APP下载

沙棘叶总黄酮的提取工艺优化

2016-03-07李淑珍武飞陈月林杨颖

中国民族民间医药·上半月 2016年1期
关键词:总黄酮提取工艺正交试验

李淑珍 武飞 陈月林 杨颖

【摘要】目的:对沙棘叶总黄酮的提取工艺进行优化。方法:采用溶剂浸提法提取沙棘叶总黄酮,利用分光光度法测定总黄酮的含量,正交试验进行优化。结果:取7月份沙棘叶粉碎物,过35目筛,经正交实验优化后的提供工艺为:用60%的乙醇作溶剂,固液比为1∶20,在80℃提取30min,用此方法100g叶粉碎物经提取可得8.71g粗制品,总黄酮提取率达0.14%。结论:上述工艺操作简单、方法可靠,产品得率高,提取性能较好,适合于沙棘总黄酮大规模提取。

【关键词】沙棘叶;总黄酮;提取工艺;正交试验

【中图分类号】R284.2 【文献标志码】 A 【文章编号】1007-8517(2016)01-0014-03

沙棘(Hippophe rhamnoids L.)属胡颓子科沙棘属植物,又名醋柳,被国际医药学家和营养学家誉为人类21世纪最具发展前途的医药及营养保健植物。其根、茎、叶、果实等都含有维生素、黄酮类化合物和丰富的矿物质元素等,为药食同源植物,并广泛应用于食品、医药、化妆品等多个领域[1]。沙棘1977年收载于《中华人民共和国药典》,所含的黄酮类化合物具有抗氧化、抗癌、降血糖、保护心血管等多种生物活性[2-3]。内蒙古沙棘资源具有分布广、种植面积大、果实质量高等特点,对沙棘产业的发展十分有利。且沙棘作为防护林发挥着巨大作用,种植面积也逐年增加。而沙棘果实黄酮的开发已经报道很多[4-5],从叶中提取黄酮类化合物也具有原料来源广泛、成本低廉的优势[6]。研究从沙棘叶提取黄酮,旨在筛选适合沙棘叶黄酮的提取工艺,获取高含量的总黄酮,促进沙棘资源的综合利用。

1 仪器与试剂

1.1 仪器 722可见分光光度计(上海精密科学仪器有限公司);DZKW-S-8电热恒温水浴锅(北京市永光明医疗仪器厂);RE-52旋转真空蒸发器(上海亚荣生化仪器厂);SHZ-D(Ⅲ)循环水式多用真空泵(上海亚荣生化仪器厂);101-2型数显电热鼓风恒温干燥箱(上海阳光实验儀器有限公司)。

1.2 材料 沙棘叶采于内蒙古乌兰察布市(集宁区)卓资县郊野,经杨鸿飞教授鉴定沙棘(Hippophe rhamnoids L.)的叶。并将其充分粉碎,过35目筛,置于干燥器中备用。芦丁对照品(批号:100080-201407,中国药品生物制品检定所)。其他试剂均为分析纯。

2 方法及结果

2.1 沙棘叶总黄酮含量的测定

2.1.1 标准曲线的制作 准确称取在120℃干燥至恒重的芦丁标准品20mg,用70%的乙醇溶解并定容至100ml,使其浓度为200μg/ml。分别取10、15、20、25、30、35、40、45ml,用70%的乙醇定容50ml,即为40、60、80、100、120、140、160、180μg/ml的芦丁溶液。各取1ml于试管中,加70%的乙醇1ml,加入0.5ml 5%的NaNO2,混匀后放置6min;然后加入0.5ml 10%的Al(NO3)3溶液,摇匀后放置6min;最后再加入6ml 4%NaOH,放置15min,在510nm处测定不同浓度标准品的吸光值(亚硝酸钠-硝酸铝比色法)。以吸光度为横坐标,浓度为纵坐标绘制芦丁标准曲线。得回归方程:Y=477.38X-2.261(R=0.9979),结果表明芦丁在0~120μg/ml浓度范围内呈良好线性关系。

2.1.2 样品中黄酮含量的测定 取一定量的沙棘叶黄酮样品,配制成样液。再取一定量总黄酮样液,定容至某一体积。各取1ml于试管中,采用“2.1.1”项比色法测定吸光值,计算总黄酮含量。

