免费文献传递   相关文献

红果参叶中总黄酮的提取工艺初步探讨



全 文 :第 33 卷第 2 期
2014 年 4 月
中 国 野 生 植 物 资 源
Chinese Wild Plant Resources
Vol. 33 No. 2
Apr. 2014
收稿日期:2013 - 08 - 18
基金项目:湖南省教育厅重点项目(09A073) ;吉首大学大学生研究性学习与创新实验项目。
作者简介:陈雅(1992 -) ,女,吉首大学生物资源与环境科学学院 2009 级生物科学专业学生。E-mail:Chenya52@ 126. com
* 通讯作者:陈功锡(1966 -) ,男,教授,主要从事植物学教学与研究工作。E-mail:chengongxi2011@ 163. com
doi:10. 3969 / j. issn. 1006 - 9690. 2014. 02. 007
红果参叶中总黄酮的提取工艺初步探讨
陈 雅1,李 贵2,吴帅玲1,张永康2,陈功锡1,2*
(1.吉首大学 生物资源与环境科学学院;2.植物资源保护与利用湖南省高校重点实验室,湖南 吉首 416000)
摘 要 目的:研究红果参叶中总黄酮的最佳提取工艺条件。方法:利用单因素和正交试验,考察提取时间、乙醇
溶液体积分数、液固比 3 个因素对总黄酮得率的影响。结果:红果参叶中总黄酮的最佳提取工艺条件为:85%(体
积分数)的乙醇作为提取溶剂、提取时间 10 min、料液比 1∶ 30(g /mL)。在此条件下,总黄酮提取率可达 4. 76%。结
论:乙醇超声法可用于红果参叶中总黄酮的提取,其中料液比对提取率的影响最大。
关键词 红果参叶;总黄酮;提取工艺
中图分类号:O6 - 332 文献标识码:A 文章编号:1006 - 9690(2014)02 - 0024 - 04
Preliminary Discussion on Extration of Total Flavonids from
the Leaves of“Hong Guoshen”Plant
Chen Ya1,Li Gui2,Wu Shuailing1,Zhang Yongkang2,Chen Gongxi1,2*
(1. College of Biology and Environmental Science,Jishou University;2. Key Laboratory of Plant Re-
sources Protection and Utilization,College of Hunan Province,Jishou 416000,China)
Abstract Objective:To select out the optimal extraction procedure,the extraction time,ethanol con-
centration,and solvent consumption were adopted,as the factors to determine the optimum conditions for
detecting flavonoids in the leaves of Campanumoea lancifolia(Roxb.)Merr. with UV spectrophotometry.
Results:The optimum extraction process was 85% (volume fraction) ethanol concentration,1 ∶ 30
(g /mL)solid-liquid ratio,10min of extraction time. With this understanding the extraction rate is the
highest,which can reach 4. 76% . Conclusion:optimizing the extraction process of total flavonoids in the
leaves of Campanumoea lancifolia(Roxb.)Merr. can provide a reference for further research of fla-
vonoids of Eucommia.
Key words the leaves of Campanumoea lancifolia(Roxb. )Merr.;total flavonoids;extraction process
红果参系桔梗科(Campanulaceae)金钱豹属
(Campanumoea)长叶轮钟草[Campanumoea lancifo-
