馬丹雅,張宏坤,張 嵐,丁洪濤,金惠玉,趙 晶,*
(1.黑龍江東方學(xué)院,黑龍江哈爾濱150086;2.綏芬河出入境檢驗(yàn)檢疫局,黑龍江綏芬河157300)
仙人掌果是一種熱帶植物仙人掌的果實(shí),果漿肉質(zhì)為紅色或紫色,果肉可食,酸甜可口。仙人掌果實(shí)富含糖、氨基酸、有機(jī)酸、礦物質(zhì)、維生素等營養(yǎng)物質(zhì),還含有大量的黃酮類物質(zhì)以及果膠、色素和三萜化合物等。具有清熱解毒、提高免疫力、抗腫瘤抗癌、降低血壓血糖、清除自由基等作用[1-2]。我國海南島及雷洲半島一帶有大量生長,是一種資源豐富的野生植物,但由于果皮毛刺多,食用不便而長期未被開發(fā)利用,僅民間作水果食用。因此,開發(fā)利用仙人掌果野生資源,可從中提取黃酮并應(yīng)用在食品、藥品或化妝品領(lǐng)域,填補(bǔ)國內(nèi)野生仙人果深加工的空白,為仙人掌果的進(jìn)一步研究奠定理論基礎(chǔ)。本實(shí)驗(yàn)通過調(diào)整提取溫度、提取時(shí)間、提取溶劑濃度、料液比,建立了仙人掌果黃酮類物質(zhì)提取的最佳工藝條件。
仙人掌果 海南野生品種;無水乙醇 分析純,天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司;蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品 上海英駿生物技術(shù)有限公司。
DKS-24型電熱恒溫水浴鍋 上海經(jīng)濟(jì)區(qū)沈蕩中新電器廠;DHG-9140A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海一恒科技有限公司;感量0.0001g分析天平 塞多麗斯公司;Sectrumlab54型紫外可見分光光度計(jì) 上海棱光技術(shù)有限公司。
1.2.1 樣品的前處理 鮮仙人掌果去籽、破碎、干燥,備用。
1.2.2 仙人掌果黃酮類物質(zhì)的提取 準(zhǔn)確稱取1g仙人掌果渣樣品,用乙醇的水溶液完全覆蓋仙人掌果渣,置于恒溫水浴中一定時(shí)間,使黃酮不斷溶解在乙醇溶液中;將浸提液過濾,于500mL容量瓶中定容;在420nm下測定其吸光度[3]。
圖1 蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.1 Rutin standard curve
1.2.3 蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 準(zhǔn)確稱取蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品0.0134g,用體積分?jǐn)?shù)為70%的乙醇溶解,定容至250mL,得到濃度為0.0536mg/mL的蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液。精確吸取蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液0、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00mL于6個(gè)25mL容量瓶中,用體積分?jǐn)?shù)70%的乙醇溶液定容至刻度,靜置10min后于420nm處測吸光度,試劑空白參比,結(jié)果見圖1。以溶液中的蘆丁質(zhì)量濃度y(g/L)為縱坐標(biāo),吸光度x為橫坐標(biāo),得到回歸方程:y=0.0284x-0.0001,R2=0.9992。
1.2.4 黃酮提取量的計(jì)算 提取量計(jì)算公式如下:
式中:y—樣品制備液中黃酮的質(zhì)量濃度(g/L);m樣—樣品質(zhì)量(g)。
1.2.5 提取仙人掌果黃酮類物質(zhì)工藝條件的優(yōu)化
1.2.5.1 單因素實(shí)驗(yàn) 溫度對黃酮類物質(zhì)提取量的影響:在提取液濃度70%、料液比1∶20、提取時(shí)間30min的條件下,分別測定提取溫度40、50、60、70、80℃對黃酮類物質(zhì)提取量的影響。
提取液濃度對黃酮類物質(zhì)提取量的影響:在提取體系溫度70℃、料液比1∶20、提取時(shí)間30min的條件下,分別測定提取液濃度30%、40%、50%、60%、70%對黃酮類物質(zhì)提取量的影響。
提取時(shí)間對黃酮類物質(zhì)提取量的影響:在提取體系溫度70℃、乙醇溶液濃度50%、料液比1∶20的條件下,測定提取時(shí)間10、20、30、40、50min對黃酮類物質(zhì)提取量的影響。
料液比對黃酮類物質(zhì)提取量的影響:在提取體系溫度70℃、乙醇濃度50%、提取時(shí)間20min的條件下,分別測定料液比1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30對黃酮類物質(zhì)提取量的影響。
