李小萍,辛秀兰,刘亚红,梁 琪,＊

(1.甘肃农业大学食品科学与工程学院,甘肃兰州 730070; 2.北京电子科技职业学院生物技术系,北京 100029)

红树莓果实中鞣花酸的提取工艺研究

李小萍1,辛秀兰2,刘亚红2,梁 琪1,＊

(1.甘肃农业大学食品科学与工程学院,甘肃兰州 730070; 2.北京电子科技职业学院生物技术系,北京 100029)

采用 60%甲醇、无水乙醇、1.2mol/L的盐酸对红树莓果实中的鞣花酸进行了提取,确定了丙酮为较好的提取溶剂。考察了丙酮浓度、提取温度、料液比、提取时间 4个因素对提取鞣花酸的影响,确定最佳工艺参数为:85%丙酮、料液比 1∶12、提取时间为 90min、提取温度 80℃。采用最佳工艺条件进行提取,确定红树莓果鞣花酸含量为 322μg/g。

红树莓,鞣花酸,单因素实验,正交实验

1.1 材料与仪器

红树莓果 由北京汇源果汁饮料集团公司提供;鞣花酸对照品 由北京裕华创新科技发展公司提供(纯度 >95%);甲醇 色谱纯,天津市西华特种试剂厂;盐酸、丙酮、二甲亚砜 北京化工厂;其余试剂 均为分析纯。

Agilent-1100高效液相色谱仪 美国安捷伦公司;电子分析天平 奥豪斯国际贸易 (上海)有限公司;超声波清洗器 KQ-100DE型,40kHZ,昆山市超声仪器有限公司;恒温水浴锅 北京医疗设备厂;旋转蒸发器 德国海道夫;回流提取装置 北京科学仪器厂。

1.2 实验方法

1.2.1 色谱条件 色谱柱为 ODSHYPERSL C18柱(100mm×4.6mm,5μm);流动相为 CH3OH-三氟乙酸(0.3%)(体积比 50∶50),流速为 1mL/min,柱温25℃,检测波长为 254nm。

1.2.2 对照品溶液的制备 精密称取鞣花酸对照品16.10mg,置 50mL容量瓶中,用二甲亚砜溶解并稀释至刻度,摇匀。经 0.45μm的微孔滤膜过滤,制成0.322mg/mL的溶液,作为对照品溶液。

1.2.3 标准曲线 吸取对照品溶液,分别以 1、3、5、 10、15、20、25L进样,测定峰面积,以峰面积为纵坐标,鞣花酸含量 (g)为横坐标进行回归。

1.2.4 鞣花酸含量的测定 称取树莓果浆 15g,70%丙酮 150mL(内含 1.2mol/L的盐酸及 0.2g维生素 C)回流提取 60min,真空抽滤,用旋转蒸发仪蒸干丙酮溶液,残渣用二甲基亚砜溶解,定容于 50mL的容量瓶中,经 0.45μm的微孔滤膜过滤,用于 HPLC分析,用峰面积表示鞣花酸的提取量,根据峰面积的大小优化工艺条件。

1.2.5 提取溶剂的选择 用 60%甲醇、无水乙醇、70%丙酮、1.2mol/L的盐酸作为提取剂,在温度90℃、料液比 1∶8、浸提 60min,真空抽滤,用旋转蒸发仪蒸干丙酮溶液,残渣用二甲基亚砜溶解,定容于50mL的容量瓶中,经 0.45μm的微孔滤膜过滤,用于HPLC分析[4-7],选出合适的溶剂。

1.2.6 鞣花酸提取的单因素实验 取 15g树莓果,以丙酮为提取剂,依次对其溶剂浓度、料液比、提取时间、提取温度进行单因素实验,测定方法同 1.2.4。

1.2.7 确定最佳工艺条件的正交实验 在单因素实验的基础上,选择溶剂浓度、提取时间、料液比、提取温度进行 4因素 3水平正交实验,采用 L9(34)正交表,确定最佳的工艺参数。以提取液中鞣花酸的含量为考察指标,鞣花酸含量以峰面积表示。

表 1 正交因素水平表

1.2.8 数据分析 每个处理进行 3次重复,取平均值,采用 SPASS统计软件进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 标准曲线

以峰面积为纵坐标,鞣花酸含量 (μg)为横坐标进行回归,得方程 A=7884.6m-689.65,r=0.9999。鞣花酸的含量在 0.322～8.05μg范围内与峰面积呈良好的线性关系。

2.2 提取溶剂的选择

在相同的提取条件下,不同溶剂提取的鞣花酸测定含量,由图 1可以看出,60%甲醇、无水乙醇、1.2mol/L的盐酸三者鞣花酸的提取率差异不显著, 70%的丙酮提取的鞣花酸提取率存在明显的差异,所以选用 70%的丙酮对树莓果中的鞣花酸进行提取。

2.3 丙酮浓度对鞣花酸提取的影响

从图 2可以看出,随丙酮浓度的逐渐增大,提取率也随之上升。在浓度达到 80%以后,鞣花酸提取率开始下降,原因可能是由于鞣花酸的极性较大,丙酮浓度太大时,会溶解其他的杂质,进而影响了鞣花酸的提取率,所以选用 80%的丙酮回流提取。

