焦鈺
摘要:以常規(guī)粉碎和超微粉碎的苦蕎(Fagopyrum esculentum Moench)花期植株粉末作為原料,研究不同浸提溶劑和輔助提取方法對總黃酮浸提得率的影響。結果表明,超微粉碎、超聲波提取和甲醇浸提能顯著提高苦蕎花期植株中總黃酮的浸提得率。提取的最佳條件為浸提溫度50 ℃,提取時間3 min,固液比1∶30(m∶V),總黃酮浸提得率為5.91%。
關鍵詞:苦蕎(Fagopyrum esculentum Moench);花期植株;總黃酮;浸提條件
中圖分類號: S517;Q819 文獻標識碼:A 文章編號:0439-8114(2014)15-3613-04
Extraction Conditions of Flavonoids in the Florescence of
Fagopyrum esculentum Moench Plants
JIAO Yu
(Shool of Applied and Chemical Engineering, Xichang College, Xichang 615013, Sichuan, China)
Abstract: Using the florescence plants powder of Fagopyrum esculentum Moench treated with the conventional comminution and the ultrafine comminution as materials, the effects of the different solvents and methods on the yield of total flavonoids in power of Fagopyrum esculentum Moench were studied. The results showed that ultrafine grinding, ultrasonic extraction and methanol extraction could significantly improve the yield of total flavonoids of Fagopyrum esculentum Moench florescence plants. The optimal conditions were extraction temperature 50 ℃, extraction time of 3 min, solid-liquid ratio 1∶30(m∶V), with the highest yield of 5.91%.
Key words:Fagopyrum esculentum Moench;florescence plants;total flavonoids;extraction conditions
收稿日期:2014-05-15
基金項目:四川省教育廳自然科學重點課題項目(13ZA0154;13ZA0157)
作者簡介:焦 鈺(1986-),女,四川會理人,助教,碩士,主要從事材料科學、化學與環(huán)境科學研究,(電話)18280602233(電子信箱)
285577623@qq.com。
苦蕎(Fagopyrum esculentum Moench)為蓼科雙子葉藥食兼用植物,主要分布在我國西南地區(qū)的四川、云南、貴州等地[1],涼山也是苦蕎的重要產(chǎn)地之一??嗍w不僅營養(yǎng)豐富,還含有大量的黃酮類化合物(Flavonoids)[2-4]。黃酮類化合物是一類具有較強生物活性的物質,具有多種藥理及保健作用[5-13],如抗病毒、抗腫瘤、抗氧化、抗糖尿病、清除自由基等作用??嗍w的葉、莖、花和子粒均具有開發(fā)價值,目前有關苦蕎中黃酮類化合物提取的研究多以苦蕎子粒和殼為原料[14,15],苦蕎植株常作為燃料或被丟棄,然而苦蕎花期植株是整個生長階段總黃酮含量最高的時期,且單位面積苦蕎花期植株產(chǎn)量遠高于苦蕎,若能從中提取黃酮類化合物,不但可以利用資源,改變黃酮來源短缺的問題,降低苦蕎種植成本和黃酮原料成本,也可進一步提高苦蕎的價值[16]。本試驗以苦蕎花期植株原料提取總黃酮,為充分利用苦蕎資源,開發(fā)其潛在經(jīng)濟價值提供理論依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 試驗材料