1.2.5.2 正交實(shí)驗(yàn) 根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果,以提取溫度、提取液濃度、提取時(shí)間及料液比為因素,設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn),以確定最佳提取條件,正交實(shí)驗(yàn)因素水平如表1所示。后提取量逐漸降低。造成上述變化趨勢的原因是,在乙醇濃度40%時(shí),仙人掌果中黃酮類物質(zhì)的溶解度最大。因此,提取液濃度單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果選擇40%的乙醇水溶液。
圖2 提取溫度單因素實(shí)驗(yàn)Fig.2 Single factor experiment of extraction temperature
圖3 提取液濃度單因素實(shí)驗(yàn)Fig.3 Single factor experiment of concentration
2.1.3 提取時(shí)間對黃酮類物質(zhì)提取量的影響 結(jié)果如圖4所示。提取時(shí)間在20min以下時(shí),隨著提取時(shí)間的增長,黃酮類物質(zhì)的提取量提高較明顯;20min后,隨時(shí)間的增加,提取量提高較小。因此,提取溫度單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果選擇20min。
表1 正交實(shí)驗(yàn)因素水平表Table 1 Orthogonal experiment design
2.1.1 溫度對黃酮類物質(zhì)提取量的影響 結(jié)果如圖2所示。提取溫度在70℃以下時(shí),隨著溫度的升高,黃酮的提取量不斷提高;超過70℃后,黃酮提取量率明顯降低。造成上述變化趨勢可能的原因是,在一定的溫度范圍內(nèi),仙人掌果中黃酮類物質(zhì)的溶出速度隨著溫度的升高而增加。而當(dāng)溫度超過70℃時(shí),易造成溶劑損失。所以,提取溫度單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果選擇70℃為最佳。
2.1.1 提取液濃度對黃酮類物質(zhì)提取量的影響 結(jié)果如圖3所示。乙醇濃度在40%以下時(shí),隨著濃度的增加,提取量逐漸增大,濃度40%時(shí)提取量最大,隨
圖4 提取時(shí)間單因素實(shí)驗(yàn)Fig.4 Single factor experiment of extraction time
2.1.4 料液比對黃酮類物質(zhì)提取量的影響 結(jié)果見圖5。在料液比1∶20以下時(shí),隨料液比的增加,提取量逐漸增大;當(dāng)料液比大于1∶20時(shí),提取量下降。造成上述變化趨勢可能的原因是,在一定的料液比范圍內(nèi),仙人掌果中黃酮類物質(zhì)的溶出速度隨著料液比的增大而增加,當(dāng)料液比達(dá)到1∶20時(shí),黃酮類物質(zhì)的溶出速度達(dá)到最大。所以,料液比單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果選擇1∶20。
圖5 料液比單因素實(shí)驗(yàn)Fig.5 Single factor experiment of ratio of material and water
由正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,三因素的極差大小順序是:B>C>A>D,即提取體系的提取液濃度對提取率影響最大,其他幾個(gè)因素影響相對較小。通過極差分析計(jì)算,得到各因子的最佳組合是:A2B3C2D2,即最佳工藝條件是:提取溫度為70℃,提取液濃度為50%,提取時(shí)間為20min,料液比為1∶20。驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)表明,在此提取工藝條件下,黃酮類物質(zhì)的提取量為4.3972mg/g,大于正交實(shí)驗(yàn)的最大值4.3966mg/g。
通過單因素實(shí)驗(yàn)及正交實(shí)驗(yàn),得出提取仙人掌果黃酮類物質(zhì)的最佳提取條件為:提取溫度為70℃,提取液濃度為50%的乙醇水溶液,提取時(shí)間為20min,物料比(w/v)為1∶20,此時(shí)黃酮類物質(zhì)提取量可達(dá)4.3972mg/g。
表2 正交實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果Table 2 Result of orthogonal experiment
[1] 姜國芳,謝宗波,樂長高. 銀杏葉黃酮類化合物的研究進(jìn)展[J]. 時(shí)珍國醫(yī)國藥,2004,15(5):306-309.
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