乙醇滲漉法提取青花椒生物堿的工藝參數(shù)

吳素玲，孫曉明，金敬紅，陳文華，張鋒倫

(南京野生植物綜合利用研究院，江蘇 南京 210042)

乙醇滲漉法提取青花椒生物堿的工藝參數(shù)

吳素玲，孫曉明*，金敬紅，陳文華，張鋒倫

(南京野生植物綜合利用研究院，江蘇 南京 210042)

對(duì)酸性染料比色法來測定提取液的總生物堿的方法加以改進(jìn)；并對(duì)以SFME法提取精油后的青花椒作原料、用不同濃度的乙醇滲漉法提取生物堿進(jìn)行含量測定，確定乙醇滲漉法提取生物堿的相關(guān)工藝參數(shù)。結(jié)果表明：青花椒生物堿提取的最佳操作條件是控制滲漉液的流速在每秒2滴左右，每15 min收集約60 mL左右滲漉液，滲漉時(shí)間為2.5 h，乙醇濃度為70%～75%。

SFME；乙醇；滲漉法；生物堿；酸性染料比色法；青花椒

青花椒(ZanthoxylumschinifoliumSieb. et Zucc.)又名香椒子、崖椒、野椒、青椒、狗椒，因其果實(shí)成熟后為青色而得名。它屬于蕓香科、花椒屬落葉植物。青花椒是我國花椒栽培中的一個(gè)優(yōu)良品種，因其獨(dú)特的顏色和優(yōu)秀的品質(zhì),深受廣大消費(fèi)者的喜愛?！吨腥A人民共和國藥典》記載，青花椒具有溫中止痛，殺蟲止癢的功能，可用于脘腹冷痛、嘔吐泄瀉、蟲積腹痛、濕疹瘙癢等癥狀的治療[1]。青花椒的主要有效成分為：花椒精油、酰胺類物質(zhì)、生物堿和香豆素等，大都具有藥理作用和生理活性。

生物堿是指天然的含氮有機(jī)化合物，但不包括氨基酸、蛋白質(zhì)、核苷、卟啉等開鏈的簡單脂肪胺,它的氮原子常在環(huán)上,并具有復(fù)雜的環(huán)狀結(jié)構(gòu)和生理活性[2]。生物堿類化合物具有多種顯著的生理作用,如抑制血小板凝集[3]、選擇性抑菌作用[4]等。另青花椒含有的生物堿類物質(zhì)能形成比較明顯的令人喜歡魚香味。生物堿的提取方法很多，但文獻(xiàn)報(bào)道的花椒生物堿提取只見有水提取法[5]。本文以SFME法提取精油后的青花椒作原料，用不同濃度的乙醇滲漉法來提取生物堿，并采用酸性染料比色法[6-7]來測定提取液的總生物堿的含量，確定乙醇滲漉法提取生物堿的相關(guān)工藝參數(shù)。

1 材料及儀器設(shè)備

1.1 主要材料

青花椒(干)，來自重慶江津，2013年產(chǎn)；

乙醇為食品級(jí)；溴甲酚綠、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、氯仿均為分析純。

1.2 主要儀器與設(shè)備

WLD07S-05型微波設(shè)備，南京三樂微波技術(shù)發(fā)展有限公司； 高速萬能粉碎機(jī)，天津市泰斯特儀器有限公司； TU-1800型紫外可見分光光度計(jì)，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；電子天平，揮發(fā)油測定器，烘箱，酸度計(jì)，1 000 W電熱套，滲漉筒等。

2 方法與結(jié)果

2.1 試劑的配制

0.2 mol/L NaH2PO4：稱取NaH2PO4·2H2O 7.8 g，用蒸餾水定容至250 mL；

0.2 mol/L Na2HPO4：稱取Na2HPO4·12H2O 17.9 g，用蒸餾水定容至250 mL；

pH 7.6的緩沖溶液配制：取13.0 mL的0.2 mol/L NaH2PO4和87.0 mL的0.2 mol/L Na2HPO4,配制成緩沖溶液，用PH計(jì)校正pH為7.6；

溴甲酚綠指示劑的配制：稱取0.05 g溴甲酚綠加入pH 7.6的緩沖液，定容到100 mL。

2.2 生物堿提取前原料處理

采用微波非溶劑提取(SFME)法[8]對(duì)干青花椒進(jìn)行精油提取。具體操作為：稱取青花椒，放入1 000 mL圓底燒瓶中，以1 ∶1的比例用噴霧器加水，靜止?jié)駶?0 min，置微波設(shè)備中，裝上揮發(fā)油測定器，調(diào)節(jié)微波功率150 W，接收精油直至油量不再增加，一般不超過2 h，關(guān)微波。提取精油后的花椒烘箱(100±5) ℃干燥。重復(fù)上述操作數(shù)次以備足夠的量提供生物堿提取實(shí)驗(yàn)用。

