金荞麦花茶开发的初步探讨
2015-09-06黄明健汤洪敏
黄明健,汤洪敏,2,*
(1.贵州民族大学化学与环境科学学院,贵州贵阳 550025;2.贵州民族大学贵州民族医药研究院,贵州贵阳 550025)
金荞麦花茶开发的初步探讨
黄明健1,汤洪敏1,2,*
(1.贵州民族大学化学与环境科学学院,贵州贵阳 550025;2.贵州民族大学贵州民族医药研究院,贵州贵阳 550025)
摘 要:探讨金荞麦花茶的开发工艺。以单因素试验和正交试验设计方法寻找金荞麦花茶的最优浸泡条件,以紫外分光光度法测定金荞麦中总黄酮的含量。金荞麦花茶以液料比1∶50,90℃浸泡3次,每次30 min,为最佳浸泡工艺。
关键词:金荞麦;花茶;总黄酮
金荞麦Fagopyrum dibotrys(D.Don)Hara在植物分类上属于蓼科(Polygonaceae)荞麦属(Fagopyrum Mill)植物,功效清热解毒、排脓祛瘀,用于治疗肺痈吐脓、肺热喘咳、乳蛾肿痛[1]。俗称野荞麦,为多年生草本,原产于西北、东北、华北、西南一代的高寒地区,资源十分丰富,现广泛分布于我国南方大部分省区,是一种营养丰富并具有重要药用价值资源的植物。金荞麦中含有丰富的生物活性成分黄酮类化合物,其主要成分有芦丁,槲皮素,山奈酚,桑色素,表儿茶素,原矢车菊素等[2]。现代药理研究表明,荞麦属植物具有抗肿瘤、抗菌、解热镇痛抗炎、镇咳祛痰、抗血小板聚集、调脂降糖、抗氧化、抗突变、抗衰老等多种生物活性[3],对癌症[4-5]、糖尿病、高脂血症、风湿类气管炎、肺炎、外感发热、咽喉肿痛、咳嗽、皮肤化脓性感染、细菌性痢疾、消化性溃疡等疾病均有较好的疗效[6-7]。但在传统的应用中,金荞麦的药材基源为其根部,其他的部位没有得到充分的利用,造成资源的浪费。本研究以金荞麦的花为原料,探讨金荞麦花中总黄酮含量,以及各种浸泡工艺对金荞麦花中总黄酮溶出率的影响,以期为金荞麦花茶的开发利用提供理论参考。
1 材料与方法
1.1 材料、试剂和仪器
1.1.1材料
金荞麦花,采自贵州民族大学化学与环境科学学院药用植物园,去除杂质后,一份放入烘箱60℃烘干至恒重,放入干燥器备用;另一份自然阴干备用。
1.1.2 试剂
芦丁标准品购自贵州迪大科技有限公司,纯度为98%,无水乙醇,氢氧化钠,硝酸铝,亚硝酸钠均为分析纯。
1.1.3 仪器
上海舜宇恒平756pc紫外-可见光分光光度计、台湾艾柯DZG-303A超纯水机、北京科伟101-1型电热鼓风干燥箱。
1.2 总黄酮含量的测定与计算
将芦丁标准品在120℃下减压干燥至恒重,准确称取24 mg芦丁标准品,用60%乙醇定容至100 mL,获得0.2 mg/mL的芦丁标准溶液。分别吸取0.00、0.25、0.5、1.00、1.50、2.00、3.00、4.00 mL 芦丁标准溶液至10 mL容量瓶中,用60%乙醇补充至4.0 mL,振荡摇匀,加入0.4 mL 5%亚硝酸钠溶液摇匀后静置6 min,加入10%硝酸铝溶液0.4 mL,摇匀静置6 min,再加入4%氢氧化钠4mL,用60%乙醇定容至刻度,摇匀后静置15 min,在紫外分光光度计上510 nm处测吸光度(A),以芦丁质量浓度(mg/mL)为横坐标,吸光度(A)为纵坐标,绘制标准曲线,求得回归方程。
1.3 样品的处理
准确称取0.5 g干燥后的金荞麦花放入锥形瓶,加入一定量沸水后,立即进行水浴提取,经减压抽滤得到提取液,定容到100 mL容量瓶。
1.4 总黄酮含量的测定
准确吸取0.5 mL提取液按1.2.1步骤操作,重复3次,记录平均值,将所得吸光度值代入芦丁标准曲线,按以下公式计算:
式中:c为样液的浓度,(mg/mL);W为称取样重量,g;V为测定吸光度用样液的体积,mL。
1.4.1 总黄酮提取的单因素实验
以金荞麦干花中总黄酮的提取率为评价指标,选取浸泡次数、液料比、提取温度、提取时间4个因素做单因素实验。每个因素设定5个水平,以确定相关因素及各因素的合适范围。
1.4.2 总黄酮提取的正交试验
准确称取0.5 g金荞麦样品9份,分别选取浸泡次数、每次的液料比、提取温度、每次的提取时间四个因素及其对应的3个较优水平,进行L9(34)正交试验,确定提取总黄酮的最佳工艺条件。
