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三七渣总黄酮提取及其抗氧化活性的研究

2015-10-24林晓于恩江刘珊珊张莱娣典灵辉

食品研究与开发 2015年11期
关键词:乙醇溶液黄酮乙醇

林晓,于恩江,刘珊珊,张莱娣,典灵辉

(广东医学院,广东东莞523808)

三七渣总黄酮提取及其抗氧化活性的研究

林晓,于恩江,刘珊珊,张莱娣,典灵辉*

(广东医学院,广东东莞523808)

采用超声波辅助提取三七渣中总黄酮,并对其抗氧化活性进行评价。通过单因素试验考察乙醇体积分数、浸提温度、浸提时间和提取功率对总黄酮提取率的影响。在此基础上,采用L9(34)正交设计法优化最佳提取工艺,得到三七总黄酮最佳提取工艺。结果表明,采用体积分数90%乙醇按照1∶10(g/mL)料液比在70℃下超声提取1.5 h,超声功率为70 W,总黄酮提取率为1.408%。三七总黄酮对DPPH自由基有较强的清除作用,并与总黄酮质量浓度呈一定的量效关系,结果显示三七总黄酮具有较好的抗氧化活性,作为一种天然的抗氧化剂具有较好的应用前景。

三七;总黄酮;超声波;提取工艺;抗氧化活性

三七(Panax notoginsen(Burk)F.H.Chen),又名田七,金不换,参三七,为五加科人参属植物,是我国名贵的中药材,以根、根状茎入药,具有化瘀止痛、消肿定痛的功效[1]。它的主要活性成分包括三七皂苷、黄酮皂苷、三七素、挥发油、多糖、甾醇类、常量和微量元素,氨基酸、蔗糖、无机盐等[2]。近年来对三七活性成分的研究主要集中在皂苷类成分上,研究表明三七总皂苷具有心肌保护作用[3]、预防血栓和抗血栓作用[4]等。而关于三七总黄酮的研究则相对较少,尤其是三七渣中总黄酮的研究没有相关报道。三七渣是某制药厂用80%乙醇冷浸提三七提取总皂苷后剩余的药渣。制药厂对三七的用量非常大,大量三七渣被弃掉,为了将其变废为宝,本研究对其总黄酮进行初步研究,为进一步开发利用提供理论依据。本实验采用超声辅助提取三七渣中的总黄酮,并采用正交试验优化最佳提取工艺,同时对其提取物进行抗氧化活性研究。本研究为三七渣的回收利用提供了新的方向,也为食用天然抗氧剂的工业化生产提供技术参考。

1材料与方法

1.1原料与试剂

三七渣经程纪伦老师鉴定为三七根(Panax notoginsen(Burk),某制药有限公司提供;

F.H.Chen);二苯代苦味酸自由基(DPPH):Sigma公司;芦丁对照品:上海生科试剂有限公司;无水乙醇,亚硝酸钠,硝酸铝,氢氧化钠等为国产分析纯。

1.2仪器

KQ5200DB数控超声波清洗器:苏州江东精密仪器有限公司;UV-1800PC紫外可见分光光度计:郑州南北仪器设备有限公司。

1.3方法

1.3.1三七总黄酮提取及含量测定

称取药材粉1.00 g于50 mL的三角瓶中,加入一定量体积分数的乙醇溶液,超声提取一定时间,过滤,得滤液,用60%乙醇定容为10 mL。

精确称取芦丁对照品20 mg,加70%乙醇,超声使其完全溶解,置于100 mL的容量瓶,摇匀,得到浓度为0.2mg/mL的芦丁标准贮备溶液。分别精密吸取0.2mg/mL的芦丁对照液0.00、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00置于10 mL容量瓶分别加入5%亚硝酸钠溶液0.4 mL,摇匀,静置6 min;再加10%硝酸铝溶液0.4 mL,摇匀,静置6 min;再加4%氢氧化钠溶液4.0 mL,加60%乙醇稀释至刻度,摇匀,静置15 min,以试剂作空白参比,参照《中国药典》2010年版一部附录VA紫外-可见分光光度法,于510 nm处测吸光度,以吸光度A和浓度C进行回归。得到回归方程为:A=8.860 0C+0.012 4,R2=0.998 5。在0.02 mg/mL~0.10 mg/mL浓度范围内线性关系良好。采用标准曲线计算总黄酮的含量。

