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青果多酚超声波醇提工艺条件的研究



全 文 :青果多酚超声波醇提工艺条件的研究
向 丽1,周铁军2,叶迎春1,王光西1
(1.泸州医学院病原生物学教研室,四川泸州 646000;2.泸州医学院病理学教研室,四川泸州 646000)
摘要 [目的]研究超声波醇提青果多酚的工艺条件。[方法]采用超声波醇提青果多酚,通过单因素试验和正交试验优化最佳超声波
提取条件。[结果]影响提取率的因素顺序为乙醇浓度 >料液比 >超声波功率 >提取时间;超声波最佳提取条件为乙醇浓度 40%、超声
功率 40 W、料液比 1∶ 20 (g /ml)、提取时间 45 min,在此条件下,青果多酚的得率为 3. 422%。[结论]该研究优选出了超声提取青果多酚
的最佳工艺条件,为青果药用价值的开发奠定了基础。
关键词 青果(FRUCTUS CANARII );多酚;超声波
中图分类号 S667. 5 文献标识码 A 文章编号 0517 -6611(2012)02 -00772 -03
Ultrasonic Ethanol Extraction Technology of Polyphenol from FRUCTUS CANARII
XIANG Li et al (1. Department of Pathogen Biology Luzhou Medical College,Luzhou,Sichuan 646000)
Abstract [Objective]To study on the extraction technology of polyphenol from FRUCTUS CANARII by ultrasonic ethanol method.[Methods]
Polyphenol from FRUCTUS CANARII was extracted by ultrasonic ethanol method,the ultrasonic ethanol extraction conditions were optimized by
single factor test and orthogonal test.[Results]Factors which affected the extraction of polyphenol from FRUCTUS CANARII were in order of eth-
anol concentration > solid-liquid ratio > ultrasonic power > extraction time. The optimal ultrasonic ethanol extraction conditions were as follow-
ing:40%(V/V)ethanol,ultrasonic power of 40 W ,solid-liquid ratio of 1∶ 20 and extraction time of 45 min.[Conclusion]This research provided
scientific basis for the further exploitation of medicinal value of FRUCTUS CANARII.
Key words FRUCTUS CANARII;Polyphenol;Ultrasonic wave
基金项目 泸州市科技计划项目( [2010]128 号)。
作者简介 向丽(1977 - ) ,女,四川德阳人,讲师,硕士,从事细菌的耐
药机制研究,E-mail:xiangli006@ sina. com。
收稿日期 2011-10-08
青果(FRUCTUS CANARII)别名橄榄,是我国常用中药
材,为橄榄科(Burevaceae)植物橄榄的(Canarzum album Rae-
usch.)的干燥成熟果实,具有清热、利咽、祛痰、生津、健脾、
解毒等功能。研究显示,青果还具有抗菌、抗病毒、抗肿瘤和
抗氧化等药理作用[1 -4],具有较高的药用价值。多酚类化合
物是青果最重要的功效成分,与青果的药理作用密切相关。
试验以乙醇为溶剂,采用超声波辅助提取青果多酚,通过 Fo-
lin - Ciocalteu法进行定量分析,以期为进一步筛选、提取青
果活性成分及综合开发青果药用价值提供研究基础。
1 材料与方法
1. 1 材料
1. 1. 1 研究对象。青果(CANARII FRUCTUS) ,购自泸州宝
光医药有限公司,经鉴定为橄榄科(Burevaceae)植物橄榄的