lia(Roxb.)Merr.]的俗称,为湘西苗族传统药用植
物,同时由于其叶常绿、花果美丽,又深受人们喜爱,
因此可以做观赏植物。该植物为多年生,直立或蔓
性草本,茎高可达 3 m,肉质根胡萝卜状。《中华本
草》记载其有“治疗劳倦气虚乏力、跌打损伤、肠绞
痛”等效用。长期以来,湘西苗族人民以其肉质根
代替人参作为大病初愈后的滋补品,常称其为“南
方人参”。其果实称为“蜘蛛果”、“肉算盘”[1 - 2],
美味可口,营养丰富,男女老少均喜食用。在春夏生
长旺季及冬季,老百姓常采其嫩叶作为蔬菜炒食,不
仅风味独特、美味可口,还有一定的保健功效。
黄酮类化合物在植物中广泛存在,并具有多种
多样的生物活性。有研究表明黄酮类化合物具有防
治神经性病变、延缓衰老[3]、加强 DNA 的保护 [4]、
治疗冠心病、抗癌和抗 HIV 病毒等功效[5]。同时在
食品工业上,许多以黄酮类化合物为功能因子的保
健食品被开发,如孙建华[6]研制的黄酮绿豆饮料,
庞霞[7]研制的富含荷叶黄酮的黄酒,乌毡帽酒业有
—42—
第 2 期 陈 雅,等:红果参叶中总黄酮的提取工艺初步探讨
限公司[8]研制的含有竹叶黄酮的清爽型黄酒等。
含有黄酮类物质的药物,保健品越来越受到人们的
青睐,其社会需求量大,市场前景广阔,因此从植物
中寻找黄酮资源越来越受到人们的重视。红果参全
株是宝,果实中含有的化学成分主要有糖类、生物
碱、黄酮类、酚类、蒽醌、甾体、三萜类、有机酸等[2],
经实验初步测定红果参叶中含有黄酮,探究红果参
叶总黄酮提取工艺,可为红果参的开发利用奠定理
论基础,有助于其综合开发利用。
关于黄酮的提取方法多种多样,如热水提取法、
酶解法、超滤法、超临界 CO2 萃取法等
[9],各种提取
方法各有特点。本实验采用乙醇超声法提取红果参
叶中的总黄酮,相对传统的醇提取法而言,缩短了提
取时间,提高了实验效率。
1 材料与方法
1. 1 材料、仪器与试剂
1. 1. 1 材料
红果参叶于 2011 年 12 月采自湖南省海拔 230
m的湘西吉首大学红果参试验基地。采样时,随机
摘取红果参的幼叶。采后将叶子迅速洗净、凉干,于
60 ℃下烘 24 h、粉碎,装袋,密封贮存,备用。
1. 1. 2 仪器
UV - 2550 型紫外 -可见分光光度仪,日本岛
津公司;SHB -3 循环水多用真空泵,西安禾普生物
仪器有限公司;F2102 型微型植物粉碎机,天津市泰
斯特仪器有限责任公司;FA2104N 型万分之一电子
天平,上海精密科学仪器有限公司;DCTZ - 2000 型
三频多用途恒温超声提取机,北京弘祥隆生物技术
有限公司。
1. 1. 3 试剂
芦丁标准品,中国医药集团上海化学试剂公司;
NaNO2、NaOH、Al(NO3)3、C2H5OH,所用试剂均为分
析纯。
1. 2 方法
1. 2. 1 芦丁标准溶液的配制
准确称取芦丁标准品 10. 6 mg,用体积分数
30%的乙醇溶解,并完全移入 50mL 容量瓶中,用
30%乙醇定容[10],配置成 212 mg /L的芦丁溶液。
1. 2. 2 标准曲线的绘制
取 7 支试管依次加入质量分数为 212 mg /L 芦
丁溶液 0,1,2,3,4,5,6,7 mL,加蒸馏水补充至
10 mL,往各试管中加入质量分数 5% 的 NaNO2
1. 5 mL,摇匀,放置 6 min 后加入质量分数 10%的
Al(NO3)3 1. 5 mL,6 min 后再加入质量分数 4%的
NaOH溶液 20 mL,混匀,20 min 后以第一管为空白
参比,采用比色法在 510 nm波长下测定吸光度[10]。
以吸光度为横坐标,芦丁质量浓度为纵坐标,绘制标
准曲线。
1. 2. 3 溶剂法提取及含量测定
精确称取 1 g 干样,在一定条件下用乙醇浸提
超声后抽滤,滤液用 30%的乙醇定容到 50 mL 容量
瓶中;准确移取 4. 00 mL于 50 mL容量瓶中,用水再
次定容。准确移取 5. 00 mL 于锥形瓶中加水
5. 00 mL,按照 1. 2. 2 中所述的方法测定样品中总黄
酮提取得率(质量分数)。
黄酮提取得率计算公式:
Y(黄酮质量浓度 μg /mL)= 89. 745X(吸光值)-
0. 019 6
提取得率 = Y(μg /mL)×23mL ×50mL ×12. 5
样重(g)×5 mL ×1 000 ×1 000
×100%
1. 2. 4 提取条件优化
1. 2. 4. 1 乙醇浓度的选择
称取干样,在固液比为 1 ∶ 20,超声提取温度为
35 ℃,功率为 700 W,超声时间为 10 min的条件下,
分别用 50%、60%、70%、80%、90%的乙醇进行试