1.3.2三七总黄酮的最佳提取条件的考察

以单因素试验考察提取条件,在此基础上,选用L9(34)正交试验优化三七总黄酮的最佳提取工艺。

1.3.3三七总黄酮对DPPH自由基清除的测定[5-6]

取各不同浓度提取液2.00 mL,加入DPPH乙醇溶液2.00 mL,摇匀后放置30 min,分别测定在517 nm处的样品的吸光度值Ai。2.00 mL DPPH乙醇溶液与2.00 mL乙醇溶液混合后在517 nm处的空白吸光度值Ac。以95%乙醇溶剂为对照,根据以下公式计算提取液自由基的清除率:

式中:Ac为DPPH乙醇溶液与乙醇溶液混合后吸光度;Ai为待测样品加入DPPH乙醇溶液后的吸光度。

2结果与分析

2.1乙醇体积分数对总黄酮提取率的影响

精确称取1.00 g三七渣粉末5份,分别加入10 mL体积分数为75%、80%、85%、90%、95%的乙醇,在60℃下超声提取总黄酮。其结果见图1。

图1 乙醇体积分数对总黄酮提取率的影响Fig.1Effect of ethanol concentration on extraction efficiency of total flavonoids

由图1可知,总黄酮提取率随着乙醇浓度的增加呈先增加后减少的趋势,乙醇浓度在90%时总黄酮的提取率最大。可能是由于三七黄酮类成分的极性较小,乙醇的体积分数增加,对极性小的成分提取率高。

2.2提取温度对总黄酮提取率的影响

精确称取1.00 g三七渣粉末5份,加入10 mL体积分数为90%的乙醇,分别在40、50、60、70、80℃下超声提取总黄酮。其结果见图2。

图2 提取温度对总黄酮提取率的影响Fig.2Effect of extraction temperature on extraction efficiency of total flavonoids

从图2可知,在提取温度从40℃上升到80℃的过程中,总黄酮提取率随着温度的上升呈先增加后减少的趋势。温度60℃时总黄酮提取率最大,因此,提取三七渣总黄酮的最佳温度为60℃。黄酮溶解度随着温度升高而增大,但是温度较高时,黄酮结构容易破坏,因此,在温度超过60℃时黄酮提取率降低。

2.3提取时间对总黄酮提取率的影响

精确称取1.00 g三七渣粉末5份,加入10 mL体积分数为90%的乙醇,分别在60℃下超声提取总黄酮0.5、1、1.5、2、2.5 h。其结果见图3。

图3 提取时间对总黄酮提取率的影响Fig.3Effect of extraction time on extraction efficiency of total flavonoids

从图3可知,当超声提取时间从0.5 h延长到2.5 h时,总黄酮的提取率先随时间的延长而增加,后随时间的延长而减少最后趋于平缓,并在1.5 h提取率最大。因此,三七渣总黄酮提取的最佳时间为1.5 h。

2.4提取功率对总黄酮提取率的影响

精确称取1.00 g三七渣粉末5份,加入10 mL体积分数为90%的乙醇,60℃下,分别于功率为60、70、80、90、100 W条件下超声提取总黄酮。其结果见图4。

图4 提取功率对总黄酮提取率的影响Fig.4Effect of extraction power on extraction efficiency of total flavonoids

从图4可知,在超声提取功率从60W上升到100W的过程中,总黄酮的提取率先随功率的增加而增加,后随功率的增加而减少。在70 W时,总黄酮的提取率最大。因此,提取三七渣总黄酮的最佳功率为70 W。

2.5正交试验结果与分析

为全面考察影响三七总黄酮的提取因素,根据单因素试验的结果,对影响总黄酮的提取的主要因素乙醇体积分数(A)提取时间(B)、提取温度(C)和提取功率(D)进行四因素三水平正交试验,正交试验设计因素水平见表1,正交试验结果见表2。

正交试验的直观分析结果表明,4个因素对提取效果影响与前面单因素的试验结果相同,各因素水平之间的极差大小依次为C>B>A>D,表明对总黄酮提取效果影响由大到小依次为提取温度>提取时间>乙醇浓度>超声功率。由正交试验得最佳提取条件为A2B2C3D2。即乙醇浓度为90%,提取时间为1.5 h,提取温度为70℃,超声功率为70 W。