(Canarzum album Raeusch.)的干燥成熟果实。
1. 1. 2 主要仪器。JY96-Ⅱ超声粉碎仪,购自宁波新芝生物科
技股份有限公司;SP-752 型紫外可见分光光度计,购自上海
光谱仪器有限公司;AL104 /00 电子天平,购自梅特勒 -托利
多仪器有限公司;DK-98-1恒温水浴锅,购自天津泰斯特仪器
有限公司。
1. 1. 3 主要试剂。没食子酸标准品,购自中国食品药品检
定所,批号 MUST-10080401,纯度≥98%;乙醇,碳酸钠,酚试
剂,购自上海源聚生物科技有限公司。
1. 2 方法
1. 2. 1 供试品溶液的制备(图 1)。
1. 2. 2 对照溶液的制备。精密称取 20. 0 mg没食子酸标准
品溶解于 20 ml蒸馏水中,配制成 1 mg /ml的标准溶液,取 1
ml标准溶液定容到 100 ml,制得浓度为 10 μg /ml 的对照品
溶液。
图 1 供试品溶液的提取流程
1. 2. 3 线性关系的考察。取 5只 10 ml具塞试管,分别加入
0. 0、0. 5、1. 0、1. 5、2. 0 和 2. 5 ml 浓度为 10 μg /ml 的对照品
溶液,然后向各个试管中加入 1. 5 ml Folin-ciocalteu试剂,摇
匀,再加入 6 ml 浓度 10% Na2CO3 溶液,摇匀,最后用蒸馏水
定容至 10 ml,水浴(30 ℃)反应 1 h。在 765 nm波长处测定
标准溶液的吸光度,以标准溶液的浓度为横坐标(x) ,以吸光
度为纵坐标(y) ,绘制标准曲线。
1. 2. 4 超声波醇提青果多酚的单因素试验[5 -7]。
1. 2. 4. 1 超声功率对青果多酚提取率的影响。称取 5. 000
g青果果实干燥粉末,按料液比 1∶ 20(g /ml)加入 100 ml 浓度
60%乙醇,分别在 40、80、120、160 和 200 W条件下超声波处
理 25 min,然后将上清液抽滤,滤液采用 Folin-ciocalteu法分
析测定多酚的提取率,考察超声功率对青果多酚提取率的
影响。
1. 2. 4. 2 超声时间对青果多酚提取率的影响。称取 5. 000 g
青果果实干燥粉末,按料液比为 1∶ 20(g /ml)加入 100 ml 浓
度 60%乙醇,在 80 W条件下分别超声处理 15、25、35、45 和
55 min,然后将上清液抽滤,滤液采用 Folin-ciocalteu 法分析
测定多酚的提取率,考察超声时间对青果多酚提取率的
影响。
责任编辑 石金友 责任校对 卢瑶安徽农业科学,Journal of Anhui Agri. Sci. 2012,40(2):772 - 774
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2012.02.213
1. 2. 4. 3 乙醇浓度对青果多酚提取率的影响。称取 5. 000 g
青果果实干燥粉末,按料液比为 1∶ 20(g /ml)分别加入 100 ml
浓度 20%、40%、60%、80%和 100%的乙醇,在 80 W条件下
超声波处理 25 min,然后将上清液抽滤,滤液采用 Folin-cio-
calteu法分析测定多酚的提取率,考察乙醇浓度对青果多酚
提取率的影响。
1. 2. 4. 4 料液比对青果多酚提取率的影响。称取青果果实
干燥粉末 5. 000 g,按料液比 1∶ 5、1∶ 10、1∶ 15、1∶ 20 和 1∶ 25
(g /ml)分别加入浓度 60%的乙醇,在 80 W条件下超声波处
理 25 min,然后将上清液抽滤,滤液采用 Folin-ciocalteu法分
析测定多酚的提取率,考察料液比对青果多酚提取率的影
响。
1. 2. 5 正交试验优化青果多酚超声波醇提工艺[8 -9]。在单
因素试验的基础上,选择乙醇作为提取溶剂,以超声波功率、
提取时间、乙醇浓度和料液比为考察因素,采用 L9(3
4)进行
4因素 3水平的正交试验(表 1)。
表 1 正交试验因素与水平设计
水平
因素
超声波功
率(A)∥W
提取时
间(B)∥min
乙醇浓度
(C)∥%
料液比(D)
g /ml
1 40 25 20 1∶ 15
2 120 45 40 1∶ 20
3 160 55 60 1∶ 25
1. 2. 6 青果多酚的含量测定。在单因素试验和正交试验的
基础上,优选出超声提取青果多酚的最佳工艺条件。按最佳
条件进行提取,并用 Folin-ciocalteu 法分析测定多酚的提
取率。
2 结果与分析
2. 1 线性关系的考察 计算得线性回归方程为 y = 0. 121 2
