雄蚕蛾养生酒睾丸酮活性物质提取工艺研究
2017-11-10罗小杰蒙艺英任二芳王淋靓艾静汶谢朝敏黄欣欣刘功德叶雪英
罗小杰,蒙艺英,任二芳,王淋靓,艾静汶,谢朝敏,黄欣欣,刘功德,叶雪英
(1.广西壮族自治区亚热带作物研究所,广西南宁530001;2.广西亚热带农产品加工研究所,广西南宁530001;3.广西壮族自治区蚕业技术推广总站,广西南宁530007)
雄蚕蛾养生酒睾丸酮活性物质提取工艺研究
罗小杰1,2,蒙艺英3,任二芳1,2,王淋靓1,2,艾静汶1,2,谢朝敏1,2,黄欣欣1,2,刘功德1,2,叶雪英1,2
(1.广西壮族自治区亚热带作物研究所,广西南宁530001;2.广西亚热带农产品加工研究所,广西南宁530001;3.广西壮族自治区蚕业技术推广总站,广西南宁530007)
以雄蚕蛾为原料生产雄蚕蛾养生酒,探索雄蚕蛾体内睾丸酮活性物质最佳的提取工艺,确定最优条件为:米酒流加速度0.5mL/min,米酒流加量800mL,酒度50%vol。在此工艺条件下雄蚕蛾的睾丸酮活性物质提取率为91.1%。
雄蚕蛾;养生酒;睾丸酮;活性物质
雄蚕蛾,又名“原蚕蛾”、“晚蚕蛾”,系鳞翅目蚕蛾科昆虫家蚕(Bombyx mori Linnaeus)的雄性成虫[1],是桑蚕制蚕种生产进程中的副产品。历史上早就有关于蚕蛾的药用保健功能的研究,在传统医学中属药食同源昆虫,其美味可口和保健治疗功效在历史上流传已久[2],据史料记载,在唐宋时期雄蚕蛾就被视为一种珍贵的补品[3],皇室通常将雄蚕蛾作为补肾、抗衰老、延生益寿的补品。明朝著名医药学家李时珍在《本草纲目》中也称雄蚕蛾为“神虫国宝”[4],认为此虫具有补肝肾、壮阳涩精、抗衰老的神奇功效。《中药大辞典》述:“原蚕蛾[功效主治]补肝益肾,壮阳涩精。治阳痿、白浊、尿血、创伤、溃病及烫伤[5]。
科学研究表明,蚕蛾体内含有丰富的生理活性物质[6],雄蚕蛾体内含有脑激素、蜕皮激素和保幼激素、雌二醇、孕酮、睾丸酮、促卵泡释放激素、垂体泌乳素等人类激素,具有壮阳、补阴等调节内分泌的功效[7]。此外,雄蚕蛾虫体中还含有很多对人体健康十分有益的营养物质,如细胞色素C、维生素B12、磷脂等多种生理活性物质。蚕蛾具有治疗白内障、抗衰老、壮阳、抗疲劳、增强免疫、促进细胞生长和调节机能等作用[8],雄蚕蛾作为天然“药食同源”极品,具有丰富的营养价值和药用前景。
雄蚕蛾养生酒是选用未交配家蚕活体初羽化雄蚕蛾及枸杞、山药、益智仁、党参、桂圆等多种辅料,经粉碎,再采用米香型白酒渗漉、调配而成,较好地保留了雄蚕蛾体内的生理活性物质,具有增强人体免疫力、抗衰老、抗疲劳,符合现代社会人们对养生保健饮品的要求。
雄蚕蛾作为一种药食同源的食材,其药用性和可食性早已被传统医学界和民间所证实[9]。近年来,国内也有利用雄蚕蛾为主要原料生产保健产品。其中包括雄蚕蛾胶囊[10]、保健酒[11]、提取浓缩液[12]等,但加工方法基本采用传统工艺生产,雄蚕蛾中含有的生理活性成分一般都没有进行定量分析,加工过程有效成分提取率低或被破坏较多,产品的保健功能不明确。本研究以家蚕品种未交配的雄蚕蛾为主要原料生产雄蛾养生酒,并利用单因素试验和正交试验优化雄蚕蛾养生酒中睾丸酮活性物质最优提取工艺条件,为探索雄蚕蛾养生酒睾丸酮活性物质提取提供理论参考。
1 材料与方法
1.1 主要材料与仪器
雄蚕蛾:广西华佳蚕种场;枸杞、山药、益智仁、党参、桂圆、米香型白酒:市售;甲醛(AR级):东莞市东旺化玻仪器有限公司;睾丸酮标准样品:广东泛宏贸易有限公司;无水乙醇:广东光华科技股份有限公司。
101-2-BS-II型电热烘箱:上海跃进公司;DF-20型粉碎机:温州市林大公司;KELAO型渗漉罐:上海科劳公司;Waters高效液相色谱仪:Waters中国有限公司;JM-B型天平:上海纪铭有限公司。
1.2 方法
1.2.1 雄蚕蛾养生酒生产工艺流程
1.2.2 雄蚕蛾养生酒操作要点
1.2.2.1 原料要求
选用无化学农药污染及未交配家蚕活体初羽化雄蚕蛾为主料,以枸杞、山药、益智仁、党参、桂圆等为辅料,经过粉碎、渗漉、优化配比。
1.2.2.2 雄蚕蛾去鳞毛除腥
雄蚕蛾通过清水冲洗、机器揉搓脱毛、脱鳞,沥干水后在65℃左右的温度进行烘烤6 h。
1.2.2.3 雄蚕蛾有效成分的提取
为了能快速提取雄蚕蛾有效成分,将去除鳞毛和头部的雄蚕蛾用粉碎机进行粉碎,将蛾粉装入渗漉罐,加入50%vol米香型白酒进行渗漉,取滤液
1.2.2.4 辅料有效成分的浸提
为了使辅料有效成分能快速浸提,采用粉碎机进行粉碎,粉碎细度要求在200目以上,并用50%vol左右的米香型白酒浸提。
1.2.2.5 混合调配
雄蚕蛾渗漉液与中药材浸提液经优化配比,调配、过滤、杀菌、灌装得到养生酒。
1.2.3 单因素试验
