玉米须黄酮的超声波提取工艺研究
2011-07-26吴保承杨春霞侯传林
吴保承,杨春霞,张 栋,侯传林
(1.江南大学,江苏 无锡 214122;2.江苏省生物活性制品加工工程技术研究中心,江苏 无锡 214028)
玉米须(ZeamaysL.)为禾本科玉蜀属植物玉米的花柱和柱头,含多种对人体有益的化学成分,是我国历史悠久的中药材之一。现代药理研究证明,玉米须具有显著的利尿、降血糖、抑菌、降压、增强免疫、抗癌等功效[1~3]。玉米是我国主要农作物之一,2009年总产量突破1.6亿t,因此,作为玉米副产物的玉米须,资源巨大。但目前除少量玉米须入药外,大部分被丢弃[4,5]。
从玉米须中分离鉴定的化合物主要有黄酮及其苷类、甾醇、生物碱、多糖类、有机酸、挥发油、微量元素及多种维生素[6~9]。其中黄酮类化合物是具有苯并吡喃环结构的一类天然化合物的总称,一般都具有4位羰基,且呈现黄色。黄酮类化合物的3-羟基、4-羟基或5-羟基、4-羰基或o-2-酚羟基,可与铝盐发生络合反应,在碱性条件下生成红色的络合物[10,11]。
目前,国内对从玉米须中提取黄酮的研究还较少。作者参照文献[12],研究了玉米须黄酮的超声波提取工艺,与传统的乙醇提取工艺相比,在溶剂成本和提取效率方面具有较大的优势。
1 实验
1.1 材料、试剂与仪器
新鲜玉米须,无锡产白玉米的须。
所用试剂均为分析纯。
752N型紫外可见分光光度计,上海菁华科技仪器有限公司;BILON-1000D型超声波反应器,上海比朗仪器有限公司;FC204型分析天平,上海精密仪器仪表有限公司。
1.2 提取工艺
新鲜玉米须烘干后粉碎过60目筛。称取5 g玉米须粉末,加入一定量纯水,调溶液pH值至9,50 ℃下超声波提取30 min,提取液调pH值至4后静置过夜,离心分离,去上清液,沉淀加纯水重结晶,得到粗黄酮,称量,计算粗黄酮得率。
分别考察液料比(mL∶g,下同)、pH值、提取温度、提取时间对粗黄酮得率的影响。在单因素实验的基础上,以液料比、pH值、提取温度、提取时间为考察因素进行正交实验,正交实验的因素与水平见表1。
表1 正交实验的因素与水平
1.3 分析测试
1.3.1 芦丁标准曲线的绘制
准确称取10.10 mg芦丁标准品至烧杯中,加水加热溶解,将溶液转移到100 mL容量瓶中,水浴加热,直至溶液完全澄清,冷却后定容至100 mL,摇匀,即得0.101 mg·mL-1芦丁标准溶液。
准确移取5.0 mL、10.0 mL、15.0 mL、20.0 mL、25.0 mL芦丁标准溶液于50 mL容量瓶中,各加入60%乙醇溶液至25 mL,再加入5%亚硝酸钠溶液1.5 mL,摇匀后静置5 min;再各加入10%硝酸铝溶液1.5 mL,摇匀后静置5 min;再各加入1 mol·L-1氢氧化钠溶液20 mL,用水定容至刻度,摇匀后静置20 min,在510 nm处测定吸光度(A)。以A为纵坐标、浓度c(mg·mL-1)为横坐标,绘制标准曲线,见图1。
图1 芦丁标准曲线
1.3.2 黄酮含量的测定
采用分光光度法测定黄酮含量。
2 结果与讨论
2.1 单因素实验结果
2.1.1 液料比对粗黄酮得率的影响(图2)
图2 液料比对粗黄酮得率的影响
由图2可知,粗黄酮得率随着液料比的增大而显著上升;当液料比大于10∶1后,粗黄酮得率升幅减缓。
2.1.2 pH值对粗黄酮得率的影响(图3)
图3 pH值对粗黄酮得率的影响
由图3可知,粗黄酮得率在pH值为7~9时显著上升;当pH值大于9时,粗黄酮得率反而下降。
2.1.3 提取温度对粗黄酮得率的影响(图4)
由图4可知,粗黄酮得率随着提取温度的升高而上升;当温度高于50 ℃时,粗黄酮得率缓慢下降。
2.1.4 提取时间对粗黄酮得率的影响(图5)
图5 提取时间对粗黄酮得率的影响
由图5可知,粗黄酮得率随着提取时间的延长而上升;当提取时间超过30 min后,粗黄酮得率升幅缓慢。
2.2 正交实验结果与分析(表2)
表2 正交实验结果与分析
由表2可知,各因素对粗黄酮得率的影响大小依次为:A(液料比)>B(pH值)>D(提取时间)>C(提取温度),即液料比对粗黄酮得率的影响最大。优化的提取条件为A3B1C2D2,即液料比12∶1(mL∶g)、pH值9、提取温度50 ℃、提取时间30 min。在此条件下,玉米须粗黄酮得率达2.58%。
3 结论
研究了玉米须黄酮的超声波提取工艺,优化的提取条件为:提取溶剂为水、液料比12∶1(mL∶g)、pH值9、提取温度50 ℃、提取时间30 min,在此条件下,玉米须粗黄酮得率达到2.58%。
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