x +0. 004,r2 = 0. 998 6,表明在 0 ~2. 5 μg /ml浓度范围内,吸
光度呈良好的线性关系。
2. 2 单因素试验
2. 2. 1 超声波功率对提取率的影响。由图 2 可知,在 40 W
时,提取率最高,功率升高到 160 W 时,提取率变化较为平
缓,但功率升高到 200 W时,提取率明显下降,这可能是由于
功率加大,升温加快,导致了多酚类化合物的损失而造成的,
故选择 40 W进行青果多酚的提取。
2. 2. 2 提取时间对提取率的影响。由图 3 可知,提取时间
为 45 min时提取率最高,但在 15 ~ 55 min 的提取时间变化
过程中,多酚的提取率总体变化不明显。因此在提高效率的
基础上可以缩短提取时间。
2. 2. 3 乙醇浓度对提取率影响。由图 4 可知,乙醇浓度为
60%时提取率最高,但随乙醇浓度的升高,提取率明显下降,
可能是因为高浓度乙醇导致蛋白质变性,使药物颗粒渗透性
降低,从而影响多酚的提取。所以,从节约成本的角度考虑,
选择浓度 60%的乙醇作为提取溶剂。
2. 2. 4 料液比对提取率的影响。由图 5 可知,在一定范围
为,提取率随料液比增大而上升,当料液比超过 1∶ 15(g /ml)
图 2 不同超声波功率的多酚提取率
图 3 不同提取时间的多酚提取率
图 4 不同乙醇浓度的多酚提取率
图 5 不同料液比的多酚提取率
时,提取率开始下降,故选择料液比为 1∶ 15(g /ml)进行提取。
2. 2. 5 在单因素水平下,当超声波功率为 40 W,提取时间为
45 min,乙醇浓度为 60%,料液比为 1∶ 15(g /ml)时,多酚提取
率最高。采用单因素最佳条件提取青果多酚,提取率为
3. 240%。
2. 3 正交试验优化青果多酚的提取工艺 根据单因素试验
结果,选择影响青果多酚提取效果各因素中有意义的水平进
行正交试验,以确定最佳提取条件(表2)。由表2可知,根据
极差 R值的大小,确定各因素对青果多酚提取率影响顺序为
37740 卷 2 期 向 丽等 青果多酚超声波醇提工艺条件的研究
C > D > A > B。其中,C(乙醇浓度)对提取率的影响明显,提
取时间对提取率的影响较小。因此,确定通过超声波醇提青
果多酚的最佳条件是 A1B2C2D2,即超声波功率 40 W、提取时
间 45 min、乙醇浓度 40%、料液比 1∶ 20(g /ml) ;在此条件下,
青果多酚的得率为 3. 422%。
表 2 正交试验设计及结果
Table 2 Design and result of orthogonal test
序号 A B C D 提取率∥%
1 1 1 1 1 2. 475
2 1 2 2 2 3. 422
3 1 3 3 3 3. 163
4 2 1 2 3 2. 860
5 2 2 3 1 2. 649
6 2 3 1 2 2. 498
7 3 1 3 2 3. 036
8 3 2 1 3 2. 503
9 3 3 2 1 2. 583
k1 3. 020 2. 790 2. 492 2. 569 T =25. 189
k2 2. 669 2. 858 2. 955 2. 985
k3 2. 707 2. 748 2. 949 2. 842
R 0. 351 0. 110 0. 463 0. 416
最优方案 A1 B2 C2 D2
3 结论
超声波提取中药和天然药物的原理是在提取溶媒中产
生的“空化效应”和机械作用,可有效地破碎药材的细胞壁,
使有效成分呈游离状态并溶入提取溶媒中。超声波提取具
有提取温度低、提取率高、提取时间短的独特优势,在提高生
产效率的同时,能有效保持生物大分子的活性,对一些受热
易被破坏、氧化、分解的物质是一种很好的提取方法,现已广
泛应用于中药材和各种动、植物有效成分的提取。乙醇作为
一种提取溶剂,具有无毒且价格低的优点。试验选择乙醇为
提取溶剂,进行超声波辅助提取青果多酚,通过单因素试验
和正交试验进行优化,确定了青果多酚的超声波醇提最佳条
件:超声波功率 40 W,提取时间 45 min,乙醇浓度 40%,料液
比 1∶ 20(g /ml) ;在该条件下青果多酚的提取率为 3. 422%。
4个影响因素中,乙醇浓度对提取率有明显影响,提取时间影
响较小,因此在提高效率的前提下可适当缩短提取时间。对
于超声波提取是否会影响多酚结构和连接方式进而影响药
效,有待进一步研究。
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7285 -7287.
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477 安徽农业科学 2012 年