1.5 不同干燥方法的比较
为比较烘箱60℃干燥与自然阴干的干燥方法对总黄酮溶出率的影响,在保持原料质量,液料比,水浴温度,浸泡次数,提取时间相同的条件下,测定总黄酮溶出率,重复3次,取平均值,比较差异。
2 结果与分析
L9(34)因素水平表见表1。
表1 L9(34)因素水平表Table 1Factors and levels of L9(34)test
2.1 芦丁标准曲线与线性方程
配置一系列芦丁浓度梯度,在紫外分光光度计上510 nm 处测吸光度(A),以芦丁质量浓度(mg/mL)为横坐标,吸光度(A)为纵坐标,绘制标准曲线,A=12.039c-0.000 4,R2=0.999 4,见图 1。
图1 芦丁标准曲线图Fig.1 Standard curve of rutin
2.2 单因素试验
2.2.1 浸泡次数
选择以水为溶剂,90℃水浴,液料比为1∶60,每次提取时间为20 min的条件下,比较浸泡次数对总黄酮溶出率的影响见图2。
图2 浸泡次数对金荞麦花中总黄酮含量的影响Fig.2 Influence of extraction times on Fagopyrum content
如图2所示,金荞麦花总黄酮溶出率随着浸泡次数的加大而加大,但是当浸泡次数达3次时增加缓慢,且提取5次时含量反而降低,这可能是提取次数过多,导致时间过长,让其遭到降解,导致得率降低。且过多的提取次数也容易导致杂质的溶出升高,因此选择提取为3次较为合适。
2.2.2 提取的温度
选择以水为溶剂,液料比为1∶60,每次提取时间为20 min,提取次数为3次的条件下,比较提取温度对总黄酮溶出率的影响见图3。
图3 提取温度对金荞麦花中总黄酮含量的影响Fig.3 Influence of extraction temperature on Fagopyrum content
如图3所示,金荞麦花总黄酮含量随提取温度的升高而升高,由于温度的升高有利于分子的运动,高温使得黄酮溶出率上升。可以看出温度对总黄酮的溶出率影响较大,选定70℃~90℃为提取温度。
2.2.3 提取时间
选择以水为溶剂,90℃水浴,液料比为1∶60,提取次数为3次的条件下,比较提取时间对总黄酮溶出率的影响见图4。
图4 提取时间对金荞麦花中总黄酮含量的影响Fig.4 Influence of extraction time on Fagopyrum
如图4所示,在提取时间40 min内时,金荞麦花总黄酮溶出率随时间的增加而增加,到达30 min后逐渐平缓,到达40 min后反而下降,从提取效果和经济两方面综合考虑,将单次的提取时间定为10 min~30 min。
2.2.4 液料比
选择以水为溶剂,90℃水浴,每次提取时间为20 min,提取次数为3次的条件下,比较液料比对总黄酮溶出率的影响见图5。
图5 液料比对金荞麦花中总黄酮含量的影响Fig.5 Influence of soild-liquid ratio on Fagopyrum content
如图5所示,适当体积的溶剂有利于黄酮类物质的溶出,液料比对金荞麦花总黄酮含量影响不大,将液料比定为 1∶40~1∶60。
2.3 正交实验结果
L9(34)正交试验结果见表2。
分析K值可知,A3B3C3D2为最佳提取工艺。即试验条件为:浸泡次数为3次,提取温度为90℃,每次提取时间30 min,液料比为1∶50。在此条件下,进行水浴提取,结果总黄酮得率为9.60%,高于正交试验组的9.06%。
表2 L9(34)正交试验结果Table 2 Results of the orthogonal test
2.4 不同干燥方法的比较
依据1.5和正交试验结果,分别取0.5 g经自然阴干的金荞麦花和0.5 g经60℃干燥的金荞麦花,在浸泡次数为3次,提取温度为90℃,每次提取时间30 min,液料比为1∶50的条件下,测定总黄酮溶出率。两种干燥方法的总黄酮溶出率分别为7.32%和9.60%。由此说明,与自然阴干相比,烘箱干燥的方法有助于总黄酮的溶出。新鲜采摘的金荞麦花最好可以用烘干方式进行干燥处理,这样既节约时间,又可以使金荞麦花的外观和品质得到较大的保留。
