罗汉果苷V提取条件优化研究
2011-12-27饶力群王辅恒邝玮琦
李 倩 饶力群 王辅恒 杨 华 邝玮琦
(湖南农业大学生物科学技术学院,湖南 长沙 410128)
罗汉果苷V提取条件优化研究
李 倩 饶力群 王辅恒 杨 华 邝玮琦
(湖南农业大学生物科学技术学院,湖南 长沙 410128)
建立罗汉果苷V的最佳提取工艺。采用单因素试验和正交试验考察提取溶剂浓度、提取时间、提取温度、料液比对罗汉苷V的影响。结果表明,罗汉果苷V的最佳提取工艺条件:以浓度为50%的乙醇溶液作为提取剂,回流时间为120min,物料比为1∶15(m∶V),回流温度为60℃。该条件下罗汉果苷V的提取率可达到72%。
罗汉果;罗汉果苷V;最佳提取工艺;高效液相色谱
罗汉果(corsvenor momordica fruit)为葫芦科多年生草质藤本植物罗汉果的果实,其干燥果实为圆形或长圆形。罗汉果皂甙是其强甜味的非糖物质三萜类成分之一,具有3个比较突出的特点:① 甜度高,热量低,是糖尿病患者和肥胖者的理想的食品;② 具有较强的保健功能,如:提高免疫功能、保护肝脏、降血糖血脂、抗氧化等作用;③ 无毒性,安全系数高。迄今为止,研究者已从罗汉果果实中分离并鉴定出了几种罗汉果单体皂苷,分别是:罗汉果苷Ⅳ(mogrosideⅣ)、罗汉果苷 V (mogroside V)、罗汉果苷Ⅲ (mogrosideⅢ)、罗汉果苷ⅡE(mogrosidⅡE)、罗汉果苷ⅢE(mogrosideⅢE)、罗汉果苷Ⅵ(mogrosideⅥ)、罗汉果苷 A (mogroside A)、罗汉果新苷(neomogroside)、赛门苷Ⅰ(siamensideⅠ)、11-氧化罗汉果甙(11-oxomogroside)、罗汉果二醇苯甲酸脂(mogroester)等葫芦烷三萜苷类化合物[1]。其中罗汉果苷V是一种葫芦烷四环三萜化合物,分子式为C60H102O29·2H2O,24位连接了5个糖基[2],含量为1%,具有甜度高、热量低、热稳定性好等特点,可作为天然甜味剂开发的物质之一[3-5]。
前人[6-8]曾采用水煮法、浸渍法和超声波辅助提取法提取罗汉果总皂苷,但未见对罗汉果苷V进行提取的相关报道。本试验对罗汉果苷V的热回流提取工艺进行研究,以确定其最佳提取工艺。
1 材料与方法
1.1 试验材料与试剂
罗汉果干果:产于广西桂林;
罗汉果苷V对照品:纯度98%,西格玛奥德里奇公司;
乙醇、正丁醇:分析级,天津市大茂化学试剂厂;
甲醇:色谱级,湖南化工研究院精细化工研究所;
乙腈:分析级,上海德正化工有限公司。
1.2 试验仪器与设备
电热水浴锅:WB-2000,上海浦东物理光学仪器厂;
旋转蒸发仪:RE-52AA,上海亚荣生化仪器厂;
高效液相色谱仪:Agilent 1100,安捷伦科技有限公司;
1.3 试验方法
1.3.1 提取方法 称取罗汉果干果粉末5.00g,放入圆底烧瓶中,用乙醇回流提取,提取液过滤除渣后浓缩至干,用少量水溶解后正丁醇萃取,减压浓缩至浸膏状,甲醇溶解并定容至50mL。
1.3.2 罗汉果苷V提取条件的单因素试验
(1)乙醇浓度对提取效果的影响:根据1.3.1方法,料液比为1∶20(m∶V),提取时间120min,提取温度80℃,提取次数为2次,乙醇浓度分别设为50%,60%,70%,80%,90%。通过比较提取率,考察不同提取溶剂浓度对罗汉果苷V提取效果的影响。
(2)料液比对提取效果的影响:根据1.3.1方法,提取时间120min,提取温度为80℃,乙醇浓度为70%,提取次数为2次,料液比设为1∶10,1∶15,1∶20,1∶25,1∶30(m∶V)。通过比较提取率,考察不同料液比对罗汉果苷V提取效果的影响。
(3)提取温度对提取效果的影响:根据1.3.1方法,料液比为1∶20(m∶V),乙醇浓度为70%,提取时间120min,提取次数为2次,提取温度分别设为50,60,70,80,90℃。通过比较提取率,考察不同提取温度对罗汉果苷V提取效果的影响。
(4)提取时间对提取效果的影响:根据1.3.1方法,料液比为1∶20(m∶V),乙醇浓度为70%,提取温度为80℃,提取次数为2次,提取时间分别为60,90,120,150,180min。通过比较提取率,考察不同提取时间对罗汉果苷V提取效果的影响。
1.3.3 罗汉果苷V提取条件的正交试验 在单因素试验的基础上,以提取时间、乙醇浓度、料液比、提取温度为试验因子,以罗汉果苷V提取率为考察指标,优化罗汉果苷V的提取工艺条件。
1.3.4 分析方法
