烏蘞莓多酚提取工藝研究

江　念,縢樹銳,張新欣,鄭小江，陳根洪

(1.湖北民族學(xué)院 生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，湖北 恩施 445000；2.湖北民族學(xué)院 林學(xué)園藝學(xué)院，湖北 恩施 445000；3.生物資源保護與利用湖北省重點實驗室(湖北民族學(xué)院)，湖北 恩施 445000)

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烏蘞莓多酚提取工藝研究

江念1，3,縢樹銳2,張新欣2,鄭小江1*，陳根洪1*

(1.湖北民族學(xué)院 生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，湖北 恩施 445000；2.湖北民族學(xué)院 林學(xué)園藝學(xué)院，湖北 恩施 445000；3.生物資源保護與利用湖北省重點實驗室(湖北民族學(xué)院)，湖北 恩施 445000)

摘要：試驗以烏蘞莓全草為材料，采用Folin-Ciocalteu法測定多酚的含量，通過單因素和正交試驗對烏蘞莓多酚提取工藝的乙醇體積分數(shù)、提取時間、提取溫度、料液比4個因素進行研究，結(jié)果表明：各因素對多酚得率的影響大小為：D(提取溫度)>A(乙醇體積分數(shù))>C(提取時間)>B(料液比).最佳工藝組合為A2B3C2D2，即最優(yōu)提取工藝條件為：乙醇體積分數(shù)60%，料液比1∶70，提取時間1 h，溫度60℃，烏蘞莓多酚得率為0.89%.

關(guān)鍵詞：烏蘞莓；多酚；提取工藝；得率

烏蘞莓(CayratiaJaponica)系葡萄科烏蘞莓屬多年生草質(zhì)藤本植物，別名止血藤、烏蘞草、五月莓、母豬藤、五爪龍、五月藤等[1-3].在和《草木便方》、《唐本草》和《本草綱目》等古代醫(yī)書中都早有記載，其主要作用為清熱解毒、利尿止血，主治蛇蟲咬傷、瘡癰腫毒等[4].烏蘞莓屬植物在我國有16種，其中湖北省常見的有烏蘞莓、尖葉烏蘞苺、脫毛烏蘞莓和華中烏蘞莓[2].烏蘞莓在湖北省恩施州分布廣泛，生于山谷、灌木和石縫中且易于人工種植，發(fā)展前景良好.

植物的代謝產(chǎn)物中有很多有抗氧化作用[5]，多酚是指分子結(jié)構(gòu)中有若干個酚性羥基的植物成分總稱，有很好的清除自由基的功能和抑菌效果[6-8].現(xiàn)有研究顯示，茶多酚、蘋果多酚和葡萄籽多酚等對羥自由基、DPPH自由基和超氧陰離子自由基有很好的清除能力[9-13].國內(nèi)未見烏蘞莓多酚的提取工藝報道，本文研究烏蘞莓多酚的最佳提取工藝，為烏蘞莓的深度開發(fā)提供理論基礎(chǔ).

1材料與方法

1.1試驗材料與試劑

材料：烏蘞莓采自于湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院中藥材研究所中藥材實驗基地(恩施市新塘鄉(xiāng)長嶺崗).主要試劑：乙酸乙酯、甲醇、丙酮、無水乙醇、石油醚、福林酚試劑、碳酸鈉、焦性沒食子酸(均為分析純).

1.2儀器與設(shè)備

GXZ-9140數(shù)顯鼓風(fēng)干燥箱(海博訊實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠)；數(shù)顯恒溫水浴鍋(上海博迅實業(yè)有限公司)；TDL-80-2B低速臺式離心機(上海安亭科學(xué)儀器廠)；UVWIN5型紫外可見分光光度計(北京普析通用儀器有限責(zé)任公司)；DFY—500搖擺式高速萬能粉碎機(由天津泰斯特儀器有限公司).

1.3試驗方法

1.3.1材料預(yù)處理取洗凈整株烏蘞莓，置于烘箱中60℃烘干,取出用粉碎機粉碎，過60目篩，保存?zhèn)溆?

1.3.2烏蘞莓多酚提取及測定方法采用溶劑提取法提取烏蘞莓樣品中多酚，F(xiàn)olin-Ciocalteu法測定多酚的含量[14-17].