2.3 花椒生物堿測定方法的改進(jìn)

[8]，采用酸性染料比色法，以白屈菜紅堿為標(biāo)準(zhǔn)品，其測定波長是425 nm，但考慮到乙醇提取物有可能除生物堿外的其它化合物在紫外區(qū)也會(huì)有強(qiáng)吸收，會(huì)干擾生物堿的測定結(jié)果，故需測定本底的吸收值，以校正測定結(jié)果。為此做下列試驗(yàn)：

用一定濃度的酒精對(duì)提取精油后的青花椒進(jìn)行生物堿的提取，幾小時(shí)后過濾得乙醇提取液。然后：

(1)吸取乙醇提取液5 mL，加入2 mL溴甲酚綠緩沖溶液和10 mL的氯仿溶液，置分液漏斗中充分振搖1 min，充分振搖后靜置1 h，取下層氯仿層。以氯仿為空白調(diào)基線，在200～500 nm范圍進(jìn)行吸收波長掃描。結(jié)果見圖1。

(2)吸取乙醇提取液5 mL，加入10 mL氯仿溶液，置分液漏斗中充分振搖1 min，充分振搖后靜置1 h，取下層氯仿層，以氯仿為空白調(diào)基線，在200～500 nm范圍進(jìn)行吸收波長掃描。結(jié)果見圖2。

(3)以方法(2)中的氯仿層為空白調(diào)基線，在200～500 nm范圍對(duì)(2)中的氯仿層進(jìn)行吸收波長掃描。結(jié)果見圖3。

圖1 原方法的樣品吸收光譜圖

圖2 本底的吸收光譜圖

圖3 改進(jìn)后的樣品吸收光譜圖

從圖1看，以氯仿為空白調(diào)基線時(shí)，樣品在最大吸收峰根本不在425 nm處；而從圖3看，以本底濃度為空白調(diào)基線時(shí)則樣品的最大吸收峰在425 nm處且為明細(xì)的單峰。比較3個(gè)圖，可知圖1中幾個(gè)吸收峰基本是由生物堿外的化合物引起的。所以，用此方法測定生物堿時(shí)必須考慮除生物堿外的其它化合物的干擾，故需測定本底的吸收值以校正測定結(jié)果。

2.4 提取時(shí)間的確定

據(jù)參考文獻(xiàn)[8]，采用酸性染料比色法，吸光度與生物堿含量之間存在線性關(guān)系。我們用濃度分別為30%、85%的酒精，先對(duì)提取精油后的青花椒進(jìn)行濕潤，然后裝滲漉筒，用相同濃度的酒精進(jìn)行滲漉?？刂茲B漉液的流速在每秒2滴左右，每15 min收集一次滲漉液(約60 mL左右)，以2.3的方法測定425 nm處的吸光度。測定結(jié)果見圖4。

圖4 滲漉液中生物堿吸光度與時(shí)間的關(guān)系

由圖4可以看出85%的乙醇提取效果明顯優(yōu)于30%乙醇；1 h內(nèi)吸光度隨滲漉時(shí)間而升高，1 h后吸光度隨滲漉時(shí)間而降低，提取2.0 h后生物堿已基本提完，2.5 h后之后提取含量非常少，沒有收集的意義，故提取時(shí)間選擇2.5 h。

2.5 提取溶劑乙醇濃度的選擇

用濃度分別為50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%的酒精，先對(duì)提取精油后的青花椒進(jìn)行濕潤，然后裝滲漉筒，用相同濃度的酒精進(jìn)行滲漉?？刂茲B漉液的流速在每秒2滴左右或每15 min約50 mL左右，接收滲漉液，觀察接收液量隨時(shí)調(diào)節(jié)滲漉速度，2.5 h結(jié)束接收并記錄總液體量。每個(gè)濃度做一次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，16個(gè)樣品加水調(diào)節(jié)至總量一致。分別取提取液取5 mL，以2.3的方法測定425 nm處的吸光度。相同乙醇濃度吸光度計(jì)平均值。測定結(jié)果見圖5。

圖5 不同乙醇濃度提取生物堿樣品吸光度

由文獻(xiàn)[8]中可知吸光度與濃度之間存在線性關(guān)系，吸光度(A)的大小可以直接表示被測試液中生物堿含量的高低，吸光度越大表示濃度越高。由圖5可知滲漉液的吸光度隨乙醇濃度升高而升高，即表示在2.5 h內(nèi)隨乙醇濃度增加提取液中生物堿增加。但當(dāng)酒精濃度高于70%時(shí)，生物堿濃度增加很少，當(dāng)酒精濃度高于75%時(shí)吸光度幾乎不再增加，考慮成本及操作上的安全等要求我們選取70%～75%乙醇作為生物堿滲漉液濃度。