(1)HPLC检测条件:色谱柱为 Hypersil ODS柱(250mm ×416mm,5μm);流动相为乙腈∶水 (23∶77,V∶V);检测波长为203nm;流速为0.8mL/min,柱温35℃。
(2)标准曲线的制作:精密称取罗汉果苷V对照品0.001g,置5mL容量瓶中用流动相定容,配成浓度为0.2mg/mL的储备液。分别稀释成200,160,120,80,40,16,8mg/L,分别进样20μL,记录相应的峰面积。以峰面积(mAU)为纵坐标,罗汉果苷V进样量(μg)为横坐标,绘制标准曲线。
(3)供试品中罗汉果苷V含量的测定:精密称取5.000g罗汉果干燥粉末,置于圆底烧瓶中,100mL 50%乙醇回流提取1h,过滤,合并滤液,减压浓缩,流动相定容至50mL。采用上述HPLC检测条件,进样20μL,记录峰面积,罗汉果苷V的提取率按式(1)计算
式中:
y—— 提取率,%;
m样品——粗提物中罗汉果苷V的含量,g;
m总——原材料中罗汉果V的含量,g。
2 结果与讨论
2.1 罗汉果苷V的HPLC法测定结果
2.1.1 罗汉果苷V对照品含量测定 罗汉果苷V的标准曲线如图1所示,其标准曲线方程为y=191.24x(R2=0.993 6)。线性考察结果表明,罗汉果苷V进样量在1.600~40.000μg范围内峰面积和进样量线性关系良好。如图2所示,罗汉果苷V的出峰时间为10.039min。
图1 标准曲线图Figure 1 The standard graph
图2 罗汉果苷V对照品HPLC图谱Figure 2 HPLC chromatogram of mogroside V standard simple
2.1.2 供试品中的罗汉果苷V的含量 由图3可知,在10.097min处有一罗汉果苷V吸收峰,与图2罗汉果苷V对照品出峰时间几乎一致,峰型完整。利用面积外标法得到罗汉果苷V的含量为0.096%。
图3 罗汉果供试品溶液HPLC图谱Figure 3 HPLC chromatogram of corsvenor momordica fruit extraction
2.2 提取条件对罗汉果苷V的影响
2.2.1 乙醇浓度 由表1可知,随着乙醇浓度的增大,对罗汉果苷V的提取率也随之升高,但浓度达到70%时,提取率开始下降,这说明皂苷虽然易溶于乙醇,但并不是乙醇浓度越高越好。所以选择50%,60%,70%的乙醇浓度为3个水平,进行正交试验。
表1 乙醇浓度对罗汉果苷V提取率的影响Table 1 Effort of different concentration of alcohol on mogroside V extraction
2.2.2 料液比 由表2可知,随着料液比的增加罗汉果苷V的提取率升高,当大于1∶25(m∶V)时提取率开始下降。所以选择1∶15,1∶20,1∶25(m∶V)为3个水平,进行正交试验。
表2 料液比对罗汉果苷V提取率的影响Table 2 Effort of different material fluid ratio on mogroside V extraction
2.2.3 提取温度 由表3可知,随着提取温度的升高,罗汉果苷V的提取率增加,这是由于温度的增加加快了皂苷的溶解扩散速度,增大了在溶剂中的溶解度。当温度达到80℃,提取率趋于平缓。继续加温,罗汉果苷V提取率略有下降。由于60℃ 和90℃ 提取效率相差不大,基于提取成本考虑,选择60,70,80℃ 为3个水平,进行正交试验。
2.2.4 提取时间 由表4可知,随着提取时间的延长,罗汉果苷V的提取率增加。当时间增加到120min后,提取率逐渐平稳,这是由于随着时间的增加,罗汉果苷V逐渐被提取出来,2h可将罗汉果苷V基本提取完全。因此选择90,120,150min为3个水平,进行正交试验。
2.3 罗汉果苷V提取条件的正交试验结果
为了优化罗汉果苷V的提取条件,本试验在上述单因素试验的基础上进行四因素三水平的正交试验,因素和水平见表5,试验结果见表6。
表3 提取温度对罗汉果苷V提取率的影响Table 3 Effort of different temperature on mogroside V extraction
表4 提取时间对罗汉果苷V提取率的影响Table 4 Effort of different time on mogroside V extraction
表5 正交试验因素与水平表Table 5 Foctors and levels of orthodoxy