1.3.3繪制標準曲線以沒食子酸為標準對照品，制作標準曲線.操作如下：配制0.1 mg/mL沒食子酸標準溶液，分別取此溶液0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2 mL于25 mL棕色容量瓶中，加入4 mL蒸餾水，再加入1 mL福林酚試劑，搖勻放置3～5 min，加入4 mL 10%Na2CO3溶液，定容后50℃水浴30 min，于760 nm處測定吸光度，試驗重復(fù)三次，取三次平均值.橫坐標為沒食子酸的體積分數(shù)，縱坐標為吸光度，繪制標準曲線，得多酚標準曲線為：

y=104.7x+0.000 4，R2=0.999 7，多酚含量=C×V×N/W.

式中：C:比色管的溶液含量(mg/mL);V:提取液體積(mL);N:稀釋倍數(shù);W:樣品干重(g).

1.3.4溶劑選擇試驗取脫脂烏蘞莓粉末0.4 g，在料液比為1∶40，提取溫度70℃，提取時間為1.0 h的條件下，分別用50%的甲醇、50%的丙酮、50%的乙醇、蒸餾水提取，平行測定三次，取平均值，比較不同溶劑對提取液中多酚含量的影響，選擇最適提取溶劑.

1.3.5單因素試驗①取脫脂烏蘞莓粉末0.4 g，以50%乙醇為提取溶劑，提取溫度50℃，提取時間為1.0 h，在料液比為1∶20、1∶30、1∶40、1∶50、1∶60、1∶70、1∶80的條件下提取，考察料液比對多酚得率的影響.②取脫脂烏蘞莓粉末0.4 g，以50%乙醇為提取溶劑，提取溫度50℃，料液比1∶50條件下，在時間為0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 h條件下提取，考察時間對多酚得率的影響.③取脫脂烏蘞莓粉末0.4 g，在料液比為1∶50，提取時間1.0 h，乙醇濃度50%的條件下，在溫度30℃、40℃、50℃、60℃、70℃的條件下提取，考察溫度比對多酚得率的影響.④取脫脂烏蘞莓粉末0.4 g，在提取溫度60℃，料液比1∶50及提取時間1.0 h的條件下，分別以20%、40%、60%、80%、100%的乙醇進行提取，考察乙醇體積分數(shù)對多酚得率的影響.

1.3.6正交試驗設(shè)計根據(jù)單因素試驗，選取乙醇體積分數(shù)、料液比、浸提時間和提取溫度這4個因素，以總多酚得率為指標進行正交試驗，見表1.

表1　正交實驗因素水平表

圖1　不同溶劑對烏蘞莓多酚得率影響Fig.1　The influence of solvent on the yield of polyphenol

2結(jié)果與分析

2.1溶劑選擇試驗結(jié)果

由圖1可以看出，在4種不同溶劑浸提條件下50%甲醇和50%乙醇多酚得率最高，其效果差異不明顯，考慮溶劑毒性問題，最佳浸提溶劑為乙醇.

2.2料液比對烏蘞莓多酚得率的影響

由圖2所得結(jié)果顯示，料液比從1∶20到1∶30時多酚得率緩慢增長，1∶30到1∶60時，多酚得率增長較快.當(dāng)料液比超過1∶60后，多酚得率增長趨于平穩(wěn)，可能原因是隨著料液比的增加，樣品中的可溶性多酚已經(jīng)全部溶出.故選擇1∶60作為提取的最佳料液比.

2.3提取時間對烏蘞莓多酚得率的影響

由圖3可以看出，在0.5～1.0 h多酚得率快速增加，1.0 h以后多酚含量趨于平緩且有下降趨勢.分析原因可能為樣品中可溶性多酚在1.0 h處已溶解完全，在后續(xù)熱浸提過程中對多酚結(jié)構(gòu)產(chǎn)生相應(yīng)的破壞導(dǎo)致多酚含量有下降趨勢，故選擇1.0 h為最佳提取時間.

圖2　料液比對烏蘞莓多酚得率的影響 圖3　提取時間對烏蘞莓多酚得率的影響Fig.2　The influence of solid/liquid ratio on the yield of polyphenol Fig.3　The influence of time on the yield of polyphenol

2.4提取溫度對烏蘞莓多酚得率的影響

由圖4可知，烏蘞莓多酚的得率在60℃之前，隨著溫度升高逐漸增加，在60℃達到最大值，但是溫度超過60℃時，多酚提取含量降低，原因可能是高溫條件下對多酚的結(jié)構(gòu)造成破壞，故最佳提取溫度為60℃.