表1 L9(34)正交试验因素与水平Table 1Factors and levels of orthogonal test L9(34)

表2 L9(34)正交试验结果Table 2Results of orthogonal test L9(34)

续表2L9(34)正交试验结果Continue table 2Results of orthogonal test L9(34)

2.6最佳工艺的验证

精确称取3份1.00 g三七渣粉末,按照A2B2C3D2工艺重复3次,得总黄酮提取率为1.408%、1.396%和1.410%,RSD为0.62%,结果表明,此工艺稳定、可行。

2.7对DPPH自由基的清除作用

不同浓度三七总黄酮提取液为10、20、30、40、50、60 μg/mL分别标示为样品1~6。

测得A空白=0.580,根据清除率公式计算清除率,其结果如表3。

表3 不同浓度三七总黄酮提取液对DPPH的清除作用Table 3Effect of different density total flavonoids on scavenging efficiency of DPPH from Panax notoginsen(Burk)F.H.Chen

由表3可知,三七总黄酮提取液对DPPH具有较好的清除作用,且三七总黄酮清除DPPH的能力随着总黄酮量的增加而上升,即清除率与总黄酮的用量存在着一定的量效关系,且在提取液浓度为60 μg/mL时,清除效果最好,达到78.3%。

3结论

1)采用单因素和正交试验设计对三七渣总黄酮提取工艺进行优化,得到三七渣总黄酮超声辅助最佳提取工艺条件:乙醇浓度为90%,提取时间为1.5 h,提取温度为70℃,超声功率为70 W。在此条件下,三七渣粉末总黄酮的提取率为1.407 7%。

2)三七渣总黄酮对DPPH有较强的清除能力,且清除能力与质量浓度呈一定量效关系。三七总黄酮较好的抗氧化活性,作为一种天然的抗氧化剂具有较好的应用前景。

[1]蒲清荣,税王先.三七药理作用研究概述[J].现代医药卫生,2007,23(24):304-305

[2]张继,赵朝伟,赵睿.三七的药理作用研究进展[J].中国药业,2003,12(11):76-77

[3]祖金涛.三七对心血管疾病的防治作用[J].中国医院药学杂志,1999,1(3):36-39

[4]许军,王阶,温林军.三七总皂苷干预血栓形成研究概况[J].云南中医中药杂志,2003,24(5):46-47

[5]谭萍,方玉梅,张春生,等.苦荞种子黄酮类化合物清除DPPH自由基的作用[J].食品研究与开发,2008,29(12):20-23

[6]汪河滨,白红进,王金磊,等.黑果枸杞色素清除自由基活性的研究[J].食品研究与开发,2006,27(11):8-10

Study on Extraction of Total Flavonids from Panax Notoginsen(Burk)F.H.Chen and Antioxidative Activity

LIN Xiao,YU En-jiang,LIU Shan-shan,ZHANG Lai-di,DIAN Ling-hui*
(Guangdong Medical College,Dongguan 523808,Guangdong,China)

Total flavones from the slag of Panax notoginsen(Burk)F.H.Chen were extracted by ultrasonic technology.Its antioxidative activity was assessed.L9(34)orthogonal design was applied on base of single factor to study the effects of ethanol concentration,temperature,treatment time,and ultrasound power on the yield of total flavones.Results showed that total flavones yield was 1.408%under the following optimum conditions 90%alcohol solution as solvent,temperature 70℃,time 1.5 h,ultrasonic power 70 W,extracting for one times.The total flavones had a remarkable scavenging effect on DPPH radical in a dose-dependent manner. Therefore total flavones from the slag of Panax notoginsen(Burk)F.H.Chen has a good application prospect as a natural antioxidant.

Panax notoginsen(Burk)F.H.Chen;total flavonoids;ultrasonic wave;extracting process;antioxidative activity

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.11.010

2014-07-21

东莞市国际合作项目(201350815200121);东莞市医疗卫生科技计划项目(201410515200139)

林晓(1981—),女(汉),实验师,本科,主要从事中药有效成分的研究。

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