桑葉中黃酮類化合物的提取工藝的優(yōu)化

薛淑萍,張立偉

(1.呂梁學院 礦業(yè)工程系,山西 呂梁 033000;2.山西大學分子科學研究所,山西 太原 030006)

桑葉(Folium Mori),含有蕓香苷、檞皮素、異檞皮素、二氫山茶等黃酮類化合物,含量約占干葉重的1.0%～3.0%,是植物莖葉中黃酮類化合物含量較高的一種。黃酮類化合物具有捕獲自由基的作用,對生物體內(nèi)在需氧代謝中的氧化還原反應(yīng)中產(chǎn)生的超氧離子自由基和羥自由基有較強的清除作用[1],本文研究了桑葉中黃酮類化合物的提取方法,選擇出最佳的提取條件,為以后深入研究桑葉總黃酮提供基礎(chǔ)。

1 材 料

桑葉(產(chǎn)地:山西省孝義市,山西柏松圣樹科技開發(fā)有限公司提供);蘆丁(北京化學試劑公司);其它試劑均為市售分析純。

HP8453型 UV-vis分光光度儀 (美國惠普公司);RE-52A型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(上海亞榮生化儀器廠)。

2 方法與結(jié)果

2.1 黃酮含量測定

分別取待測樣品溶液兩份,減壓濃縮至干,用甲醇溶解,按文獻[2]方法測定黃酮類成分的含量,并計算浸出率和提取率。浸出率=(提取出的總黃酮質(zhì)量 /桑葉質(zhì)量)×100%,提取率=(各種提取溶劑的浸出率/索氏提取法的浸出率)×100%。

2.2 單因素試驗

2.2.1 浸提溶劑的選擇 取桑葉 3.00 g,3份,分別置100mL磨口圓底燒瓶中,分別加入水60mL,60%乙醇 60mL,60%甲醇 60mL,分別在80℃恒溫水浴加熱提取1 h,過濾定容,測定黃酮含量,并計算浸出率。3種溶劑的浸出率依次為0.11%,1.25%和0.79%;提取率依次為4.14%,46.99%和29.77%?？梢?乙醇的提取效果最好,所以選擇乙醇作為提取溶劑。

2.2.2 浸提溫度的選擇 桑葉 3.00 g,用60%乙醇 60mL,在不同溫度(40,50,60,70,80℃)浸提 1 h,考察溫度對浸提效果的影響。結(jié)果黃酮浸出率分別為0.087,0.113,0.124,0.176,0.206mg/g。可見,隨著浸提溫度的提高,黃酮浸出率也提高,原因可能是桑葉總黃酮在乙醇中的溶解度隨著溫度的升高而增大。但溫度過高,溶劑易揮發(fā),因此選擇 80℃。

2.2.3 浸提時間的選擇 取桑葉 3.00 g,加入60%乙醇 60mL,在80℃的恒溫水浴加熱不同時間(0.5,1,1.5,2,2.5 h),考察浸提時間對浸提效果的影響。測得黃酮浸出率分別為0.179,0.207,0.177,0.196,0.205mg/g?？梢?浸提時間為1 h黃酮浸出率最高,所以選擇浸提時間為1 h。

2.2.4 料液比的選擇 將料液比設(shè)為1∶8,1∶10,1∶15,1∶20,1∶30等 5個比例,測定黃酮浸出率 ,結(jié)果得率分別為0.136,0.167,0.201,0.209,0.214mg/g?？梢?隨溶劑的增加,浸出率也隨之提高,但從降低成本,提高效率,節(jié)約能源的角度出發(fā),采用料液比為1∶20為宜。

2.2.5 提取次數(shù)的選擇 乙醇濃度為60%,水浴浸提 1 h,料液比 1∶10的條件下,研究浸提次數(shù)對黃酮浸出率的影響。浸提 1,2,3次黃酮浸出率分別為0.130,0.173,0.178mg/g?？梢?隨著浸提次數(shù)的增加,得率增加,但 3次與2次比較,增加很少,故選擇提取2次。