验,重复提取 3 次,计算得率。
1. 2. 4. 2 料液比的选择
称取干样,料液比分别为 1 ∶ 5、1 ∶ 10、1 ∶ 15、1 ∶
20、1∶ 30(g /mL) ,于 60%的乙醇溶液,在超声提取
温度为 35 ℃,功率为 700 W条件下超声 10 min,进
行试验,重复提取 3 次,计算得率。
1. 2. 4. 3 提取时间的选择
称取干样,在料液比 1∶ 10、乙醇浓度为 60%,在
超声提取温度为 35 ℃,功率为 700 W 的条件下分
别超声 5、10、15、20、30 min,进行试验,重复提取 3
次,计算得率。
—52—
中 国 野 生 植 物 资 源 第 33 卷
1. 3 多因素正交实验
为寻求最佳工艺提取条件组合,在单因素考察
的基础上,选择乙醇浓度(A)、提取时间(B)、料液
比(C)、三个因素为考察因素,每个因素选择 3 个水
平,以总黄酮提取得率为指标,采用了 L9(3
4)正交
实验表安排实验,并确立因素水平表,见表 1。
表 1 正交表设计实验
水平
因素
A乙醇浓度 /% B提取时间 /min C料液比 /(g /m)
1 75 5 1∶ 10
2 80 10 1∶ 20
3 85 15 1∶ 30
2 结果与分析
2. 1 芦丁标准曲线
测得芦丁质量浓度 Y(μg /mL)及对应的吸光度
X,见图 1 所示。其标准曲线的回归方程为:Y =
89. 745X - 0. 019 6;相关系数 R2 = 0. 999 9,线性关
系良好,可用作红果参叶中总黄酮提取得率的测定。
图 1 芦丁标准曲线
2. 2 提取条件与得率的关系
2. 2. 1 乙醇浓度对提取得率的影响
由图 2 可知,红果参叶中总黄酮在提取时出现
两个乙醇浓度峰值,分别为 80% 乙醇(5. 37%)和
50% 乙醇(5. 26%) ;当乙醇浓度为 90%时,黄酮提
取得率最低为 4. 52%;其次为 60%、70%,黄酮提取
得率依次为 4. 98%、5. 01%;实验结果表明:用 80%
乙醇提取,黄酮得率可达到最大;另外,50%乙醇作
为提取溶剂可有效节约试剂。因此,超声提取的最
适乙醇浓度为 80%。
2. 2. 2 提取时间对黄酮提取得率的影响
由图 3 可知,随超声波处理时间的延长,总黄酮
提取率先上升,而后又下降,造成这种现象的原因是
在长时间超声作用下,提取率逐渐接近极限,提取物
中杂质也随之增加,黄酮提取得率反而降低,由上表
分析可知提取时间为 10 min、15 min、20 min 时黄酮
的提取率较高,分别为 4. 88%、4. 90%、4. 93%其中
提取时间 20 min时黄酮提取得率最高。
图 2 乙醇浓度对提取率的影响
图 3 提取时间对提取率的影响
2. 2. 3 料液比对提取得率的影响
不同的料液比会对目标成分的提取率产生影
响,在一定范围内溶剂量越多越利于目标物浸出,但
是过高的溶剂原料比会导致提取得率下降。本实验
中在 1∶ 10 到 1∶ 20 的范围内提取得率随料液比增大
而增大,在 1∶ 20 到 1∶ 25 的范围内提取得率随料液
比增大而减小,在料液比 1∶ 25 之后提取得率又开始
增大,在料液比为 1∶ 30 时黄酮提取得率达到最高值
为 5. 48%,但从总体来看随料液比的增大,总黄酮
提取得率增加。
图 4 料液比对提取率的影响
2. 3 正交实验结果
根据 1. 3 的实验方案开展正交试验设计,所得
结果如表 2 所示。
—62—
第 2 期 陈 雅,等:红果参叶中总黄酮的提取工艺初步探讨
表 2 正交实验设计及结果
编号
A乙醇浓度 /
%
B提取时间 /
min
C料液比 /
(g / m) 误差
提取得率 /
%
1 75 5 10 1 2. 67
2 75 10 20 2 4. 67
3 75 15 30 3 4. 74
4 80 5 20 3 4. 16
5 80 10 30 1 4. 60
6 80 15 10 2 1. 20
7 85 5 30 2 4. 45
8 85 10 10 3 3. 65
9 85 15 20 1 4. 62
K1 4. 03 3. 76 2. 50 3. 96
K2 3. 32 4. 31 4. 48 3. 44
K3 4. 24 3. 52 4. 60 4. 18
R 0. 92 0. 79 2. 09 0. 74
在正交实验中,黄酮的提取得率由公式计算而
来。通过分析得出红果参叶中黄酮类化合物最佳提
取条件为 85%的乙醇浓度、提取时间 10 min、料液
比 1∶ 30。从表 2 可知:黄酮提取率的影响按大小次
序排列分别为 RC > RA > RB,即料液比 >乙醇浓度