3 小 結(jié)

(1)乙醇滲漉法提取的花椒生物堿，采用酸性染料比色法，以白屈菜紅堿為標(biāo)準(zhǔn)品的方法測定生物堿時(shí)必須考慮除生物堿外的其它化合物的干擾，即需測定本底的吸收值以校正測定結(jié)果。

(2)乙醇滲漉法提取花椒生物堿時(shí)，其適宜條件為：控制滲漉液的流速在每秒2滴左右，每15 min收集約60 mL左右滲漉液，滲漉時(shí)間為2.5 h，乙醇濃度為70%～75%。

(3)在揮發(fā)油提取后進(jìn)行生物堿的提取試驗(yàn)，目的是能夠再一次利用已被提過揮發(fā)油的青花椒粉末。觀察能否采用乙醇滲漉法提取花椒生物堿，可以與SFME法提取花椒精油連接，緊密配合。

參考文獻(xiàn)：

[1] 國家藥典委員會(huì). 中國藥典[M].廣州:廣東科技出版社，1995.

[2] 徐任生. 天然產(chǎn)物化學(xué)[M].北京:科學(xué)出版社，1993:45-47.

[3] 陳素珍，薛智. 花椒果皮中化學(xué)成分的研究[J].中草藥，1985，16(4):2-4.

[4] 劉鎖蘭，魏璐雪，王動(dòng)，等. 青花椒化學(xué)成分的研究[J]. 藥學(xué)學(xué)報(bào),1991,26(11):836-840.

[5] 石雪萍，張宇思，張衛(wèi)明. 水溶性花椒生物堿及精油同時(shí)提取工藝研究[J]. 食品科學(xué)，2009，30(10)：74-76.

[6] 關(guān)榮琴，石雪萍，張衛(wèi)明. 不同品種花椒生物堿含量測定及光譜學(xué)特性分析[J]. 中國野生植物資源， 2010.29(3)：34-36.

[7] 石雪萍，張宇思. 酸性染料比色法測定花椒總生物堿的含量[J]. 中國野生植物資源,2008,27(6)：62-64.

[8] 吳素玲，孫曉明，張鋒倫，等. 微波輔助提取青花椒精油的適宜參數(shù)[J]. 中國野生植物資源，2014，33(6):6-8，21.

2016年《生物質(zhì)化學(xué)工程》征訂啟事

《生物質(zhì)化學(xué)工程》(雙月刊)是由國家林業(yè)局主管、中國林科院林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)研究所主辦的技術(shù)類刊物。適于從事生物質(zhì)化學(xué)工業(yè)、林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)、林業(yè)、農(nóng)業(yè)、森工、能源、輕工、化工、環(huán)保、醫(yī)藥、食品、土產(chǎn)、商檢、外貿(mào)等行業(yè)從事科研、教學(xué)、生產(chǎn)、經(jīng)營、設(shè)計(jì)工作等相關(guān)人士閱讀。郵局發(fā)行，郵發(fā)代號(hào)28-205，單月月底出版。每冊(cè)定價(jià)10.00元，全年60.00元。地址：(210042)江蘇省南京市鎖金五村16號(hào) 林化所內(nèi)。電話：025-85482492 傳真：025-85482492 網(wǎng)址：www.bce.ac.cn E-mail:bce@vip.163.com

Technological Parameters of Ethanol Diacolation Extraction ofAlkaloids fromZanthoxylumschinifolium

Wu Suling, Sun Xiaoming*， Jin Jinghong， Chen Wenhua, Zhang Fenglun

(Naning Research Institute for Comprehensive Utilization of Wild Plants，Nanjing 210042, China)

This article determines the technological parameters of ethanol diacolation method for extraction of Chinese prickly ash alkaloids, improving the methods of acid dye colorimetry for alkaloids determination of extracting solution and determinating the contents of alkaloids extracted from the green prickley ash using ethanol of different concentrations which extracted essential oil by SFME. The results show that the optimum operating condition for extractiong of the green prickley ash alkaloids is two drops per second of diacolating liquid,collecting 60 mL diacolating liquid every fifteen minutes,2.5 h of diacolation time and 70%～75% ethanol concentration.

SFME; ethanol; permeating extraction; alkaloids; acid dye colorimetry;Zanthoxylumschinifolium

2015-03-18

國家“十二五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目—香草蘭等南方特產(chǎn)資源生態(tài)高值利用技術(shù)研究與產(chǎn)品開發(fā)(2012BAD36B03)。

吳素玲(1963—)，女，研究員，主要從事食品開發(fā)。

*通訊作者：孫曉明(1964—)，男，研究員。研究方向：農(nóng)副產(chǎn)品加工。E-mail：sunxm64@163.com

10.3969/j.issn.1006-9690.2015.05.001

S573

A

1006-9690(2015)05-0001-03