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黄花蒿提取物生产工艺条件及其对乳中共轭亚油酸(CLA)生成的调控作用

2016-11-01王丽芳姚一萍

畜牧与饲料科学 2016年2期
关键词:菊科黄花提取物

王丽芳,姚一萍

(内蒙古农牧业科学院,内蒙古 呼和浩特 010031)

黄花蒿提取物生产工艺条件及其对乳中共轭亚油酸(CLA)生成的调控作用

王丽芳,姚一萍

(内蒙古农牧业科学院,内蒙古 呼和浩特 010031)

黄花蒿乙醇提取物含有多种营养活性物质,主要包括萜类、倍半萜类、芳香族类、脂肪酸类、甾体类、黄酮类、生物碱类等化合物。反刍动物日粮中添加黄花蒿乙醇提取物能够增加其乳中共轭亚油酸(CLA)含量。综述了黄花蒿乙醇提取物的主要营养活性物质、提取工艺条件、营养活性物质的检测方法及黄花蒿提取物在动物日粮中的适宜添加量,旨在为生产CLA乳提供参考。

黄花蒿乙醇提取物;营养活性物质;提取工艺;检测方法;适宜添加量

黄花蒿是菊科蒿属植物,在我国分布广泛,其提取物含有多种营养活性物质,但提取工艺条件不同,提取物所含的营养活性物质种类也不相同。研究表明,黄花蒿乙醇提取物能增加乳中共轭亚油酸(CLA)含量[1]。笔者就黄花蒿乙醇提取物的主要营养活性物质、提取工艺条件、营养活性物质的检测方法及其在动物日粮中的适宜添加量进行综述,旨在为生产CLA乳提供参考。

1 黄花蒿提取工艺条件

目前,提取植物活性成分通常采用的方法有煎煮法、浸渍法、渗漉法、回流提取法、压榨工艺及超临界CO2法等[2]。其中回流提取法应用较多,主要是用乙醇等易挥发的有机溶剂提取植物的原料成分,将浸出液加热蒸馏,即当乙醇等有机溶剂在提取罐中受热以后蒸发又被冷却,重复流回浸出容器中浸提原料,这样周而复始,直到目的产物提取完成为止。回流法提取液在蒸发锅中受热时间较长,故不适用于受热易遭破坏的原料成分的浸出。在植物提取过程中,影响提取率的因素众多,主要包括提取温度、提取次数、提取时间、溶剂用量等,上述参数通常被称为工艺条件。因此,确定最佳的工艺条件不仅可以获得含量较高的提取产物,同时也节约了成本。如王丽芳[1]在采用黄花蒿提取物生产CLA功能乳时,采用回流提取法提取黄花蒿活性成分,将乙醇作为提取溶剂,通过正交试验,确定了最佳提取工艺条件为:乙醇浓度55%、提取温度95℃、提取时间2 h。

2 黄花蒿乙醇提取物活性成分及其检测方法

乙醇是常用的提取溶剂之一,在提取植物活性成分时,采用不同浓度的乙醇所提取的营养活性成分也不相同。一般乙醇含量在90%以上时,提取的主要成分为挥发油、有机酸、内酯、树脂等;乙醇含量在50%~70%时,提取的主要成分为生物碱、苷类等。

目前,对于植物提取物活性物质的检测通常采用气质联用法(GC-MS)、液质联用法(LC-MS)及核磁共振法(NMR)等检测方法[3]。GC-MS联用技术建立于1957年,是气相色谱与单聚焦型质谱仪的联用系统,该分析技术适合植物提取物中低分子化合物(分子量<1 000)、易挥发性或易衍生化及能气化的物质,尤其是植物挥发油成分的研究,但不适用于化学和生物样品中热不稳定性组分及难挥发性组分的分析。LC-MS法主要用于非挥发性化合物、极性化合物、热不稳定性化合物及大分子化合物(包括蛋白质、多肽及多聚物等)的分析测定,其没有商品化的谱库对比查询。LC-MS法具有选择性强、灵敏度高等优点,适用于药学、环境分析与检测、生物化学等领域。NMR法是鉴定分子结构最现代化和行之有效的方法之一,在分子结构分析和立体化学研究方面是其他检测技术无法替代的。