X=Y×V×n×100%/m。

式中,X为样品中总黄酮含量,Y为样液中总黄酮浓度(mg/mL),由回归方程可算得;V为样液体积(mL);n为稀释倍数;m为样品量(mg)[7]。

2.2 提取条件的优化

2.2.1 提取溶剂的选择 取8份过35目筛的6月份沙棘叶粉碎物各1g,分别加入甲醇、乙醇、水、氯仿、丙酮、乙醚、乙酸乙酯、正丁醇10ml,在70℃水浴加热提取10min,过滤。用70%乙醇统一定容到50ml,各取1ml于试管中,采用2.1.1项比色法测定吸光值,计算提取率。同样方法做3次平行试验,确定提取的最佳溶剂,结果见图1。

由图1可知,沙棘总黄酮在甲醇、乙醇、水等极性溶剂中溶解度大,提取率高;在氯仿、正丁醇、乙醚、乙酸乙酯、丙酮等溶剂中溶解度小,提取率低。在所测溶剂中,甲醇最好,但甲醇有毒,给操作带来不便。由于乙醇具有、无异味、无残留、安全性好等优点,且容易回收,故选用乙醇为提取溶剂。

2.2.2 提取原材料的选择 取5份过35目筛的5~9月份沙棘的叶粉碎样品各10g,加入50%乙醇150ml,在70℃水浴加热提取30min,过滤,蒸发乙醇,用50%乙醇定容到100ml,稀释取5ml定容到50ml的容量瓶中,取1ml于试管中,测定吸光值,计算总黄酮含量,选择最佳提取原材料。

黄酮化合物是植物生理过程中的次生代谢产物,这些物质的往往受到植物发育阶段酶的调节和遗传机制的控制。不同发育阶段黄酮化合物含量不同。由图2可知,5月份日照时间长,植物正处在生长的旺盛阶段,故5月份黄酮含量高;随后植物生长变缓,合成量减少或转化为其他物质,故含量下降。但西北地区5月份叶子处于发芽阶段,产量低,不宜选用。7月叶子已经长成,也未结果,又出现了黄酮含量的高峰,不宜用7月份叶作为实验原材料。

2.2.3 多因素正交试验 在单因素筛选的基础上,设计多因素试验表,见表1。取7月份叶粉碎样品1g,按照下列正交试验条件进行提取、过滤,用70%乙醇统一定容至30ml。各取1ml于试管中,测定吸光值,计算总黄酮含量,确定优化后的提取条件。

多因素正交试验结果见表1,直观分析得出:叶中提取总黄酮的影响因素的顺序是:C>B>A>D,即提取温度>固液比>乙醇浓度>提取时间,优化组合后的提取因素的选择为A2B2C3D1。方差分析的结果见表2,影响提取沙棘总黄酮各因素均为极显著因子(P<0.01)。综合考虑最佳的提取条件为A2B2C3D1,即取7月份叶,用60%的乙醇作溶剂,固液比为1∶20,在80℃提取30min,提取效果较好。

2.3 沙棘总黄酮的得率和含量测定 准确称量沙棘7月份叶粉碎物100g,按上述确定的优化提取条件进行浸提,将浸提液在60℃减压浓缩回收乙醇,将浓缩液在60℃的干燥箱干燥,称量干燥粗制品的质量,得到粗黄酮产品得率。从中取1g用70%的乙醇溶液溶解,稀释一定倍数,取1ml测定粗制品总黄酮含量,结果见表3。

由表4可知,100g叶粉碎样品经此提取条件提取,可得到8.71g粗黄酮产品,叶粗制品黄酮含量达0.14%,并且RSD为0.68%,纯化后总黄酮含量达到14.89%,表明该工艺重复性强,稳定可靠,精密度高。

