金丝海棠黄色素的微波辅助提取工艺研究
2018-01-12孙千鸿杨惠程崔小燕
孙千鸿 杨惠程 崔小燕
(昆明医科大学海源学院化学生化综合实验室,云南 昆明 650106)
金丝海棠HypericummonogynumL.是金丝桃科金丝桃属植物,作为景观植物和民间药用植物,在中国的中部和南部各省广泛栽培。据记载,金丝海棠果实被作为连翘的代用品,根部具有祛风湿,止咳,治跌打损伤的作用。现代药理研究发现金丝海棠提取物具有抗氧化、抗菌和抗病毒活性[1]。利用微波法提取植物色素具有不破坏有效成分的同时,保留色素色泽,耗能小极效率高等优点,受到了植物提取领域的广泛应用和研究。针对金丝海棠在云南多地植被丰富的优点,对其有效成分和色素含量高等优势[2],进而在提取其有效成分的同时也能探究其色素的提取。本实验采取正交优化实验来选择最佳工艺参数,以提取液的吸光度值为考察指标。实验对微波法提取金丝海棠色素进行了研究,对金丝海棠的研究和利用更全面化。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
原料为昆明嵩明杨林镇附近山坡野生的金丝海棠新鲜花朵,色泽为艳丽的黄色。仪器:MDS微波萃取仪(上海屹尧科技有限发展公司)、UV-1800紫外双光束分光光度计(上海美普达有限公司)、723s型可见分光光度计(上海仪电分析仪器公司)、旋转蒸发仪(上海亚荣仪器设备公司)。
试剂:丙酮、甲醇、盐酸、无水乙醇(分析纯)。
1.2 实验方法
1.2.1工艺流程
金丝海棠花朵晒干—粉碎—调整物料比—微波提取—过滤—蒸发—干燥—待用。
1.2.2操作要点
采摘新鲜的花朵,晒干,称量1.0 g,50 mL 100%乙醇,微波功率500 w,微波萃取120 s,料液比1 g∶40 mL,离心后过滤取1 mL,加入50 mL蒸馏水稀释,开始波长测定。以蒸馏水为空白液,在紫外可见分光光度仪200-400 nm范围扫描,测得金丝海棠色素的特征光谱及最大波长为328 nm,初步判断色素分类为类黄酮化合物类色素。
量取微波萃取液10 mL,250 mL蒸馏水定溶待用。通过乙醇浓度、提取时间、提取功率和料液比因素进行正交试验分析,选择有效数据并与传统提取法进行比较。
1.2.3操作步骤
1.2.3.1 乙醇浓度与吸光度的关系
根据相关植物色素提取发现酸性乙醇溶液作为提取剂不但色素提取率高,而且抑菌效果较好[3]。该色素最大吸收波长358 nm,分别测定各提取液的吸光度值,乙醇浓度越大其吸光度值也越高。并且在80%,90%,100%乙醇溶剂下吸光度分布合理,杂质较少,颜色呈现棕黄色。选用上述三个数值为正交实验数据。
表1 乙醇浓度与吸光度的关系Table 1 The relationship between alcohol concentration
1.2.3.2 料液比与吸光度
从表2数据可分析发现,吸光度最大显示在1∶40,吸光度减小在1∶60以后,颜色逐渐变浅,因此选用1∶30,1∶40,1∶50为正交实验数据。
表2 不同料液比与吸光度的关系Table 2 Relationship between alcohol dosage and the absorbance
1.2.3.3 提取时间与吸光度
从表3的数据可见,微波提取时间在120 s时吸光度最大,时间过长有浅灰色的杂质出现。选用120,140,160 s为正交实验数据。
表3 提取时间与吸光度的关系Table 3 Extraction time absorbance of linear map
1.2.3.4 提取功率与吸光度
在表4数据中可见,400 w的功率效果较好,选正交实验数据为300,400,500 w为。
表4 提取功率与吸光度的关系Table 4 Extraction of the relationship between power and the absorbance
实验先进行了单因素的平行实验,初步判断了四个正交试验因素:提取液浓度、提取料液比、提取时间、提取功率。采用正交表为:L9(34)的正交试验设计重复2次,根据方差分析确定因素的影响顺序。
表5 微波法辅助提取实验正交试验结果Table 5 Microwave extraction hammer with orthogonal test results
表6 方差分析表Table 6 Analysis of variance table
2 结果与讨论
由表5中的R值和k1、k2、k3值可判断四种因素的影响显著性顺序,影响微波提取金丝海棠色素提取效果的主次关系顺序为:提取功率>乙醇浓度>微波时间>料液比,同时确定最佳提取工艺组合为A3B3C1D2为微波功率500 W,选用酸性无水乙醇溶液为提取剂,提取时间2 min,料液比为1 g∶40 mL。由表6方差分析可见,提取功率在各因素中影响较为显著性。
3 结 论
通过平行实验选择线性较合理的实验数据,通过正交实验研究出金丝海棠色素微波辅助提取技术的最佳工艺条件,同时实验发现利用微波萃取仪进行植物色素的提取,其功率越高温度误差随之增大,同时也会影响提取含量。因此很好的利用和控制微波萃取仪是提取色素方法中较为高效、节能和环保的提取方法。
[1] 王曙阳,崔颖. 金丝桃素提取、分离方法的研究[J].中兽医医药杂志,2007,06(018):24.
[2] 杨光伟,李名扬. Cuphea tolucana的离体培养及植株再生[J].植物生理学通讯,1995,31(03):206.
[3] 金钦.微波化学[M].北京:科学出版社,2001:166.