表1 黄花蒿LC-MS/NMR分析结果

王丽芳[1]采用GC-MS法、LC-MS法及NMR法测定了黄花蒿乙醇提取物中的活性成分种类,其中LC-MS法和NMR法分析获得的主要活性成分种类是萜类和黄酮类;GC-MS法分析获得的主要种类是倍半萜类、芳香族类、脂肪酸类、甾体类、三萜类、酚类及生物碱类等(见表1和图1)。

图1 黄花蒿提取物GC-MS法所测各成分比例

3 黄花蒿乙醇提取物对乳中CLA生成的调控作用

随着生活水平的提高,人们对食品的要求不再仅仅停留在量的需求上,更多的是对品质的追求。牛奶是国民生活离不开的营养物质,而具有营养保健功能的牛奶更受国民的青睐。富含CLA的牛奶正是符合人们需求的绿色、安全、具有多种生物学功能的产品。因此,增加乳中CLA的含量成为动物营养领域的研究热点。关于增加乳中CLA含量的研究多数是在奶牛日粮中添加富含亚油酸或亚麻酸的植物油、鱼油及离子载体,然而植物油对畜牧业生产会产生消极作用[4],一些不饱和脂肪酸对瘤胃微生物也会产生毒害作用[5],长期使用离子载体可能会产生耐药菌[6]。因此,寻找CLA生成的新型调控剂成为目前的研究热点。植物提取物因其具有绿色、安全、无毒副作用等优点成为生成CLA调控剂的首选,而且FDA公布植物提取物对人类食品药品安全也无毒副作用[7]。

近年来,有研究表明,植物或其提取物能增加乳中CLA含量。Collomb等[8]研究表明,奶牛采食菊科植物可以增加乳中CLA含量,但其作用机理未被阐明;Cabiddu等[9]研究表明,采食含有菊科植物茼蒿在内的3种牧草 (其中茼蒿占1/3,不采食精料)的奶山羊,与对照组只采食不含茼蒿的其他2种牧草的奶山羊相比,乳中CLA含量显著增加,可能的作用机理是茼蒿中含有较高比例的亚油酸,从而增加了羊乳中CLA生成的底物;Wallace[10]研究表明,菊科植物或其提取物增加乳中CLA含量的作用机理可能是其抑制了瘤胃微生物的氢化作用,从而增加了乳中CLA的生成。王丽芳[1]通过体外批次试验、活体动物饲养试验、乳腺动静脉血插管试验及乳腺组织块体外培养试验,系统地研究了菊科植物黄花蒿乙醇提取物对奶山羊乳中CLA含量的影响。研究结果表明,奶山羊日粮中添加菊科植物黄花蒿乙醇提取物可以显著增加羊奶中CLA含量,2个试验组 [精料中黄花蒿提取物添加量分别为7.26、12.10 g/(kg·BW·d)(DM基础)]的CLA含量比对照组分别增加了26.3%和38.6%,这主要是由于添加菊科植物黄花蒿提取物增加了瘤胃氢化中间产物trans11-C18∶1(VA)的积累,2个试验组VA含量比对照组分别增加了16.8%和21.2%,这与前人研究结果一致[4],即反刍动物产品中CLA的主要来源是VA在SCD脱氢酶的作用下脱氢生成。可能的作用机制是黄花蒿提取物所含的营养活性物质抑制了瘤胃中B族菌的活性。进一步研究表明,精饲料中黄花蒿乙醇提取物的适宜添加量为12.10 g/(kg·BW·d)(DM基础)。

4 小结

目前,随着生活水平的提高,人们对绿色、安全、无污染、无药物残留的食品的需求不断增长。黄花蒿乙醇提取物因其具有绿色、安全、无毒副作用等优点,在生产CLA牛奶方面具有广阔的应用前景。但是目前对其增加乳中CLA含量的机理研究还不够深入,在未来的研究中,有必要进一步开展该方面的研究工作。

[1]王丽芳.添加菊科植物黄花蒿提取物对奶山羊乳中CLA含量影响及机理研究[D].呼和浩特:内蒙古农业大学,2010.

