大叶白麻总多酚提取工艺研究

  • 投稿鬼畜
  • 更新时间2015-09-22
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史俊友,景年华,赵红艳

(曲靖师范学院化学化工学院,云南 曲靖 655011)

摘要:以大叶白麻(Poacynum hendersonii)叶为原料,乙醇为浸提溶剂对大叶白麻多酚的提取工艺进行了探讨,首先采用单因素试验考察溶剂类型、溶剂浓度、料液比、提取时间、提取温度对大叶白麻多酚提取的影响。以此为基础,通过L9(34)正交试验对提取工艺进一步优化。结果表明,各因素对多酚提取效率的影响大小为溶剂浓度>水浴时间>料液比>水浴温度。大叶白麻多酚的最佳提取工艺以乙醇为提取溶剂,浸提温度为80 ℃,乙醇体积分数为40%,提取时间30 min,料液比为1∶20(g∶mL),该条件下大叶白麻多酚含量为10.21 mg/g。

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关键词 :大叶白麻(Poacynum hendersonii);多酚;乙醇浸提法;正交试验

中图分类号:S563.3;R284.2 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2015)16-4016-03

DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.16.047

收稿日期:2015-05-14

基金项目:云南省教育厅科学研究基金项目(2014Y438);曲靖师范学院重点资助项目(2011ZDZC1);曲靖师范学院校级精品课程项目(JPKC2013003;JPKC2014004)

作者简介:史俊友(1981-),男,山东济南人,讲师,博士,主要从事天然产物有效成分的分离研究,(电话)18908741246(电子信箱)shijunyou123@126.com。

大叶白麻(Poacynum hendersonii)俗称“大花罗布麻”,又称野麻,为夹竹桃科白麻属多年生草本植物[1,2],主要分布于青海、新疆和甘肃等省区的沙漠边缘、盐碱荒地、河流沿岸冲积平原地带[3]。作为新疆罗布麻叶浸膏及其制剂的主要原料,大叶白麻被证明具有延缓衰老、降压、降脂、抗感冒、镇静安神、保护脑神经等功效[4-8],目前常被用来制作降压药和降压保健茶。成分研究表明,大叶白麻叶中含有酚类、鞣质、多糖、黄酮、强心苷、内酯、香豆素、甾体等物质[9]。

植物多酚是广泛存在于植物体内的多酚类物质,具有抗氧化、抗衰老、抗菌消炎、抗癌、抗病毒、减少心血管疾病等功效,目前已被广泛用于医学、食品、制革和日用化工等相关领域[10,11]。但到目前为止,大叶白麻中多酚提取还未有系统报道。本试验选取乙醇为提取溶剂,对大叶白麻中总多酚进行浸提及含量测定,以期为大叶白麻的进一步开发利用提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料

大叶白麻叶采自格尔木市;焦性没食子酸标准品,上海抚生生物技术有限公司;磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、丙酮、乙酸乙酯、七水硫酸亚铁、四水合酒石酸钾钠、无水乙醇均为分析纯。

SHZ-D(Ⅲ)型循环真空泵,郑州博科仪器设备有限公司;紫外-可见分光光度计,上海仪电分析仪器有限公司;MSE323S型电子天平,德国赛多利斯公司;FW177型中草药粉碎机,天津泰斯特仪器有限公司;DZKW型恒温水浴锅、101-1ES型干燥箱,北京市永光明医疗仪器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 样品预处理 将采摘的大叶白麻叶用清水洗净后阴干,均匀摊开后放入70 ℃的烘箱中烘烤4 h,取出后将烘干的大叶白麻叶放入中药高速粉碎机中粉碎,粉碎后过20目筛备用。

1.2.2 标准曲线绘制 参照贤景春等[12]、牛春燕等[13]的试验方法,以焦性没食子酸为标准品,采用可见分光光度法测定大叶白麻叶中多酚的含量。取0.25 mg/mL焦性没食子酸标准液0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL分别置于25 mL的容量瓶中,加去离子水5 mL,酒石酸铁溶液5 mL,用pH 7.5的磷酸盐缓冲溶液定容;振荡混匀静置后,在波长为540 nm下测其吸光度。然后以标准液浓度为横坐标,以其吸光度为纵坐标,得标准曲线:A=0.101 26+15.744 2C,R2=0.999 2。

1.2.3 大叶白麻多酚的提取 称取一定质量的大叶白麻叶粉末,置于回流反应装置中,按比例加入设定浓度的溶剂,控制反应条件,水浴加热反应一定时间后,经循环多用真空泵抽滤,转移至50 mL的容量瓶中,用去离子水定容,待测。

准确量取定容后的多酚溶液1 mL于10 mL的容量瓶中,分别加入去离子水,酒石酸铁溶液1 mL,用pH 7.5的磷酸盐缓冲溶液定容;振荡混匀静置后,在波长为540 nm下测其吸光度,然后根据标准曲线计算多酚的含量。

