紅樹莓果實(shí)中鞣花酸的提取工藝研究

李小萍,辛秀蘭,劉亞紅,梁 琪,＊

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,甘肅蘭州 730070; 2.北京電子科技職業(yè)學(xué)院生物技術(shù)系,北京 100029)

紅樹莓果實(shí)中鞣花酸的提取工藝研究

李小萍1,辛秀蘭2,劉亞紅2,梁 琪1,＊

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,甘肅蘭州 730070; 2.北京電子科技職業(yè)學(xué)院生物技術(shù)系,北京 100029)

采用 60%甲醇、無水乙醇、1.2mol/L的鹽酸對(duì)紅樹莓果實(shí)中的鞣花酸進(jìn)行了提取,確定了丙酮為較好的提取溶劑?？疾炝吮獫舛?、提取溫度、料液比、提取時(shí)間 4個(gè)因素對(duì)提取鞣花酸的影響,確定最佳工藝參數(shù)為:85%丙酮、料液比 1∶12、提取時(shí)間為 90min、提取溫度 80℃。采用最佳工藝條件進(jìn)行提取,確定紅樹莓果鞣花酸含量為 322μg/g。

紅樹莓,鞣花酸,單因素實(shí)驗(yàn),正交實(shí)驗(yàn)

1.1 材料與儀器

紅樹莓果 由北京匯源果汁飲料集團(tuán)公司提供;鞣花酸對(duì)照品 由北京裕華創(chuàng)新科技發(fā)展公司提供(純度 >95%);甲醇 色譜純,天津市西華特種試劑廠;鹽酸、丙酮、二甲亞砜 北京化工廠;其余試劑 均為分析純。

Agilent-1100高效液相色譜儀 美國安捷倫公司;電子分析天平 奧豪斯國際貿(mào)易 (上海)有限公司;超聲波清洗器 KQ-100DE型,40kHZ,昆山市超聲儀器有限公司;恒溫水浴鍋 北京醫(yī)療設(shè)備廠;旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器 德國海道夫;回流提取裝置 北京科學(xué)儀器廠。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 色譜條件 色譜柱為 ODSHYPERSL C18柱(100mm×4.6mm,5μm);流動(dòng)相為 CH3OH-三氟乙酸(0.3%)(體積比 50∶50),流速為 1mL/min,柱溫25℃,檢測(cè)波長為 254nm。

1.2.2 對(duì)照品溶液的制備 精密稱取鞣花酸對(duì)照品16.10mg,置 50mL容量瓶中,用二甲亞砜溶解并稀釋至刻度,搖勻。經(jīng) 0.45μm的微孔濾膜過濾,制成0.322mg/mL的溶液,作為對(duì)照品溶液。

1.2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線 吸取對(duì)照品溶液,分別以 1、3、5、 10、15、20、25L進(jìn)樣,測(cè)定峰面積,以峰面積為縱坐標(biāo),鞣花酸含量 (g)為橫坐標(biāo)進(jìn)行回歸。

1.2.4 鞣花酸含量的測(cè)定 稱取樹莓果漿 15g,70%丙酮 150mL(內(nèi)含 1.2mol/L的鹽酸及 0.2g維生素 C)回流提取 60min,真空抽濾,用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸干丙酮溶液,殘?jiān)枚谆鶃嗧咳芙?定容于 50mL的容量瓶中,經(jīng) 0.45μm的微孔濾膜過濾,用于 HPLC分析,用峰面積表示鞣花酸的提取量,根據(jù)峰面積的大小優(yōu)化工藝條件。

1.2.5 提取溶劑的選擇 用 60%甲醇、無水乙醇、70%丙酮、1.2mol/L的鹽酸作為提取劑,在溫度90℃、料液比 1∶8、浸提 60min,真空抽濾,用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸干丙酮溶液,殘?jiān)枚谆鶃嗧咳芙?定容于50mL的容量瓶中,經(jīng) 0.45μm的微孔濾膜過濾,用于HPLC分析[4-7],選出合適的溶劑。

1.2.6 鞣花酸提取的單因素實(shí)驗(yàn) 取 15g樹莓果,以丙酮為提取劑,依次對(duì)其溶劑濃度、料液比、提取時(shí)間、提取溫度進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn),測(cè)定方法同 1.2.4。