2.5乙醇體積分數(shù)對烏蘞莓多酚得率的影響

從圖5可以看出，乙醇體積分數(shù)在20%到60%范圍內(nèi)，多酚的得率逐漸升高，當(dāng)超過60%后，得率逐漸降低，故選取60%乙醇水溶液作為提取溶劑.

圖4　提取溫度對烏蘞莓多酚得率的影響 圖5　不同乙醇體積分數(shù)對烏蘞莓多酚得率的影響

試驗號因素A乙醇體積分數(shù)/%B液料比/(g·mL-1)C提取時間/hD提取溫度/℃酚得率/%111110.76212220.81313330.77421230.87522310.82623120.84731320.82832130.78933210.85K12.342.452.382.43K22.532.412.532.47K32.452.462.412.42k10.780.820.790.81k20.840.800.840.82k30.820.820.800.75R0.060.020.050.07最優(yōu)參數(shù)A2B3C2D2影響次序D>A>C>B最佳組合A2B3C2D2

2.6正交試驗結(jié)果

由表2可知，在所考察的影響因素中，其影響烏蘞莓多酚得率的大小順序為：D(提取溫度)>A(乙醇體積分數(shù))>C(提取時間)>B(料液比).最佳提取工藝組合為A2B3C2D2，最優(yōu)工藝條件：溶劑為乙醇且體積分數(shù)60%，料液比設(shè)為1∶70，提取時間為1 h，提取溫度為60℃.

2.7驗證試驗

精確稱取上述材料0.4 g于3個具塞試管中，加入24 mL的60%乙醇溶液，在60℃的水浴鍋中水浴1.0 h，測得其多酚得率分別為0.875%，0.896%，0.899%，平均得率為0.89%，優(yōu)于試驗中各組水平，且與試驗結(jié)果接近，說明優(yōu)化后的工藝穩(wěn)定可靠.

3結(jié)論

正交試驗優(yōu)化烏蘞莓多酚的提取工藝，得到最佳工藝條件為：乙醇體積分數(shù)60%，料液比1∶70，提取時間1 h，溫度60℃.

對于從烏蘞莓中提取出的多酚類化合物，可以考慮將其作為一種天然的抗氧化劑來開發(fā)，作為功能食品添加劑，將其用于食品、醫(yī)藥、保健、日化、精細化工等領(lǐng)域，這將具有廣闊的前景.

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責(zé)任編輯：高山

Research on Extraction Technology of Polyphenols fromCayratiaJaponica

JIANG Nian1,3,TENG Shurui2,ZHANG Xinxin2,ZHENG Xiaojiang1*,CHEN Genhong1*

(1.School of Biological Science and Technology,Hubei University for Nationalities,Enshi 445000,China;2.School of Forestry and Horticulture,Hubei University for Nationalities,Enshi 445000,China;3.Key Laboratory of Biologic Resources Protection and Utilization of Hubei Province(Hubei University for Nationalities),Enshi 445000，China)

Abstract：Cayratia Japonica herbs were used for discussing the effects of the extract temperature,time,ratio of material to solvent and ethanol concentration on the yield of Cayratia Japonica polyphenols with single factor and orthogonal experiments.The measure of Folin-ciocalteu was applied to test the content of polyphenols,and the results show the influence level was that:D(extract temperature)>A(ethanol concentration)>C(time)>B(ratio of material to solvent).The best extraction process combination is A2B3C2D2,namely extract temperature 60℃,ethanol concentration 60% ,extract time 1 hour and ratio of material to solvent 1∶70.The polyphenols from Cayratia Japonica yield 0.89%.

Key words：Cayratia Japonica;polyphenols;extraction process;yield

收稿日期：2015-10-29.

基金項目：湖北省自然科學(xué)基金創(chuàng)新群體項目(2009CDA115)；湖北省教育廳高校產(chǎn)學(xué)研項目(CXY2009B037) ；恩施州技術(shù)研發(fā)項目(2013)；生物資源保護與利用湖北省重點實驗室開放基金項目(PKLHB1525、1526).

作者簡介：江念(1991- )，男，碩士生，主要從事林特食品資源保護與利用的研究;*通信作者：陳根洪(1968- )，男，副教授，主要從事林特食品加工與開發(fā)的研究;鄭小江(1958- )，男，教授，主要從事野生植物資源保護與利用的研究.

文章編號：1008-8423(2016)01-0074-03

DOI:10.13501/j.cnki.42-1569/n.2016.03.019

中圖分類號：Q5-3

文獻標志碼：A