2.2.6 溶劑濃度的選擇 采用50%,60%,70%,80%,90%乙醇提取,料液比 1∶10,黃酮浸出率分別為0.143,0.153,0.209,0.233,0.163mg/g。可見采用80%乙醇浸提,浸出率最高,故選用80%的乙醇。

2.3 正交試驗

以單因素實驗結(jié)果為依據(jù),設(shè)計溶劑濃度、料液比、提取時間、浸提次數(shù)四因素三水平的正交試驗,如表1。結(jié)果見表2、圖1。

表1 因素水平表Tab.1 Design of the levels of factors

表2 正交試驗及結(jié)果分析Tab.2 Results and dat analysis of orthogonal design

圖1 因素指標關(guān)系圖Fig.1 Relation of factor and target

表2和圖1表明,以桑葉總黃酮的浸出率為指標,因素A為最顯著性因素,B為不顯著性因素,C、D為較顯著性因素,四個因素大小順序是A＞C＞D＞B,因此最佳提取方案是A2B3C1D2,即 75%乙醇,料液比 1∶15,提取2次,每次提取1 h。

2.4 驗證實驗

取桑葉 3.00 g,4份,按照正交試驗所得最佳提取條件提取桑葉總黃酮,黃酮浸出率分別為1.835,1.843,1.842,1.851mg/g,平均浸出率為1.845mg/g,與正交試驗結(jié)果基本一致。

3 討 論

桑葉中黃酮類化合物的提取工藝有醇提法[3]、微波法、超聲波法[4],微波破壁處理提取法[5],大孔樹脂柱色譜[6]等。與文獻[3]相比較,本法所需提取時間短,溶劑濃度小、量少,提取次數(shù)少,經(jīng)濟又省時;超聲提取法[4]提取時間雖然較短,但所需溶劑量大,實驗設(shè)備要求比本法高,所需投入大,工業(yè)化生產(chǎn)本法更具合理性;微波破壁處理提取法[5]所得黃酮的提取量高,但工藝復(fù)雜;柱色譜分離純化[6],所得產(chǎn)品純度較高,但所需溶劑濃度高,流程多,費時。本提取工藝相對其它工藝來講,需溶劑少,操作簡單,省時,設(shè)備要求低,經(jīng)濟實惠;但黃酮浸提率相對較低,原因可能是所選用的桑葉產(chǎn)地不同,原料本身黃酮含量的差別所致。

從試驗結(jié)果可見,提取時間對桑葉總黃酮的影響不符合“隨提取時間的延長,提取量增加”的一般規(guī)律,但本實驗中,單因素實驗和正交實驗的實驗結(jié)果相一致,而且經(jīng)過反復(fù)驗證,確系如此,具體原因需進一步探討。

[1]薛淑萍,張立偉.桑葉總黃酮清除自由基作用研究[J].山西師范大學學報,2009,23(4):66-68.

[2]薛淑萍,張立偉.大孔吸附樹脂提取、分離桑葉總黃酮的條件優(yōu)化[J].山西中醫(yī)學院學報,2006,7(1):51-52.

[3]楊虎,馬燮,陳虹等.桑葉中黃酮類化合物的提取工藝研究[J].應(yīng)用化工,2008,37(5):520-522.

[4]黃俊,任乃林,鄭楚珊.桑葉中黃酮類化合物提取工藝的研究[J].江西化工,2005,(6):82-84.

[5]李宇亮,關(guān)衛(wèi)省,石旭東,等.基于微波破壁處理的超聲提取桑葉中黃酮的工藝研究[J].應(yīng)用化工,2009,38(8):1090-1092.

[6]陳月紅,王建平,蔣海強,等.正交試驗設(shè)計優(yōu)化桑葉總黃酮類提取工藝研究[J].食品與藥品,2008,10(3):17-19.