榅桲总多酚提取工艺的研究
2015-01-16哈及尼沙美丽万阿不都热依木程煜凤阿吉艾克拜尔艾萨
哈及尼沙, 美丽万·阿不都热依木, 程煜凤, 阿吉艾克拜尔·艾萨
(1.新疆医科大学药学院,新疆乌鲁木齐830011;2.中国科学院新疆理化技术研究所,新疆乌鲁木齐830011)
榅桲总多酚提取工艺的研究
哈及尼沙1, 美丽万·阿不都热依木1, 程煜凤1, 阿吉艾克拜尔·艾萨2*
(1.新疆医科大学药学院,新疆乌鲁木齐830011;2.中国科学院新疆理化技术研究所,新疆乌鲁木齐830011)
目的研究榅桲总多酚的提取工艺。方法用Folin-Ciocalteu法,以总多酚量为考察指标,采用单因素及L9(34)正交试验确定最佳提取条件。结果最佳提取工艺为乙醇体积分数60%、料液比1∶40、提取温度60℃、回流提取2次、每次1.0 h,以此工艺测得榅桲中总多酚含有量为9.55 mg/g。结论验证试验表明优选出的提取工艺稳定、合理、可行。
榅桲;总多酚;提取工艺;正交试验
榅桲为蔷薇科榅桲属落叶灌木或小乔木榅桲Cydonia oblonga Mill.的果实[1]。榅桲果实芳香味浓,口味好,营养价值高,含有酚酸类、黄酮类、萜类、糖类、蛋白质、挥发油、有机酸、维生素、矿物质等多种成分[2]。具有补脑益心、健脾胃、健胃消食、降压、降脂、止咳、止泻等功效[3-5],是一种天然的药食两用植物[6-7]。据文献[8-10]报道,榅桲具有抗氧化、抗菌、抗炎、抗溃疡和抗肿瘤等活性,这些生理、药理活性都与其所含的酚类成分有关。本实验以榅桲果实为原料,采用Folin-Ciocalteu法优选从榅桲果实中提取总多酚的工艺条件,为有效利用榅桲资源提供科学依据。
1 仪器与试药
1.1 药材 榅桲2011年10月采自新疆阿图什市上阿图什乡,经中科院新疆生态与地理研究所植物分类研究室沈观冕研究员鉴定为蔷薇科榅桲属榅桲Cydonia oblonga Mill.的果实;药材在室温下干燥,将干燥果实粉碎,得榅桲粉。
1.2 试药 没食子酸对照品 (中国食品药品检定研究院,批号110831-20120);钨酸钠(Na2WO4·2H2O)、钼酸钠(Na2MoO4·2H2O)、硫酸锂(Li2SO4)、磷酸(H3PO4)、磷钼酸(24MoO3·P2O5·xH2O)、无水碳酸钠(Na2CO3)、丙酮 (西安化学试剂厂);甲醇、无水乙醇 (天津市百世化工有限公司);盐酸和溴水 (天津市河东区红岩试剂厂);以上试剂均为国产分析纯。
1.3 仪器 KQ-100B型超声波清洗仪(江苏省昆山市超声仪器有限公司);EYELA-N-1100D-WD旋转蒸发仪(日本);电子天平 (YP5120型,上海光正医疗仪器有限公司);UV-2550型紫外可见分光光度计 (日本岛津公司);HH-4型智能数显恒温水浴锅 (巩义市予华仪器有限责任公司);DZF-6020型真空干燥箱 (上海一恒科技有限公司)。
2 实验方法
2.1 标准曲线的绘制[11]精密称取没食子酸对照品6.1 mg定容于100mL水中,得质量浓度为61μg/mL的对照品溶液。精密吸取没食子酸对照品溶液0、1.0、2.0、3.0、4.0和5.0 mL,分别置于25 mL棕色量瓶中,加磷钼钨酸溶液1.0 mL,用水稀释到14 mL,再用29%碳酸钠溶液稀释至刻度,摇匀,放置30 min后,在500~900 nm波长范围光谱扫描,选择757 nm为测定波长。在757 nm波长处测定各标准溶液的吸光度,以吸光度 (A)为纵坐标,没食子酸质量浓度 (C,μg/m L)为横坐标绘制标准曲线,结果表明,没食子酸的质量浓度在1.22~9.76μg/mL范围内线性关系良好,其线性回归方程为A=0.119 6 C+ 0.040 8,相关系数r2=0.999 3。
2.2 样品中总多酚的提取及测定[12]精确称取2.0 g榅桲样品,按料液比加入有机溶剂,恒温水浴回流提取后,将提取液过滤,减压浓缩,定容置50 mL量瓶中,摇匀即得榅桲总多酚提取液即供试液。精密量取供试液1.0 mL,置于25mL棕色量瓶中,按 “2.1”项上方法操作,测定吸光度,代入回归方程求C,按以下公式[13]计算提取液中总多酚的含有量。
W=C×稀释倍数×V/m
式中:W为多酚含有量(mg/g);C为多酚质量浓度(mg/mL);V为提取液体积(mL);m为榅桲粉质量(g)。
2.3 提取方法的选择
2.3.1 提取方式的选择 取2份2.0 g榅桲粉,每份按固液比1∶20加入无水乙醇,分别于室温下超声提取和40℃水浴锅中回流提取1 h。分别过滤,定容至50 mL,精密量取1.0 mL于25 mL量瓶中,按“2.1”项上方法操作,测定吸光度,计算总多酚的含有量。结果超声提取和回流提取总多酚含有量分别为1.89和2.18 mg/g。选择回流提取方法。