3 讨论

内蒙古沙棘资源具有分布广、种植面积大、果实质量高等特点,对沙棘产业的发展十分有利[8]。且沙棘作为防护林发挥着巨大作用,种植面积也逐年增加。有研究发现沙棘所含总黄酮为叶子(876mg/100g)>果渣(502mg/100g)>鲜果汁(365mg/100g)>鲜浆果(354mg/100g),说明从叶中提取黄酮具有重要意义[9]。对于从沙棘中提取总黄酮的方法,目前有超临界CO2流体提取、微波法提取、超声波法提取、有机溶剂提取、水浸提取等。超临界CO2萃取适用于非极性化合物的分离;微波法和超声波法提取仅限于少量提取实验,工业化大生产不宜应用。水浸提取沙棘总黄酮提取率偏低;有机溶剂提取中甲醇和丙酮含有毒成分,因此用乙醇提取沙棘黄酮是适合工业化生产的适宜方法[10]。该方法经实验优化,60%乙醇作为提取溶剂,提取30min,既节约时间,且乙醇还可以重复利用,无毒害无残留,适合工业化扩大生产。经优化工艺提取后所得叶黄酮得率为8.71%,相对较高,但黄酮含量(0.14%)较吕敏[11]采用正交试验法优选提取山西沙棘Hippophe rhamnoids L.叶总黄酮含量(4.82%)较低,这可能与不同品种的沙棘黄酮含量不同有关。王亚辉等[12]对内蒙古不同产区同一品种沙棘黄酮含量研究发现:内蒙古和林格尔县(2.5±0.07)%>内蒙古凉城县(2.3±0.02)%>内蒙古东胜区(2.2±0.08)%>内蒙古翁牛特旗(1.8±0.01)%>内蒙古敖汉旗(1.7±0.09)%>内蒙古集宁区(1.4±0.01)%。除集宁外,5个产区的总黄酮含量均达到《中国药典》标准(1.5%)。实验选用沙棘品种恰好来自集宁区卓资山县,提取原材料并非5月份含量最高季节采收,而是产量较高的7月份采收,原料只提取1次,而吕敏实验提取三次,所以该实验黄酮含量相对较低。与其他研究结果比较[13-15],产品得率较高,并且该提取工艺操作简单、乙醇无残留可重复利用,适合于沙棘总黄酮的提取,可进行规模化生产。

参考文献

[1]刘勇,廉永善,王颖莉,等.沙棘的研究开發评述及其重要意义[J].中国中药杂志,2014,39(9):1547-1552.

[2]王宝平.沙棘产业的现状分析及其发展措施[J].农产品加工,2008,(3):68-71.

[3]徐玉霞,李红,高海娟,等.沙棘的价值与开发利用[J].现代园艺,2014,(9):14-15.

[4]陈丽娜,吴琼,石矛,等.沙棘籽及果皮渣黄酮提取工艺研究[J].食品科技,2010,35(10):211-213.

[5]闫涛,罗丽梅,谢竹田,等.沙棘的化学成分及生物功能的研究进展[J].吉林医药学院学报,2010,31(1):52-54.

[6]秦莉,程文杰,王军扬,等.四种沙棘枝叶总黄酮含量的比较研究[J].家畜生态学报,2013,34(2):51-54.

[7]鲁长征,山永凯,刘明.沙棘果泥中黄酮提取工艺优化研究[J].国际沙棘研究与开发,2012,10(2):13-17.

[8]于耐芬.肉蒙古沙棘资源调查概况[J].内蒙古林业,1990,(1):22-23.

[9]王尚义.沙棘果渣提取与精制沙棘黄酮的研究及工业化分析[D].呼和浩特:内蒙古大学,2007:1-35.

[10]侯霄.正交实验法优化沙棘黄酮的提取工艺[J].国际沙棘研究与开发,2010,8(3):38-41.

[11]吕敏.正交试验法优选沙棘叶总黄酮提取工艺研究[J].山西中医学院学报,2015,16(3):33-37.

[12]王亚辉,张静.内蒙古不同产区沙棘总黄酮含量分析[J].国际沙棘研究与开发,2008,6(1):1-2.

[13]田景民,陈贵林.沙棘果渣总黄酮提取工艺响应面法优化与抗氧化活性研究[J].食品安全质量检测学报,2014,5(9):2813-2820.

[14]苏利荣,马绍英,李胜,等.沙棘籽中总黄酮的提取及纯化工艺研究[J].甘肃农业大学学报,2015,50(1):165-170.

[15]赵志永,王东健,陈奇凌,等.沙棘果实各部位黄酮含量的测定分析[J].农产品加工,2015,38(6):59-60.

(收稿日期:2015.09.23)

猜你喜欢

总黄酮提取工艺正交试验
不同提取方法对骨碎补中总黄酮含量的影响比较