2.5 方法学考查
2.5.1 精密度试验
取芦丁对照品溶液,在510 nm波长处重复测定6次,吸光度未发生变化,结果表明仪器精密度良好。
2.5.2 稳定性试验
取样品供试液,在510 nm波长处,在0~90 min内间隔10 min测定一次吸光度,计算RSD为1.14%,结果表明,供试样品在90 min内稳定。
2.5.3 重复性试验
取样品6份,精密称定,按样品供试液的制备方法处理,求得RSD为1.71%,表明该样品的制备方法稳定
2.5.4 回收率试验
精密称取样品6份,每份0.5 g,精密加入芦丁对照品适量,按样品供试液的制备方法处理,计算平均回收率为99.83%,RSD为2.35%。
3 结论
在药材的传统应用中,金荞麦的药材基源为其根部。而金荞麦作为多年生宿根草本,其地上部分的生物产量也较为丰富。虽然现在对其籽粒的开发应用也有部分文献报道,但金荞麦其他地上部位没有得到充分的利用,造成资源的浪费。
本研究以金荞麦花为研究对象,对栽培金荞麦花的总黄酮含量进行了测定,并利用L9(34)正交试验,研究了金荞麦花总黄酮溶出率的最佳条件,即:金荞麦花与水的液料比为1∶40,浸泡次数为3次,提取温度为90℃,每次提取时间30 min。在此条件下,对自然阴干的花同法操作,结果自然阴干组的金荞麦花的总黄酮溶出率为7.32%,低于烘干组的金荞麦。新鲜采摘的金荞麦花最好可以用烘干方式进行干燥处理,这样既节约时间,又可以使金荞麦花的外观和品质得到较大的保留。
在癌症、糖尿病和高脂血症等疾病发病率日趋升高的今下,食疗已成为“治未病”最简单可行的方法。本研究结果表明,金荞麦花中含有丰富的黄酮类物质,可将其开发成一种良好的保健饮品,通过人们日常饮用,实现保健功能。同时也可通过促进传统医药材进入新资源食品目录,开发传统药材与健康养生产业的融合发展,以期充分利用资源,提高金荞麦的经济利用价值。
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The Preliminary Study of Fagopyrum Dibotrys Scented Tea's Manufacture Crafts
HUANG Ming-jian1,TANG Hong-min1,2,*
(1.College of Chemistry and Environmental Science,Guizhou Minzu University,Guiyang 550025,Guizhou,China;2.Guizhou Institute of Ethnic Medicine,Guizhou Minzu University,Guiyang 550025 ,Guizhou,China)
Abstract:investigation ofFagopyrum dibotrys(D.Don)Harascented tea's exploit crafts method:designed both in single factor test and orthogonal test to optimize the manufacture crafts of Fagopyrum dibotrys scented tea,in the way of uv spectrophotometry to text the contents of total flavonoids result:Liquid to material ratio 1∶50,soak in 90 ℃ for three times,30 mins everytime was best extraction technology.
Key words:Fagopyrum cymosum;sented tea;total flavonoids
DOI:10.3969/j.issn.1005-6521.2015.06.014
贵州省2014大学生创新创业训练计划(201410672009)
黄明健(1990—),男(汉),在读本科,研究方向:中草药开发。
汤洪敏,女,教授,博士,研究方向:种植资源保护。
2014-10-25