设计正交实验。
2.2 提取液中α-三连噻吩的气相色谱法测定
载气高纯氮气的流量为 51.0mL/min,氢气流量
为 52mL/min,空气流量为 26mL/min,尾吹气流量
为 0.00mL/min,进样口温度为 180℃;检测器温度
为 200℃;柱温为 90℃,无程序升温,进样量为
0.60uL下,采用归一化法测定α-三连噻吩的含量。
3 结果与分析
3.1 最佳溶剂的确定
石油醚提取液的气相色谱图见图1,乙酸乙脂提
取液的气相色谱图见图2,氯仿提取液的气相色谱图
见图3,纯氯仿的气象色谱图见图4。
由图1~图4可知,应选图 3所对应的溶剂氯仿
作为α-三连噻吩的提取溶剂。
3.2 氯仿索氏提取 α-三连噻吩单因素实验结果与
分析
3.2.1 料液比对提取率的影响
料液比对α-三连噻吩得率的影响见图5。
由图 5可知,当料液比达到 1∶20~1∶24时,
α-三连噻吩的质量分数增长斜律趋于平行,两数值
分别为1.5585和1.5694,相当接近;之后随着液体
的的增加,α-三连噻吩的质量分数明显减少。在实
际生产中,考虑到节约溶剂和能源,以及经济性等多
方面因素,应选择料液比为1∶20的比例进行提取。
3.2.2 时间对提取率的影响
提取时间对α-三连噻吩得率的影响见图6。
由图6可知,应选择最佳提取时间为6h。
3.2.3 温度对提取率的影响
提取温度对α-三连噻吩得率的影响见图7。
由图7可知,应选择80℃为最佳提取温度。
图1 石油醚提取液的气相色谱图
图2 乙酸乙脂提取液的气相色谱图
图3 氯仿提取液的气相色谱图
图4 纯氯仿的气象色谱图
图5 料液比对α-三连噻吩得率的影响
·20·
2008年第2期
3.3 氯仿索氏提取 α-三连噻吩的正交实验结果与
分析
根据单因素实验结果安排正交实验,并对结果进
行分析。
3.3.1 极差分析
正交实验结果见表1,因素与指标关系图见图8。
根据表 1可知,正交实验的最佳因素组合为
A2B2C3,即料液比为1∶20,提取时间为6h,提取温
度为85℃。
然而根据图 8可知,最佳因素组合应为 A2B1C3,
与实验安排的 A2B2C3有些差异。差别在于 B因素的
2个水平上,即 B1(5h) 和 B2(6h),应进行多重
比较选出最佳水平。
3.3.2 方差分析
方差分析表见表2。
从表2极差分析可知,各因素主次顺序依次为:
B>C>A,因素 B差异显著,综合极差分析与方差分
析的分析结果,为了进一步研究 B因素中各水平的
优劣,需对因素B进行多重比较。
3.3.3 多重比较
多重比较SSR值与LSR值见表3,B因素各水平
均值多重比较见表4。
由表 4可知,B1(5h) 为最好,与正交实验测
得的最佳因素组合为 A2B2C3中的 B2(6h) 有所差
异,但 B1(5h) 与 B2(6h) 的处理平均数 k1与 k2
数值很接近,可能是由于正交实验中各因素交互影
响,导致组合中 B因素的最佳水平偏离单因素实验
所确定的最佳水平。在实际生产中,考虑到提高提取
效率等多方面的因素,应选择 B1(5h) 作为提取时
间。综上所述,提取万寿菊中 α-三连噻吩的最佳
参数组合为:料液比为 1∶20,提取时间为 5h,提
取温度为85℃。
表3 多重比较SSR值与LSR值
表4 B因素各水平均值多重比较
秩次距
k
SSR0.05 LSR0.05 SSR0.01 LSR0.01
2
3
6.09
6.09
0.269
0.269
14.0
14.0
0.618
0.618
B B1 B2 B3
ki
显著性5%
显著性1%
1.2100
A
A
1.1813
ab
A
0.8370
b
A
表2 方差分析表
变异来源 A料液比
B提取时
间
C提取温
度
误差 总变异
SS
Df
MS
F
0.0618
2
0.0309
5.2820
0.2585
2
0.12925
22.0940*
0.1817
2
0.09085
15.5299
0.0117
2
0.00585
-
0.513
8
-
-
Fa F0.05(2,2)=19.00
图8 因素与指标关系图
表1 正交实验结果
实验号 A料液比
B提取时间
t/h
C提取温度
θ/℃
D空列
α-三连噻
吩质量分数
/%
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1(1∶18)
1
1
2(1∶20)
2
2
3(1∶22)
3
3
1(5)
2(6)
3(7)
1
2
3
1
2
3
1(75)
2(80)
3(85)
2
3
1
3
1
2
1
2
3
3
1
2
2
3
1
1.1925
0.8750
0.9020
1.1269
1.5042
0.9326
1.3107
1.1646
0.6765
K1
K2
K3
2.9695
3.5637
3.1518
3.6301
3.5438
2.5111
3.2897
2.6784
3.7169
3.3732
3.1183
3.1935
SUM=9.6850
k1
k2
k3
0.9898
1.1879
1.0506
1.2100
1.1813
0.8370
1.0966
0.8928
1.2390
1.1244
1.0394
1.0645
R 0.1981 0.3730 0.3462 0.0850
图6 提取时间对 α-三连噻吩得率的影响
图7 提取温度对 α-三连噻吩得率的影响
(下转第32页)
王宪青,等:万寿菊花中 α-三连噻吩的提取研究 ·21·
农产品加工·学刊 2008年第2期
4 结论
(1) 目前,利用气相色谱定量分析物质含量的技
术已得到广泛应用,但用气相色谱法测定 α-三连
噻吩—氯仿溶液中的 α-三连噻吩物质含量的方法
至今尚属首例,本试验的成功为 α-三连噻吩的检
测提供了参考。
(2) 利用氯仿提取万寿菊中 α-三连噻吩的方
法尚未得到大规模推广及应用,尽管此种方法提取的
α-三连噻吩含量比较高,但由于氯仿是有毒的化学
试剂,故在生产中应综合加以考虑。
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[1]
[2]
[3]
(上接第21页)
方面的研究还有待加强和深入。此外,人们在进行药
理学评价时,大多只针对单一活性成分,而很少考虑
多种成分联合作用时的协同药理学活性。当今功能食
品中起作用的功效成分大多都是经各种活性成分复配
而成,研究多种成分的协同活性及其联合作用机理是
非常必要的,且具有理论意义。因此,研究何首乌多
糖与其他成分的协同活性及其最佳配比,进而开发具
有多种功能活性的保健食品,是今后何首乌多糖研究
的又一重要方向。
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