>提取时间,初步确定从红果参叶中提取黄酮类物
质的较佳方案为:A3B2C3,即最佳提取条件为 85%
的乙醇浓度、提取时间 10 min、料液比 1∶ 30。
2. 4 验证性试验
按最佳提取条件 85% 的乙醇浓度、提取时间
10 min、料液比 1∶ 30进行验证试验,设计 3 组平行试
验,取平均值,得最佳工艺下黄酮提取率为4. 76%。
3 结 论
该实验初步探究了红果参叶中总黄酮的最佳提
取工艺,确定了各因素对红果参叶中总黄酮提取率
的影响顺序为 C(料液比)> A(乙醇浓度)> B(提
取时间) ;最佳提取工艺条件为 85%的乙醇、10 min
的提取时间、1 ∶ 30 的料液比。在此条件下,黄酮类
化合物提取率可达 4. 76%。
从以上初步探究的结果来看,红果参叶中总黄
酮含量较高,但是其分离纯化工艺、生理活性等探究
工作有待进一步开展。为使红果参叶中的黄酮提取
实现工业化生产,可进一步探索红果参叶中总黄酮
提取参数,优化生产工艺,为其工业化生产奠定
基础。
与桔梗科其他两种最重要的药用植物相比较,
党参[11](根)的黄酮提取得率为 2. 5%,桔梗[12](根
部)的黄酮提取得率为 2. 87%,二者黄酮提取得率
都低于红果参的叶。此外,檀香叶[13]中总黄酮提取
得率可达 3. 24%,黄皮[14]叶中的可达 3. 62%,紫
苏[15]叶中的可达 4. 03%,银杏[16]中的可达5. 14%,
红果参叶中总黄酮的含量较紫苏、黄皮、檀香叶中的
高,稍低于银杏叶。可见,红果参叶中的黄酮含量丰
富,可能具有更高的开发利用价值。
参考文献:
[1] 李贵,张永康,陈功锡,等.湘西民族药用植物红果参果实营养
成分初步分析[C]∥第十届全国药用植物及植物药学术研讨
会论文摘要集,2011:113.
[2] 李贵,张永康,李辉,等.湘西民族药用植物红果参果实化学成
分初步分析[C]∥第十届全国药用植物及植物药学术研讨会
论文摘要集,2011:114.
[3] Jeremy P E S. Flavonoids and brain health:multiple effects under-
pinned by common echanisms[J]. Genes Nutr,2009(4) :243 -
250.
[4] Jennifer D D. Flavone:The Molecular and Mechanistic Study of
How a Simple Flavonoid Protects DNA from Oxidative Damage
[J]. East Tennessee State University,Department of Biochemistry
and Molecular Biology,December 2003.
[5] 方从兵,宛晓春,江昌俊.黄酮类化合物生物合成的研究进展
(综述) [J].安徽农业大学学报,2005(4) :498 - 504.
[6] 孙建华. 绿豆黄酮的碱法提取及黄酮绿豆饮料的制备方法
[P].中国专利:CN101999667A,2011 - 04 - 06.
[7] 庞霞.一种含荷叶黄酮的特型黄酒的酿制方法[P].中国专利:
CN201110164309. 0,2011 - 6 - 20.
[8] 乌毡帽酒业有限公司.一种含有竹叶黄酮的清爽型黄酒的酿
制方法及黄酒[P].中国专利:CN201110028369. X,2011 - 1 -
26.
[9] 龙海荣.菱角壳黄酮的提取、分离及抗氧化活性研究[D]. 广
西:广西大学,2009:5 - 7,22.
[10] 李鹏,陶亮亮,丁敬敏,等.竹叶总黄酮提取工艺研究[J]. 食
品工程,2011(5) :151.
[11] 薛长晖.微波法提取党参黄酮的最佳提取工艺研究[J].粮油
加工,2008(11) :124 - 126.
[12] 唐生永,陈晓平.桔梗总黄酮的提取及纯化工艺研究[J]. 农
产品加工(学刊) ,2010(3) :20 - 22.
[13] 余文新,庄满贤,林励,等. 正交设计优选檀香叶总黄酮提取
工艺[J].食品工业科技,2012(8) :284 - 286.
[14] 周燕芳.超声波法提取黄皮叶中黄酮工艺的优化[J].湖北农
业科学,2012(7) :1433 - 1435.
[15] 荣维燕,郭斌. 超声波辅助提取紫苏叶总黄酮的工艺研究
[J].安徽农业科学,2009(34) :17070 - 17071.
[16] 倪林,叶明,杨必伟.微波 -高压提取银杏叶黄酮工艺条件优
化[J].安徽农业科学,2012(10) :199 - 205.
—72—