不同脫色劑對五味子果實(shí)、藤莖中總?cè)票Ａ袈实挠绊?/h1>
2015-08-20 07:44:52劉俊霞金銀萍竇鳳鳴王玉帥王英平
江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2015年7期
劉俊霞 金銀萍 竇鳳鳴 王玉帥 王英平
摘要：研究吸附活性白土、活性炭、硅藻土、鈣質(zhì)膨潤土、高嶺土、活性氧化鋁、氧化鎂、凹凸棒土的脫色效果，采用紫外-可見分光光度法檢測五味子果實(shí)溶液、藤莖溶液吸光度，測定五味子果實(shí)、藤莖中總?cè)坪?，?jì)算五味子果實(shí)、藤莖樣品的脫色率、總?cè)频谋Ａ袈?。結(jié)果表明，凹凸棒土對五味子果實(shí)提取液脫色效果最好，脫色率可達(dá)6047%，活性炭對五味子藤莖提取液的脫色效果較好，脫色率達(dá)到69.24%，并且對總?cè)频谋Ａ袈氏鄬^高。8種吸附脫色劑中，凹凸棒土對五味子果實(shí)溶液脫色效果最佳，活性炭對藤莖溶液的脫色效果最佳。
關(guān)鍵詞：五味子；總?cè)?；脫色；凹凸棒；活性炭；保留?/p>
中圖分類號： R284.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號：1002-1302（2015）07-0303-03
五味子[Schisandra chinensis （Turcz.） Baill]主要成分為木脂素、三萜、揮發(fā)油、多糖等，主要藥效成分為木脂素。五味子具有保肝、抑制中樞神經(jīng)、抗氧化、抗衰老、抗腫瘤等多種藥理活性。近年來，研究人員在五味子中發(fā)現(xiàn)了許多結(jié)構(gòu)新穎、高度氧化且骨架重排的降三萜、二降三萜、三降三萜、五降三萜、八降三萜等多種新骨架的降三萜類化合物[1]。目前，五味子有效成分提取工藝主要為乙醇提取法，采用這種方法所得浸膏（或提取物）產(chǎn)品純度不高，色素含量高，顏色呈暗黑或棕褐色。因此，在植物提取物生產(chǎn)過程中，脫色處理非常重要，否則將嚴(yán)重影響產(chǎn)品的外觀、質(zhì)量，因此須要采用物理化學(xué)方法去除色素，目前除色素方法主要包括吸附法、化學(xué)方法、大孔樹脂吸附法。硅藻土由無定形的均質(zhì)礦物蛋白石組成，具有獨(dú)特的孔結(jié)構(gòu)，孔隙率大，吸附性強(qiáng)，對液體吸附能力大，可作為過濾劑、漂白劑[2]。凹凸棒土是以凹凸棒石為原料加工而成的白色粉末，是具有層-鏈狀過渡型特殊結(jié)構(gòu)的含水鋁鎂硅酸鹽礦物，在礦物分類上隸屬于海泡石族，具有特殊的纖維結(jié)構(gòu)、較大的比表面積，吸附性強(qiáng)[3]。原礦經(jīng)分離、提純、改性后，吸附性能大大提高，具有較高的吸附脫色能力。鈣質(zhì)膨潤土是自然界廣為產(chǎn)出的私土，蒙脫石是其主要礦物，蒙脫石是典型的2 ∶1型層狀硅酸鹽，具有巨大的比表面積、比表面能以及較強(qiáng)的陽離子交換能力和吸附性，可除去各種有害成分（金屬離子、有機(jī)物）[4]。高嶺土是二八面體的1 ∶1型層狀硅酸鹽，比表面積越大，交換容量越大，可作為吸附材料[5]。氧化鎂（輕燒化氧鎂）具有較強(qiáng)的緩沖性能（pH值最高不超過9）以及較高的活性[6]?；钚园淄潦怯蔁o機(jī)酸對膨潤土進(jìn)行酸化改性得到的膨潤土改性產(chǎn)品，酸化改性可以提高膨潤土的白度、比表面積、酸強(qiáng)度等，活性白土具有吸附脫色、催化等功能[7-8]?；钚蕴孔鳛樽罟爬?