1.2.7 確定最佳工藝條件的正交實(shí)驗(yàn) 在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,選擇溶劑濃度、提取時(shí)間、料液比、提取溫度進(jìn)行 4因素 3水平正交實(shí)驗(yàn),采用 L9(34)正交表,確定最佳的工藝參數(shù)。以提取液中鞣花酸的含量為考察指標(biāo),鞣花酸含量以峰面積表示。

表 1 正交因素水平表

1.2.8 數(shù)據(jù)分析 每個(gè)處理進(jìn)行 3次重復(fù),取平均值,采用 SPASS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線

以峰面積為縱坐標(biāo),鞣花酸含量 (μg)為橫坐標(biāo)進(jìn)行回歸,得方程 A=7884.6m-689.65,r=0.9999。鞣花酸的含量在 0.322～8.05μg范圍內(nèi)與峰面積呈良好的線性關(guān)系。

2.2 提取溶劑的選擇

在相同的提取條件下,不同溶劑提取的鞣花酸測(cè)定含量,由圖 1可以看出,60%甲醇、無水乙醇、1.2mol/L的鹽酸三者鞣花酸的提取率差異不顯著, 70%的丙酮提取的鞣花酸提取率存在明顯的差異,所以選用 70%的丙酮對(duì)樹莓果中的鞣花酸進(jìn)行提取。

2.3 丙酮濃度對(duì)鞣花酸提取的影響

從圖 2可以看出,隨丙酮濃度的逐漸增大,提取率也隨之上升。在濃度達(dá)到 80%以后,鞣花酸提取率開始下降,原因可能是由于鞣花酸的極性較大,丙酮濃度太大時(shí),會(huì)溶解其他的雜質(zhì),進(jìn)而影響了鞣花酸的提取率,所以選用 80%的丙酮回流提取。

2.4 固液比對(duì)鞣花酸提取率的影響

圖 1 不同提取劑的提取效果

圖 2 丙酮濃度對(duì)鞣花酸提取率的影響

從圖 3可以看出,固液比在 1∶6～1∶12之間,鞣花酸提取率隨著丙酮用量的增加而增加;固液比大于1∶12后,再增加丙酮的用量,提取率明顯下降,最后趨于平緩。原因可能是因?yàn)槿軇┑挠昧吭酱?提取就越充分,但是當(dāng)達(dá)到一定的濃度時(shí),一定比例的溶劑將有效成分近于完全溶出,再增大溶劑用量,得率就不會(huì)有明顯的變化。所以,提取劑的用量以原料的12倍為好。

圖 3 固液比對(duì)鞣花酸提取率的影響

2.5 提取溫度對(duì)鞣花酸提取率的影響

從圖 4可以看出,隨著溫度的升高,鞣花酸的提取率也升高,這是由于隨著溫度的升高,分子運(yùn)動(dòng)速度加快,滲透、擴(kuò)散、溶解速度加快,使鞣花酸更容易從細(xì)胞中轉(zhuǎn)移到溶劑中,從而使鞣花酸的得率提高;但是當(dāng)溫度上升到一定程度時(shí),提取率反而下降,這可能是因?yàn)闇囟冗^高而被氧化破壞,從而使其得率不再增加甚至下降。所以,提取溫度以 80℃為宜。

圖 4 提取溫度對(duì)鞣花酸提取率的影響

2.6 提取時(shí)間對(duì)鞣花酸提取率的影響

從圖5可以看出,浸提90min的鞣花酸提取率達(dá)到最大,再延長浸提時(shí)間,鞣花酸的提取率反而下降,可能是因?yàn)橛休^多雜質(zhì)的溶出,影響了得率。因此,浸提 90min為最佳。