2.4 固液比对鞣花酸提取率的影响

图 1 不同提取剂的提取效果

图 2 丙酮浓度对鞣花酸提取率的影响

从图 3可以看出,固液比在 1∶6～1∶12之间,鞣花酸提取率随着丙酮用量的增加而增加;固液比大于1∶12后,再增加丙酮的用量,提取率明显下降,最后趋于平缓。原因可能是因为溶剂的用量越大,提取就越充分,但是当达到一定的浓度时,一定比例的溶剂将有效成分近于完全溶出,再增大溶剂用量,得率就不会有明显的变化。所以,提取剂的用量以原料的12倍为好。

图 3 固液比对鞣花酸提取率的影响

2.5 提取温度对鞣花酸提取率的影响

从图 4可以看出,随着温度的升高,鞣花酸的提取率也升高,这是由于随着温度的升高,分子运动速度加快,渗透、扩散、溶解速度加快,使鞣花酸更容易从细胞中转移到溶剂中,从而使鞣花酸的得率提高;但是当温度上升到一定程度时,提取率反而下降,这可能是因为温度过高而被氧化破坏,从而使其得率不再增加甚至下降。所以,提取温度以 80℃为宜。

图 4 提取温度对鞣花酸提取率的影响

2.6 提取时间对鞣花酸提取率的影响

从图5可以看出,浸提90min的鞣花酸提取率达到最大,再延长浸提时间,鞣花酸的提取率反而下降,可能是因为有较多杂质的溶出,影响了得率。因此,浸提 90min为最佳。

图 5 提取时间对鞣花酸提取率的影响

2.6 正交实验分析

由表 2正交实验结果表明,各因素对鞣花酸得率的影响大小顺序为A>B>D>C,即丙酮浓度对实验结果影响最大,与单因素结果一致。固液比的影响次之,提取温度和提取时间的也有一定的影响,但是影响差异不显著,方差分析见表 3。丙酮浓度和固液比在第 2个水平时,提取率达到最大;提取温度在第 3个水平时,提取率最大,但是第 2水平和第 3水平差异不大的情况下,选用第 2水平,避免高温带来的杂质影响;时间在第 1个水平时提取率最大,但是考虑提取时间太短提取不充分,时间太长使得提取周期延长,而且长时间的高温提取有可能造成鞣花酸被破坏,实验表明 90min为最佳提取时间。经分析可知,丙酮浓度80%、固液比1∶12(g∶mL)、提取温度80℃、提取时间 90min,在最佳组合下进行验证实验,可得总黄酮得率为 323μg/g,高于前述各实验组合。

表 2 正交实验及结果

表 3 正交实验方差分析

3 结论

从红树莓果实中提取鞣花酸最好的提取溶剂为丙酮,最佳的提取工艺为:在 80℃条件下,用 80%的丙酮回流提取 90min,固液比为 1∶12(W∶V)。

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Study on the extraction processing of ellagic acid form the fruit of red raspberry

L I Xiao-ping1,XIN Xiu-lan2,L IU Ya-hong2,L I ANG Qi1,＊
(1.College of Food Science and Technology,Gansu AgriculturalUniversity,Lanzhou 730070,China; 2.Beijing Electronic Science and TechnologyVocational College,Beijing 100029,China)

The extrac tion of e llag ic ac id form the fruits of red rasp be rry us ing m e thanol(60%),absolute e thyl,and a lcohol hyd rochloric ac id(1.2m ol/L)was s tud ied and ace tone was the be tte r solvent.Effec ts of ace tone concentra tion,ra tio of m a te ria l to liquid,extrac tion t im e and extrac tion temp e ra ture on e llag ic ac id we re inves tiga ted.Op t im um extrac tion p rocess ing p a ram e te r was de te rm ined as follows:ace tone concentra tion was 85%,ra tio of m a te ria l to liquid was1g:12mL,extrac tion t im e was90m in,extrac tion temp e ra ture was80℃,content of e llag ic ac id reached322μg/g fresh fruit by the op t im um extrac tion technology p a ram e te rs.

red rasp be rry;e llag ic ac id;s ing le-fac tor exp e r im ents;orthogona l tes t

TS255.1

B

1002-0306(2010)01-0277-03

红树莓亦称木莓,又名托盘、覆盆子、悬钩子和马林等,是蔷薇科悬钩子属 (Rosa ceae)小灌木。树莓果实色泽鲜艳,香气浓郁,酸甜可口,糖含量与苹果、梨、柑桔三大水果相似,氨基酸及铁、锌、磷等含量高于苹果、葡萄。它含有比现有栽培水果及其他任何野果树都高的维生素 E、SOD(超氧化物歧化酶)、氨基丁酸等抗衰老物质,特别是抗癌物质鞣化酸含量丰富,对结肠、宫颈、乳腺和胰脏癌细胞有特殊疗效。临床实验证明,红莓的鞣化酸很容易被人体吸收,能引起癌细胞的凋亡,食用红莓是抑制某些癌症发生的一种简单、有效的自然疗法。所以欧美称它为“红宝石”、“癌症的克星”[1-3]。因此,基于树莓果中鞣花酸的含量丰富,以及鞣花酸具有较高的开发和利用价值,本文对树莓果中鞣花酸的提取工艺进行了研究。

1 材料与方法

2009-03-27 ＊通讯联系人

李小萍 (1984-),女,硕士研究生,研究方向:营养与食品卫生。

公益性行业科研专项(nyhyzx07-028,2006-G25);北京市职业院校教师素质提高工程经费资助。