、最重要的工業(yè)吸附劑之一，具有高度發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)、巨大的內(nèi)比表面積，炭表面含有（或可以附加）多種官能團(tuán)，具有催化性能，性能穩(wěn)定，可以在不同溫度、酸堿度中使用，可以再生[9]。活性氧化鋁（r-Al2O3）是多孔性、高分散度的固體物料，具有表面積大、吸附性能好、表面酸性、熱穩(wěn)定性良好等特點(diǎn)，可作為多種化學(xué)反應(yīng)的催化劑及催化劑載體[10]。本試驗(yàn)以上述8種吸附材料作為研究對象，探討不同脫色劑對五味子果實(shí)、藤莖中總?cè)票Ａ袈实挠绊?，以期從中篩選出適合五味子果實(shí)、藤莖提取液脫色的吸附劑。
1 材料與方法
1.1 儀器
國華HY-2調(diào)速多用振蕩器（常州國華電器有限責(zé)任公司）；PTT-A+100電子天平（福州華志科學(xué)儀器有限公司）；SF-TDL-5A臺(tái)式低速離心機(jī)（上海菲恰爾分析儀器有限公司）；HH-6型數(shù)顯恒溫水浴鍋（常州澳華儀器有限公司）；PS-80A潔康牌數(shù)碼超聲波清洗機(jī)（東莞潔康超聲波有限公司）；FW100 高速萬能粉碎機(jī)（天津泰斯特儀器有限公司）；TU-1810紫外可見光分光光度儀（北京普析通用儀器有限責(zé)任公司）；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（上海一恒科學(xué)儀器有限公司）。
1.2 試劑
齊墩果酸購自于中國藥品生物制品檢定所。無水乙醇、香草醛、冰乙酸、高氯酸、濃硫酸均為分析純。食品級活性白土（200目）（黃山泰柯活性漂白土有限公司）；分析純活性炭（粒）（天津市天達(dá)凈化材料精細(xì)化工廠）；化學(xué)純硅藻土（天津市盛奧化學(xué)試劑有限公司）；化學(xué)純鈣質(zhì)膨潤土（200目） （阿拉?。?；化學(xué)純高嶺土（國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）；化學(xué)純活性氧化鋁（國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）；分析純氧化鎂（輕質(zhì)）（國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）；凹凸棒土（200目）（無錫市歐微輕工科技有限公司）。
1.3 材料
五味子果實(shí)、五味子藤莖購自吉林省通化縣，經(jīng)中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院特產(chǎn)研究所藥用植物研究室許世泉副研究員鑒定，分別為五味子的干燥果實(shí)與4年生五味子藤莖。
1.4 五子味樣品的制備
1.4.1 五味子果實(shí)與藤莖提取液的制備 五味子果實(shí)、藤莖中均含有多種活性成分，如木脂素、三萜類等，通常選用乙醇回流提取法。具體的工藝流程如下：將成熟的五味子果實(shí)與藤莖干燥后通過粉碎機(jī)粉碎，過40目篩，置于50 ℃烘箱中，烘至恒質(zhì)量；稱取五味子果實(shí)、藤莖各50.0 g，按料液比1 g ∶10 mL加入 95%乙醇水溶液回流提取3次，每次1.0 h，過濾后得濾液，定容至500 mL。
1.4.2 脫色劑的前處理 將8種脫色劑（各100 g）加入95%乙醇水溶液浸泡后自然沉降，至上清無渾濁為止，放入50 ℃烘箱中烘干備用。
1.4.3 五味子脫色方法 取五味子果實(shí)、藤莖提取液各200 mL，各加入5%脫色劑，振蕩2 h。脫色結(jié)束后，五味子濾液在離心機(jī)中以4 500 r/min 離心10 min。取上清液，用95%乙醇定容至20.0 mL，分別測定脫色率、總?cè)坪?，每個(gè)處理重復(fù)3次，取平均值。