表6 罗汉果苷V提取的正交试验设计Table 6 Orthogonal design and result of the extraction of mogroside V
由表6可知,采用回流提取法提取罗汉果苷V,影响提取率的因素主次为A>C>B>D,最优组合为A2B1C1D1,即乙醇的浓度为50%,料液比为1∶15(m∶V),提取温度为60℃,提取时间为120min。
3 结论
本试验采用HPLC法测定罗汉果干果中罗汉果苷V的含量,方法简便,结果可靠。采用有机溶剂乙醇回流提取的方法,通过对罗汉果干果的回流提取过程中影响有效成分的因素进行考察,分别对乙醇浓度,料液比、提取温度以及提取时间做单因素的水平试验,然后采用正交试验对提取工艺条件进行最优化。试验结果表明,最佳提取参数:采用回流提取,乙醇浓度50%,料液比1∶15(m∶V),提取温度60℃,提取时间120min,在该条件下进行验证实验,结果表明罗汉果苷V的提取率达到72%,说明该提取条件有效可行。
1 李典鹏.广西特产植物罗汉果的研究与应用[J].广西植物,2000(20):270~271.
2 Jakinovich W,Jr Moon,Choi Y H.Evaluation of plant extracts for sweetness using the Mongolian gerbil[J].Natural Products,1990(53):190~195.
3 黎海彬,王邕.罗汉果化学成分和应用的研究[J].食品研究与开发,2006,12(2):85~87.
4 高山林,汪红.罗汉果皂苷含量的检测方法[J].天然产物的研究与开发,2001,13(2):36~39.
5 梁成钦,苏小建,李俊.罗汉果苷V的薄层检测研究[J].饮料工业,2005,8(4):44~66.
6 李俊,陆程,李殷青.用正交法对罗汉果糖甙提取的工艺研究[J].化学世界,1999,40(2):92~941
7 鞠伟,程云燕,张健.罗汉果研究概况综述[J].广西轻工业,2001(4):4~6.
8 杨祖金,钟理,谢小霞,等.超声波法强化提取罗汉果皂甙的工艺研究[J].中国药材,2007,30(8):1 019~1 021.
Studies on the optimum extraction technology of mogroside V in corsvenor momordica fruit
LI Qian RAO Li-qun WANG Fu-heng YANG Hua KUANG Wei-qi
(College of Bioscience and Biotechnology,Hunan Agriculture University,Changsha,Hunan410128,China)
Established the optimum extraction technology of mogrosideⅤ that was extracted from corsvenor momordica fruit.The effects of the alcohol concentration,extraction times,temperature,material-liquid ratio were investigated by oneway and orthogonal experiment.The optimum parameter of extraction had been determined that the concentration of ethanol is 50%,the multiple of ethanol to material is 1∶15(m∶V),extraction time is 120min and extraction temperature is 60℃.By this way,the rate of extraction was 72%.
corsvenor momordica fruit;mogroside V;optimum extraction technology;HPLC
10.3969/j.issn.1003-5788.2011.04.012
湖南省教育厅重点科技项目(编号:09A039)
李倩(1985-),女,湖南农业大学硕士研究生。E-mail:liqian1985116@sina.com
饶力群
2011-04-16