苦蕎花期植株,采自西昌市大箐鄉(xiāng)幸福村一組。
1.2 試劑與儀器
無水乙醇95%(AR級)、甲醇(AR級)、三氯化鋁溶液(AR級)、乙酸鉀溶液(AR級)、蘆丁標液,由涼山州質量技術監(jiān)督局提供;苯、乙醚、氯仿、石油醚均為分析純。
DGG-9420A型電熱鼓風干燥箱(上海齊欣科學儀器有限公司)、WK-150型粉碎機、ESJ200-4型電子天平(上海良平儀器儀表有限公司)、722G型可見分光光度計(上海第三分析儀器廠)、YHW-SYH-K型電熱恒溫水浴鍋(北京市長風儀器儀表公司)、ZKJ-1型循環(huán)水真空泵(上海嘉鵬科技有限公司)、FW-400A型傾斜式高速萬能粉碎機(北京中興偉業(yè)儀器有限公司)、UP2200H型超聲波清洗器(南京萊步科技實業(yè)有限公司)。
1.3 試驗方法
1.3.1 標準曲線的繪制 用移液管分別吸取0.060 8 mg/mL蘆丁標液0.25、0.50、1.00、2.00、3.00、4.00 mL,分別置于10 mL 容量瓶中,加入2 mL 0.1 mol/L三氯化鋁、3 mL 1 mol/L乙酸鉀,用體積比為7∶3的甲醇-水溶液定容至刻度,搖勻,室溫下放置30 min,以空白為對照。標準曲線中蘆丁質量濃度分別為0.001 52、0.003 04、0.006 08、0.012 16、0.018 24、0.024 32 mg/mL。在波長420 nm處測定溶液吸光度。以吸光度為縱坐標,蘆丁質量濃度為橫坐標繪制標準曲線。endprint
1.3.2 苦蕎花期植株溶液的制備 將收割后的苦蕎花期植株清洗后,均勻地放在電熱鼓風干燥箱中,95~105 ℃充分干燥4~6 h后粉碎機粉碎,再取一半粉碎試樣用超微粉碎機粉碎,裝袋密封備用。
稱取2.000 g試樣,置于150 mL具塞三角瓶中,按固液比(m∶v)加入浸提溶劑,塞緊瓶塞,將三角瓶置于恒溫水浴鍋或超聲波浸提,提取時間、溫度按以下要求進行設定,趁熱減壓抽濾,清洗濾紙和殘渣,合并濾液,冷卻至室溫用相應浸提溶劑定容于100 mL容量瓶中。準確吸取0.1 mL定容后溶液,置于10 mL容量瓶中,分別加入2 mL 0.1 mol/L三氯化鋁、3 mL 1 mol/L乙酸鉀,用相應浸提溶劑定容至刻度,搖勻,室溫下放置30 min,即為待測液[17]。
1.3.3 總黃酮含量的測定 于波長420 nm處測定待測液吸光度值,將吸光度代入標準曲線方程計算出總黃酮的濃度[17]。苦蕎花期植株總黃酮含量以蘆丁的質量分數(shù)ω計,按以下公式計算。
ω=×100%
式中:C為由標準曲線計算得到的待測液總黃酮濃度,單位為mg/mL;V為待測液的體積,單位為 mL;D為試料的總稀釋倍數(shù);m為試料的質量,單位為g。
1.4 浸提條件的選擇
1.4.1 浸提試劑的選擇 稱取常規(guī)粉碎試樣、超微粉碎試樣2 g各2份,置于4個150 mL容量瓶,分別以甲醇60 mL、乙醇60 mL為浸提溶劑,于50 ℃的恒溫水浴鍋內浸提5 min。
1.4.2 浸提方法的選擇 稱取超微粉碎試樣2 g各2份,置于2個150 mL容量瓶,以甲醇為浸提液,固液比(m∶V,下同)1∶30,分別用超聲波和水浴提取5 min,浸提溫度為50 ℃。
1.4.3 溫度對苦蕎花期植株中總黃酮提取效果的影響 稱取超微粉碎試樣2 g各4份,置于4個150 mL容量瓶,以甲醇溶液浸提,固液比為1∶30,分別在30、40、50、60 ℃超聲波浸提5 min。
1.4.4 固液比對苦蕎花期植株中總黃酮提取效果的影響 稱取超微粉碎試樣2 g各5份,置于5個150 mL容量瓶,用甲醇溶液浸提,選取固液比為1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50在超聲溫度50 ℃浸提5 min。