以睾丸酮提取率为考核指标,考察酒度、流加速度、米酒流加量对雄蚕蛾养生酒中睾丸酮活性物质的影响。
1.2.4 正交试验
选用流加速度、酒度、米酒流加量3个因素进行正交试验优化雄蚕蛾养生酒睾丸酮活性物质的提取工艺,因素水平设定如表1所示。
1.2.5 睾丸酮标准曲线的绘制
睾丸酮含量采用高效液相色谱方法测定。
表1 正交试验因素与水平表Table 1 Orthogonal test factors and levels
液相条件:Waters高效液相色谱仪,色谱柱(shin pack C18 150×4.6 mm);流动相1为乙腈,流动相2为超纯水,进样体积比70∶30;流速1.0 mL/min,进样量 10 μL;柱温室温20℃;检测波长242 nm;
精确称取睾丸酮标样5 mg,置于10 mL容量瓶中,加入甲醛溶解稀释至刻度,摇匀。再将此溶液稀释100倍作为标准溶液。此时浓度为5 μg/mL。进样量分别为 2、4、6、8、10 μL。记录峰面积,以峰面积为纵坐标(y),以标准品的质量(μg)为横坐标(x),绘制标准曲线:y=4×106x+1 110.7,R2=0.999 9。标准曲线图如图 1。
1.2.6 雄蚕蛾虫体睾丸酮含量的检测
从蚕种场取回经烘干的雄蛾研磨成粉;取10 g雄蚕蛾粉末加入200 mL无水乙醇,密封处理。每隔两天搅拌一次,一个月后检测样品中的睾丸酮含量。
1.2.7 雄蚕蛾养生酒睾丸酮提取率的计算
从蚕种场取回经65℃、16 h烘烤的雄蚕蛾,粉碎,置于渗漉罐中,用一定酒度的米酒浸润并流加,放出提取液进行渗提,所得提取液经高效液相色谱方法测定,测得雄蚕蛾养生酒中睾丸酮含量。雄蚕蛾睾丸酮提取率的计算公式为:
图1 睾丸酮标准曲线Fig.1 The standard curve of testosterone content to ABS(peak area)
2 结果与分析
2.1 雄蚕蛾睾丸酮含量
经检测,雄蚕蛾烘干前含水量为38.6%
睾丸酮标样出峰时间为:RT标=4.03 min(见图2)。
由于样品中含有成分比较复杂,液相色谱检测时睾丸酮出峰时间会有误差,设置出峰时间(RT标±RT标×5%)min范围内均为样品中睾丸酮的出峰时间。
图2 睾丸酮标准样品出峰时间(RT标)及雄蚕蛾睾丸酮出峰时间(RT样)Fig.2 The testosterone standard sample peak time and male moth testosterone peak time
经过液相色谱仪检测,样品中睾丸酮出峰时间为RT样=3.97 min,峰面积为1 465 377,计算得睾丸酮含量为3.67 μg/mL。换算成蚕蛾干料睾丸酮的含量为:3.67 μg/mL×200 mL÷10 g=73.4 μg/g干料。
2.2 提取条件单因素试验
2.2.1 酒度对雄蚕蛾睾丸酮提取的影响
雄蚕蛾体内的睾丸酮属于甾体激素类物质,不溶于水,易溶于乙醇等有机溶剂。选择合适的乙醇浓度和方法提取样品的甾体激素,对提取率有关键的作用。
研究分别采用酒度为 20%vol、30%vol、40%vol、50%vol、60%vol的米香型白酒对100 g雄蚕蛾进行渗提,流加速度为1.0mL/min,米酒流加量均为700mL,结果如图3所示。
图3 酒度对睾丸酮提取率的影响Fig.3 The effect of alcohol on testosterone extraction rate
雄蚕蛾的睾丸酮提取率随着酒度升高呈逐渐增大的趋势,当酒度超过50%vol时提取率增高趋势减缓,可见,高浓度的酒有利于睾丸酮物质的溶出,但到一定程度作用不大。综合考虑蚕蛾活性成分的得率以及目前市面上的高度米酒的酒精度,宜选用酒度为50 vol%左右的米酒渗提。
2.2.2 流加速度对雄蚕蛾睾丸酮提取的影响
采用酒度为50%vol的米香型白酒对100g雄蚕蛾进行渗提,流加速度分别为 1.8、1.4、1.0、0.6、0.2 mL/min,米酒流加量均为700 mL,结果如图4所示。
图4 米酒流加速度对睾丸酮提取率的影响Fig.4 The effect of rice wine rate on testosterone extraction rate
雄蚕蛾睾丸酮的提取率随着流加速度减少而增大,当流加速度减为1.0 mL/min之后,提取率增加不明显,固以1.0 mL/min左右为宜。
2.2.3 米酒流加量对雄蚕蛾睾丸酮提取的影响
采用酒度为50%vol的米香型白酒对100 g雄蚕蛾进行渗提,流加速度固定为1.0 mL/min,米酒流加量分别为 600、700、800、900、1 000 mL,结果如图 5 所示。
图5 米酒流量对睾丸酮提取率的影响Fig.5 The effect of rice wine flow on testosterone extraction rate