2.3.2 提取溶剂的选择 取4份2.0 g榅桲粉,每份按固液比1∶20分别加入甲醇、乙醇、丙酮、水,于室温下超声波提取1 h,过滤,减压浓缩及定容至50 mL,从中量取1.0 mL置于25 mL量瓶中,按 “2.1”项上方法操作,测定吸光度,计算总多酚的含有量。结果总多酚含有量分别为6.05、3.89、1.47和1.10 mg/g。考虑到乙醇无毒、安全性高,选择乙醇为提取溶剂。
2.4 单因素试验和正交试验[12,14]以总多酚含有量为评价指标,分别考察提取溶剂、提取方法、含乙醇量、料液比、提取温度、提取次数、提取时间对提取榅桲总多酚的影响。根据单因素试验结果、选择对影响总多酚提取效果的4个主要因素3个水平、用L9(34)进行正交试验设计,选择最佳提取工艺条件,并通过方差分析考察各因素的显著性。
3 结果
3.1 乙醇体积分数的影响 设定提取次数为1次,料液比20倍,提取时间1 h,提取温度为40℃,分别以 20%、40%、50%、60%、70%、80%、100%的乙醇溶液为提取溶媒,考察乙醇对榅桲中总多酚提取率的影响。结果总多酚含有量分别为3.53、5.27、5.37、5.68、5.53、5.31和2.19mg/g。
3.2 料液比的影响 设定提取次数为1次,乙醇为60%,提取时间为1 h,提取温度为40℃,分别以固液比1∶10、1∶20、1∶30、1∶40为料液比,考察不同料液比对榅桲中总多酚提取率的影响。结果总多酚含有量分别为3.75、5.82、6.44、6.50 mg/g。
3.3 提取温度的影响 设定提取次数为1次,料液比为40倍,提取时间为1 h,乙醇体积分数为60%,分别以30、40、50、60、70、80℃为提取温度,考察提取温度对榅桲中总多酚提取率的影响。结果总多酚含有量分别为3.77、3.81、4.58、4.67、5.11、4.01mg/g。
3.4 提取次数的选择 设定料液比为1∶40,提取时间为1 h,乙醇体积分数为60%,提取温度为70℃,分别提取1次、2次、3次、4次,考察提取次数对榅桲中总多酚提取率的影响。结果总多酚含有量分别为5.68、5.72、5.81、5.45 mg/g。
3.5 提取时间的影响 设定提取次数为1次,料液比为40倍,乙醇为60%,提取温度为70℃,分别以0.5、1.0、1.5、2.0 h为提取时间,考察提取时间对榅桲中总多酚提取率的影响。结果总多酚含有量分别为5.92、6.24、6.51、5.27 mg/g,实验因素水平见表1,并采用正交试验筛选最佳提取工艺。
表1 因素水平
3.6 正交试验结果[14]由正交试验结果 (见表2)可知,各考察因素对提取效果的影响大小顺序为:C>A>D>B。榅桲总多酚最佳提取工艺条件为A1B1C3D2,即提取温度为60℃,提取时间1 h,料液比为1∶40,提取溶剂60%乙醇水溶液。
由方差分析结果 (表3)表明,因素A、C有显著性差异,而因素B、D无显著性差异。
表2 L9(34)正交试验结果
表3 方差分析
3.7 最佳工艺条件的验证 取榅桲粉3份,每份2 g,根据最佳提取工艺A1B1C3D2进行验证试验,测得榅桲总多酚的平均含有量为9.55 mg/g,即1 g样品中含9.55 mg榅桲总多酚。表明本实验所确定的工艺条件合理,稳定,可行。
4 讨论
关于提取方法的选择,比较了回流法、超声法的提取效率,结果表明用回流法的提取效率最佳。通过对不同提取溶剂甲醇、乙醇、丙酮、水的考察,结果表明用甲醇的提取效率最佳,其次是乙醇的提取率高,考虑到乙醇安全、无毒,选择了乙醇作为提取有机溶剂。故本研究在此基础上,利用正交试验法对榅桲总多酚的提取工艺进一步优化。结果显示最佳提取工艺为:提取温度60℃、乙醇体积分数为60%、料液比为1∶40、提取时间为1.0 h。在此工艺条件下从1 g榅桲中可提取得到9.55mg多酚类物质。
本实验对榅桲总多酚的提取方法进行了初步探讨,为进一步研究提供实验基础。
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R284.2
:B
:1001-1528(2015)07-1610-03
10.3969/j.issn.1001-1528.2015.07.051
2014-04-12
国家自然科学基金项目 (31360078);国家杰出青年基金项目 (30925045);新疆天山英才培养基金项目 (Y0382026)
哈及尼沙 (1973—),女 (维吾尔族),博士,副教授,从事药用植物研究。Tel: (0991)4362471,E-mail:ajinsa@ sina.com
*通信作者:阿吉艾克拜尔·艾萨(1965—),男 (维吾尔族),博士,研究员,博士生导师,从事植物资源开发利用研究。Tel:(0991)3835679,E-mail:haji@ms.xjb.ac.cn