1.4.5 時間對苦蕎花期植株中總黃酮提取效果的影響 稱取超微粉碎試樣2 g各5份,置于5個150 mL容量瓶,用甲醇溶液浸提,固液比為1∶30,在超聲溫度50 ℃分別浸提1、2、3、4、5 min。
1.4.6 苦蕎花期植株中脂溶性色素對總黃酮浸提得率的影響 各取超微粉碎試樣2 g,置于150 mL容量瓶,分別加入100 mL苯、乙醚、氯仿、石油醚超聲波浸提1 h,浸提溫度分別為60 ℃、50 ℃、40 ℃、常溫,抽提后的濾渣置于95~105 ℃烘箱中干燥2~3 h,對照組(按NY/T 1295—2007)在65 ℃甲醇水溶液(7∶3)水浴浸提1 h,固液比為1∶30。
以上各試驗均為3次重復,浸提后在波長420 nm處測定溶液吸光度,計算苦蕎花期植株中總黃酮的含量。
2 結果與分析
2.1 標準曲線的繪制
以吸光度為縱坐標,蘆丁質量濃度為橫坐標繪制標準曲線,如圖1所示。由圖1可知,得到的方程為y=33.429x,R2=0.997 6。
2.2 粉碎方式和浸提溶劑對苦蕎花期植株中總黃酮浸提得率的影響
由表1可知,采用常規(guī)粉碎或超微粉碎,甲醇浸提的苦蕎花期植株中總黃酮浸提得率極顯著高于乙醇;采用常規(guī)粉碎時,甲醇浸提的苦蕎花期植株中總黃酮浸提得率比乙醇高2.99個百分點;采用超微粉碎時,甲醇的浸提得率比乙醇高2.35個百分點。以上結果表明,甲醇與乙醇相比,能明顯提高苦蕎花期植株中總黃酮的浸提得率,超微粉碎比常規(guī)粉碎能提高總黃酮的浸提得率。
效應分析結果表明,粉碎方式和浸提溶劑以及它們的交互方式對苦蕎花期植株總黃酮浸提得率有極顯著影響,其中浸提溶劑的影響遠大于粉碎方式,故選取甲醇為最佳浸提溶劑。
2.3 粉碎方式和浸提條件對苦蕎花期植株中總黃酮浸提得率的影響
從表2可以看出,在水浴浸提條件下,超微粉碎與常規(guī)粉碎苦蕎花期植株中總黃酮浸提得率差異極顯著,超微粉碎比常規(guī)粉碎高0.51個百分比;在超聲波浸提下,不同粉碎方式對總黃酮得率平均值的影響差異不顯著;在常規(guī)粉碎方式下,超聲波浸提與水浴浸提苦蕎花期植株中總黃酮浸提得率差異極顯著,超聲波浸提比水浴浸提高0.74個百分點,故選擇超微粉碎、超聲浸提為最佳浸提條件。
效應分析結果表明,粉碎方式和浸提條件對苦蕎花期植株中總黃酮浸提得率有極顯著影響,粉碎方式和浸提條件的交互作用對總黃酮浸提得率有顯著影響,但浸提條件的影響大于粉碎方式和二者交互作用,故選擇超微粉碎、超聲波浸提為最佳浸提條件。
2.4 溫度對苦蕎花期植株中總黃酮浸提得率的影響
從表3可以看出,隨著溫度升高,苦蕎花期植株中總黃酮浸提得率逐漸增大,50、60 ℃下總黃酮浸提得率平均值極顯著高于30、40 ℃,但二者間差異不顯著??赡苁怯捎跍囟壬?,擴散系數(shù)增加,促使提取速度加快[17]。但是當溫度過高時,雜質大量溶出,會影響總黃酮含量的測定,且溫度過高容易引起溶劑的損失,增加成本[18]。綜合考慮,確定50 ℃為最佳試驗條件。
2.5 固液比對苦蕎花期植株中總黃酮浸提得率的影響
從表4可以看出,隨著固液比的增大,苦蕎花期植株中總黃酮浸提得率逐漸增大,固液比1∶30、1∶40、1∶50條件下苦蕎花期植株中總黃酮浸提得率均與1∶10、1∶20條件下差異極顯著,但三者之間差異不顯著。其原因可能是當固液比達到1∶30時,對總黃酮的浸提已比較充分,之后即使再增大固液比,對總黃酮浸提的影響不大。綜合考慮,選取固液比1∶30為最佳試驗條件。endprint
2.6 時間對苦蕎花期植株總黃酮提取效果的影響
從表5可以看出,隨著浸提時間的增加,苦蕎花期植株中總黃酮浸提得率逐漸增大,浸提時間1 min與2 min、2 min與3 min條件下總黃酮浸提得率差異極顯著,4、5 min條件下總黃酮得率平均值與3 min差異不顯著??傸S酮浸提得率隨著浸提時間的增加而有所提高,但在超聲過程中不斷產(chǎn)生熱能,對黃酮類化合物活性成分造成損失[19],另外從節(jié)約能源的角度考慮,選取3 min為最佳試驗條件。
2.7 苦蕎花期植株中脂溶性色素對總黃酮浸提得率的影響