[2]崔福德.药剂学[M].5版.北京:人民卫生出版社,2004: 37-38.

[3]谭仁祥.植物成分分析[M].北京:科学出版社,2002:287-297.

[4]GRIINARIJM,BAUMAN D E.Biosynthesisof conjugated linoleic acid and its incorporation into meat andmilk inruminants [M]//YURAWECZ M P,MOSSOBA M M,KRAMER J K G,et al.Advances in Conjugated Linoleic Acid Research.Champaign:AOCS Press,1999:180-200.

[5]HARFOOT C G,HAZELWOOD G P.Lipid metabolism in the rumen[M]//HOBSON P N,STEWART C S.The Rumen Microbial Ecosystem. New York:Blackie Academic&Professional,1997:382-426.

[6]WITTE K,ALLEN M.A meta-analysis of fear appeals:implications for effective public health campaigns[J]. Health Education&Behavior,2000,27(5):608-632.

[7]Food and Drug Administration of the US.21 CFR 184[EB/OL].[2004-09-20].http://www.cfsan.fda.gov/-Lrd/ FCF 184.htm.

[8]COLLOMB M,BUTIKOFER U,SIEBER R,etal. Correlation between fatty acids in cows′milk fat produced in the Lowlands,Mountains and Highlands of Switzerland and botanical composition of the fodder[J].J Int Dairy,2002,12(8):661-666.

[9]CABIDDU A,ADDIS M,PINNA G,et al.The inclusion of a daisy plant(Chrysanthemum coronarium)in dairy sheep diet.1:Effect on milk and cheese fatty acid composition with particular reference to C18∶2 cis-9,trans-11[J]. Livest Sci,2006,101(1/3):57-67.

[10]WALLACE R J.Biohydrogenation of fatty acids in the rumen[C]//The 6thJoint Symposium of China-Korea-Japan on Rumen Metabolism and Physiology.Hangzhou:JRS 2007 Committee,2007.

(责任编辑:赵俊利)

Processing Condition of Artemisia annua L.Extracts and Its Regulative Effect on Production of Conjugated Linoleic Acid(CLA)in Milk

WANG Li-fang,YAO Yi-ping
(Inner Mongolia Academy of Agricultural and Animal Husbandry Sciences,Hohhot 010031,China)

Ethanol extracts of Artemisia annua L.contains many kinds of nutritional and biologically active components,including terpenoids,sesquiterpenoids,aromatics,fatty acids,steroids,flavonoids,alkaloids,etc.Supplementation of ethanol extracts of Artemisia annua L.in ruminant diet is able to increase the CLA content in their milk.Here,we reviewed the nutritional and biologically active components,extraction conditions,detection methods and proper supplementation level in animal diet of ethanol extracts of Artemisia annua L,so as to provide references for the large scale production of CLA-enriched milk.

ethanol extracts of Artemisia annua L.;nutritional and biologically active components;extraction conditions;detection methods;proper supplementation level

R284.2;S816.7

A文章顺序编号:1672-5190(2016)02-0047-03

2016-01-06

项目来源:内蒙古自治区自然科学基金项目(2013MS0418);内蒙古农牧业科学院青年创新基金项目(2014QNJJ M02)。

王丽芳(1975—),女,副研究员,博士,主要研究方向为反刍动物营养调控理论与技术、生鲜乳质量安全。

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