1.2.4 单因素试验

1)提取溶剂。准确称取4.0 g大叶白麻叶粉末,置于冷凝回流装置中,分别加入等体积的去离子水、乙醇、丙酮、乙酸乙酯,水浴加热反应50 min后,趁热抽滤,收集滤液,配制成一定浓度溶液,测定其吸光度。

2)乙醇体积分数。称取4.0 g大叶白麻叶粉末,置于回流反应装置中,按料液比1∶10(g∶mL,下同)分别加入60%、70%、80%、90%的乙醇溶液,水浴加热反应50 min后,趁热抽滤,收集滤液,配制成一定浓度溶液,测定其吸光度。

3)料液比。准确称取4.0 g大叶白麻叶粉末,置于冷凝回流装置中,分别按料液比1∶5、1∶10、1∶15、1∶20、1∶25加入50%乙醇溶液,水浴加热反应50 min后,趁热抽滤,收集滤液,配制成一定浓度溶液,测定其吸光度。

4)水浴温度。称取4.0 g大叶白麻叶粉末,置于回流反应装置中,按料液比1∶10加入,50%乙醇溶液,分别在水浴温度30、40、50、60、70、80、85、90、95 ℃下反应50 min后,趁热抽滤,收集滤液,配制成一定浓度溶液,测定其吸光度。

5)提取时间。称取4.0 g大叶白麻叶粉末,置于回流反应装置中,按料液比1∶10加入50%乙醇溶液在水浴温度80 ℃分别反应10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60 min,然后趁热抽滤,收集滤液,配制成一定浓度溶液,测定其吸光度。

1.2.5 正交试验设计 在单因素试验的基础上,选取提取温度(A)、乙醇体积分数(B)、水浴时间(C)、料液比(D)为主要考察因素,设计了4因素3水平正交试验,正交试验因素与水平见表1。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 提取溶剂对大叶白麻多酚含量的影响 试验选取去离子水、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等4种较为常用的溶剂对多酚进行提取,并对它们的提取效果进行比较(图1)。由图1可知,在4种溶剂中丙酮提取多酚含量较低,去离子水、乙醇和乙酸乙酯的提取含量较高,效果接近。但考虑到水提物杂质较多,后续较难处理,乙酸乙酯存在一定毒性,后续试验选取生活中常用的乙醇作为提取溶剂。

2.1.2 乙醇体积分数对大叶白麻多酚含量的影响 因多酚极性一般较大,选取体积分数较低的乙醇进行提取,并对30%、40%、50%、60%乙醇的提取情况进行考察(图2)。由图2可知,随着乙醇体积分数的增加,多酚的浸出量先增加后减少,当乙醇体积分数为50%时多酚的提取效果最好,故选择50%乙醇作为考察对象。

2.1.3 料液比对大叶白麻多酚含量的影响 由图3可知,随着溶剂的增加,多酚的浸出量先增加后减少,大叶白麻质量与乙醇溶剂体积之比为1∶20时,多酚的提取量达到最高。故后续试验中选择料液比为1∶20作为考察对象。

2.1.4 水浴温度对大叶白麻多酚含量的影响 由图4可知,随着提取温度的升高,大叶白麻多酚的含量呈上升趋势,当温度为80 ℃时,大叶白麻多酚的含量达到最高,其主要原因为高温提高了分子扩散速度,有利于多酚从细胞壁中溶出。当温度继续升高时含量开始下降,这可能是由于大叶白麻多酚热稳定性较差,易被氧化分解所致。故选择80 ℃的乙醇溶液作为考察对象。

2.1.5 提取时间对大叶白麻多酚含量的影响 由图5可知,随着提取时间的增加,多酚的浸出量先增加后减少,当水浴时间为25 min时,多酚的提取效果最好,所以选择水浴时间为25 min作为考察对象。

2.2 正交试验结果

参考单因素试验的结果,以料液比、提取时间、溶剂体积分数和提取温度等4个因素进行正交试验设计,优化乙醇提取大叶白麻多酚的最佳工艺。正交试验结果见表2。分析表2中的极差R值可知,4个因素影响顺序为B>C>D>A,即溶剂体积分数>水浴时间>料液比>水浴温度,最佳组合为A2B1C2D3。即最佳提取工艺条件为浸提温度80 ℃,溶剂体积分数40%,水浴时间30 min,料液比1∶20。为了验证正交试验结果,在此条件下进行了3次验证试验,多酚的平均提取率为10.21 mg/g,表明该方法可行。

3 小结

通过单因素试验,确定采用乙醇作为提取溶剂对大叶白麻多酚进行浸提,在进一步正交试验的基础上,确定了大叶白麻中多酚的最佳提取工艺条件: 浸提温度为80 ℃,乙醇体积分数为40%,水浴时间30 min,料液比为1∶20,该条件下大叶白麻多酚的含量可达10.21 mg/g。

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