雄蚕蛾的睾丸酮提取率随着流加量增大而增加,当流加量达800 mL时提取率增加趋于平缓,从提取液的浓度和经济角度来考虑,最佳流加量为800 mL左右。
2.3 雄蚕蛾睾丸酮提取条件的正交试验优化
在单因素试验的基础上,选用米酒流加速度A、酒度B、米酒流加量C为考察因素,利用三因素三水平L9(33)设计正交试验[13],以全面研究这3个因素的正交作用对雄蚕蛾睾丸酮浸提的影响,从而确定最佳提取条件。试验结果及直观分析如表2所示。
表2 正交试验设计与结果Table 2 Design and results of the orthogonal experiments
由正交表2中的极差R值可见,RA=2.1>RC=1.7>RB=1.2,可确定米酒流加速度是影响雄蚕蛾睾丸酮浸提的主要因素,其次是米酒流加量,酒度的影响最小。由试验结果可以看出,A1B2C2组合雄蚕蛾睾丸酮提取率最高,即米酒流加速度为0.5 mL/min,米酒流加量800 mL,米酒的酒度50 vol%,所得的雄蚕蛾睾丸酮提取率最高,此条件也存在于正交试验中,得到的睾丸酮提取率为91.1%。
3 结论
本研究以华佳蚕种场提供的雄蚕蛾为试验材料,针对公司在生产雄蚕蛾养生酒过程中的工艺条件进行了研究和探索,优化后的提取工艺为:米酒流加速度 0.5 mL/min,米酒流加量 800 mL,酒度 50%vol,这将为公司今后生产雄蚕蛾养生酒提供参考依据。
雄蚕蛾是蚕桑生产中的副产物,具有良好的药用价值,开发雄蚕蛾酒,将蚕桑副产物科学化、规范化、合理化开发利用与祖国传统医药相结合,为蚕桑产业副产物的综合利用找到了一条新的途径,进一步拓宽蚕桑生产的发展空间。
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Study on the Extraction of Testosterone Active Substance in Male Silkworm Moth Health Wine
LUO Xiao-jie1,2,MENG Yi-ying3,REN Er-fang1,2,WANG Lin-liang1,2,AI Jing-wen1,2,XIE Chao-min1,2,HUANG Xin-xin1,2,LIU Gong-de1,2,YE Xue-ying1,2
(1.Guangxi Subtropical Crops Research Institute,Nanning 530001,Guangxi,China;2.Guangxi Institute of Subtropical Agricultural Products Processing,Nanning 530001,Guangxi,China;3.The General Station of Sericulture Technology Popularization of Guangxi,Nanning 530007,Guangxi,China)
It had been developed that the optimal extraction process of testosterone active substance in male silkworm moth health wine by using male silkworm moth as the raw material.The optimal extraction conditions were:the acceleration of rice wine was 0.5 mL/min,the amount of rice wine was 800 mL,the alcohol was 50%vol.Under this conditions,the extraction rate of testosterone active substance in the industrial production of male silkworm moth health wine reached 91.1%.
male silkworm moth;health wine;testosterone;active substance
10.3969/j.issn.1005-6521.2017.22.011
广西科学研究与技术开发计划项目(桂科攻13254007);广西工程技术研究中心组建计划任务书(2015GCZX13)
罗小杰(1970—),男(壮),高级工程师,本科,研究方向:农产品加工研究。
2017-08-14
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