圖 5 提取時(shí)間對(duì)鞣花酸提取率的影響

2.6 正交實(shí)驗(yàn)分析

由表 2正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,各因素對(duì)鞣花酸得率的影響大小順序?yàn)锳>B>D>C,即丙酮濃度對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響最大,與單因素結(jié)果一致。固液比的影響次之,提取溫度和提取時(shí)間的也有一定的影響,但是影響差異不顯著,方差分析見表 3。丙酮濃度和固液比在第 2個(gè)水平時(shí),提取率達(dá)到最大;提取溫度在第 3個(gè)水平時(shí),提取率最大,但是第 2水平和第 3水平差異不大的情況下,選用第 2水平,避免高溫帶來的雜質(zhì)影響;時(shí)間在第 1個(gè)水平時(shí)提取率最大,但是考慮提取時(shí)間太短提取不充分,時(shí)間太長使得提取周期延長,而且長時(shí)間的高溫提取有可能造成鞣花酸被破壞,實(shí)驗(yàn)表明 90min為最佳提取時(shí)間。經(jīng)分析可知,丙酮濃度80%、固液比1∶12(g∶mL)、提取溫度80℃、提取時(shí)間 90min,在最佳組合下進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),可得總黃酮得率為 323μg/g,高于前述各實(shí)驗(yàn)組合。

表 2 正交實(shí)驗(yàn)及結(jié)果

表 3 正交實(shí)驗(yàn)方差分析

3 結(jié)論

從紅樹莓果實(shí)中提取鞣花酸最好的提取溶劑為丙酮,最佳的提取工藝為:在 80℃條件下,用 80%的丙酮回流提取 90min,固液比為 1∶12(W∶V)。

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Study on the extraction processing of ellagic acid form the fruit of red raspberry

L I Xiao-ping1,XIN Xiu-lan2,L IU Ya-hong2,L I ANG Qi1,＊
(1.College of Food Science and Technology,Gansu AgriculturalUniversity,Lanzhou 730070,China; 2.Beijing Electronic Science and TechnologyVocational College,Beijing 100029,China)

The extrac tion of e llag ic ac id form the fruits of red rasp be rry us ing m e thanol(60%),absolute e thyl,and a lcohol hyd rochloric ac id(1.2m ol/L)was s tud ied and ace tone was the be tte r solvent.Effec ts of ace tone concentra tion,ra tio of m a te ria l to liquid,extrac tion t im e and extrac tion temp e ra ture on e llag ic ac id we re inves tiga ted.Op t im um extrac tion p rocess ing p a ram e te r was de te rm ined as follows:ace tone concentra tion was 85%,ra tio of m a te ria l to liquid was1g:12mL,extrac tion t im e was90m in,extrac tion temp e ra ture was80℃,content of e llag ic ac id reached322μg/g fresh fruit by the op t im um extrac tion technology p a ram e te rs.

red rasp be rry;e llag ic ac id;s ing le-fac tor exp e r im ents;orthogona l tes t

TS255.1

B

1002-0306(2010)01-0277-03

紅樹莓亦稱木莓,又名托盤、覆盆子、懸鉤子和馬林等,是薔薇科懸鉤子屬 (Rosa ceae)小灌木。樹莓果實(shí)色澤鮮艷,香氣濃郁,酸甜可口,糖含量與蘋果、梨、柑桔三大水果相似,氨基酸及鐵、鋅、磷等含量高于蘋果、葡萄。它含有比現(xiàn)有栽培水果及其他任何野果樹都高的維生素 E、SOD(超氧化物歧化酶)、氨基丁酸等抗衰老物質(zhì),特別是抗癌物質(zhì)鞣化酸含量豐富,對(duì)結(jié)腸、宮頸、乳腺和胰臟癌細(xì)胞有特殊療效。臨床實(shí)驗(yàn)證明,紅莓的鞣化酸很容易被人體吸收,能引起癌細(xì)胞的凋亡,食用紅莓是抑制某些癌癥發(fā)生的一種簡單、有效的自然療法。所以歐美稱它為“紅寶石”、“癌癥的克星”[1-3]。因此,基于樹莓果中鞣花酸的含量豐富,以及鞣花酸具有較高的開發(fā)和利用價(jià)值,本文對(duì)樹莓果中鞣花酸的提取工藝進(jìn)行了研究。

1 材料與方法

2009-03-27 ＊通訊聯(lián)系人

李小萍 (1984-),女,碩士研究生,研究方向:營養(yǎng)與食品衛(wèi)生。

公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(nyhyzx07-028,2006-G25);北京市職業(yè)院校教師素質(zhì)提高工程經(jīng)費(fèi)資助。