由圖2可知,采用不同浸提溶劑去除濾液中的脂溶性色數(shù)等雜質,苦蕎花期植株中總黃酮浸提得率為5.74%~5.92%,且去除脂溶性色素后總黃酮得率的平均值比對照有所減少,說明脂溶性色素會影響總黃酮浸提得率。故測定總黃酮浸提得率前需去除待測液中脂溶性色素,以提高準確率。
3 結論
本試驗結果表明,超聲波輔助浸提、超微粉碎和甲醇浸提能顯著提高苦蕎花期植株中總黃酮的浸提得率。提取的最佳條件為浸提溫度50 ℃,提取時間3 min,固液比1∶30,總黃酮浸提得率為5.91%。
選取常用有機溶劑苯、石油醚、氯仿、乙醚為浸提溶劑,去除植株中脂溶性色素后,所得的總黃酮浸提得率平均值小于對照,故在測定前需要去除脂溶性色素。但在實際生產(chǎn)中,考慮能耗、人工成本等因素,可以不去除脂溶性色素。
參考文獻:
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2.6 時間對苦蕎花期植株總黃酮提取效果的影響
從表5可以看出,隨著浸提時間的增加,苦蕎花期植株中總黃酮浸提得率逐漸增大,浸提時間1 min與2 min、2 min與3 min條件下總黃酮浸提得率差異極顯著,4、5 min條件下總黃酮得率平均值與3 min差異不顯著。總黃酮浸提得率隨著浸提時間的增加而有所提高,但在超聲過程中不斷產(chǎn)生熱能,對黃酮類化合物活性成分造成損失[19],另外從節(jié)約能源的角度考慮,選取3 min為最佳試驗條件。
2.7 苦蕎花期植株中脂溶性色素對總黃酮浸提得率的影響
由圖2可知,采用不同浸提溶劑去除濾液中的脂溶性色數(shù)等雜質,苦蕎花期植株中總黃酮浸提得率為5.74%~5.92%,且去除脂溶性色素后總黃酮得率的平均值比對照有所減少,說明脂溶性色素會影響總黃酮浸提得率。故測定總黃酮浸提得率前需去除待測液中脂溶性色素,以提高準確率。
3 結論
本試驗結果表明,超聲波輔助浸提、超微粉碎和甲醇浸提能顯著提高苦蕎花期植株中總黃酮的浸提得率。提取的最佳條件為浸提溫度50 ℃,提取時間3 min,固液比1∶30,總黃酮浸提得率為5.91%。
選取常用有機溶劑苯、石油醚、氯仿、乙醚為浸提溶劑,去除植株中脂溶性色素后,所得的總黃酮浸提得率平均值小于對照,故在測定前需要去除脂溶性色素。但在實際生產(chǎn)中,考慮能耗、人工成本等因素,可以不去除脂溶性色素。
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[19] 王立娟.微波輔助提取山楂葉總黃酮的研究[J].林產(chǎn)化學與工業(yè),2006,26(3):131-134.endprint
2.6 時間對苦蕎花期植株總黃酮提取效果的影響
從表5可以看出,隨著浸提時間的增加,苦蕎花期植株中總黃酮浸提得率逐漸增大,浸提時間1 min與2 min、2 min與3 min條件下總黃酮浸提得率差異極顯著,4、5 min條件下總黃酮得率平均值與3 min差異不顯著??傸S酮浸提得率隨著浸提時間的增加而有所提高,但在超聲過程中不斷產(chǎn)生熱能,對黃酮類化合物活性成分造成損失[19],另外從節(jié)約能源的角度考慮,選取3 min為最佳試驗條件。
2.7 苦蕎花期植株中脂溶性色素對總黃酮浸提得率的影響
由圖2可知,采用不同浸提溶劑去除濾液中的脂溶性色數(shù)等雜質,苦蕎花期植株中總黃酮浸提得率為5.74%~5.92%,且去除脂溶性色素后總黃酮得率的平均值比對照有所減少,說明脂溶性色素會影響總黃酮浸提得率。故測定總黃酮浸提得率前需去除待測液中脂溶性色素,以提高準確率。
3 結論
本試驗結果表明,超聲波輔助浸提、超微粉碎和甲醇浸提能顯著提高苦蕎花期植株中總黃酮的浸提得率。提取的最佳條件為浸提溫度50 ℃,提取時間3 min,固液比1∶30,總黃酮浸提得率為5.91%。
選取常用有機溶劑苯、石油醚、氯仿、乙醚為浸提溶劑,去除植株中脂溶性色素后,所得的總黃酮浸提得率平均值小于對照,故在測定前需要去除脂溶性色素。但在實際生產(chǎn)中,考慮能耗、人工成本等因素,可以不去除脂溶性色素。
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