2 結(jié)果與分析
2.1 脫色率的測定
2.1.1 測定波長的確定 以蒸餾水作為參比，將未脫色的五味子果實(shí)、藤莖提取液分別在400～800 nm波長下掃描，確定五味子果實(shí)、藤莖提取液的最大吸收波長分別為535、660 nm，如圖1所示。
2.1.2 樣品脫色率的測定 以蒸餾水作為參比，脫色后的五味子果實(shí)、藤莖提取液分別在535 、660 nm 波長下測定吸光度，計(jì)算脫色率。脫色率計(jì)算公式如下：
脫色率=（D1-D2）/D1×100%。
式中：D1代表脫色前吸光度；D2代表脫色后吸光度。
2.2 方法學(xué)考察
2.2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制
準(zhǔn)確稱取干燥至恒質(zhì)量的齊墩果酸標(biāo)準(zhǔn)品 1.0 mg置于10 mL容量瓶中，加入無水乙醇溶解，稀釋至刻度，搖勻即得0.1 mg/mL標(biāo)準(zhǔn)品溶液。精確吸取齊墩果酸對照品溶液 0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2 mL置于試管中，沸水浴揮干乙醇，加 50 g/L香草醛-冰乙酸溶液 0.2 mL 及高氯酸0.8 mL，60 ℃水浴15 min，冷卻，加冰乙酸 5.0 mL，搖勻，在波長 547 nm 處測定吸光度D547 nm。以齊墩果酸濃度為橫坐標(biāo)，吸光度D547 nm為縱坐標(biāo)，建立標(biāo)準(zhǔn)曲線?；貧w處理得方程：y=0006 8x+0.009 7，r2=0.999 1，齊墩果酸濃度在0～120 μg /mL 范圍內(nèi)D547 nm與濃度線性關(guān)系良好（圖2）。
2.2.2 精密度試驗(yàn) 精確吸取對照品溶液0.5 mL共6份置于試管中，其余操作同標(biāo)準(zhǔn)曲線的制備，于547 nm處測定吸光度，對照品RSD值為0.83%，表明本試驗(yàn)儀器精密度良好。
2.2.3 穩(wěn)定性試驗(yàn) 取精密度項(xiàng)下的4號樣品于10、20、30、60、90、120 min測定吸光度D547 nm，對照品溶液在顯色后30 min內(nèi)基本穩(wěn)定，表明2種供試品溶液在2 h內(nèi)穩(wěn)定。
2.2.4 重復(fù)性試驗(yàn) 平行稱取6份樣品，制備供試品溶液，進(jìn)樣測定，RSD值為1.96%，表明方法重復(fù)性良好。
2.2.5 加樣回收試驗(yàn) 稱取已知含量的同一批果實(shí)、藤莖各5份，精密稱定，分別加入相同量的對照品溶液，按供試品溶液制備方法制備，計(jì)算回收率，RSD值分別為2.75%、2.20%（表1）。
2.3 各種吸附劑的脫色率及總?cè)票Ａ袈?/p>
從圖3可知，不同脫色劑對五味子果實(shí)提取液的脫色效果由好到差分別為：凹凸棒土﹥活性炭﹥活性氧化鋁﹥高嶺土﹥氧化鎂﹥硅藻土﹥鈣質(zhì)膨潤土﹥活性白土，其中凹凸棒土對五味子果實(shí)提取脫色效果最好，脫色率可達(dá)60.47%，并且對總?cè)频谋Ａ袈首罡摺?shí)際上，凹凸棒土在脫色過程中吸附的物質(zhì)不僅是色素本身，在脫除色素的同時(shí)也將過氧化物、皂、痕量金屬、磷、硫化物、氧化產(chǎn)物除去，而且凹凸棒土較廉價(jià)[11]，因此選擇凹凸棒土作為五味子果實(shí)提取液脫色劑。
從圖4可知，不同脫色劑對五味子藤莖提取液的脫色效果排序：活性炭﹥硅藻土﹥凹凸棒土﹥氧化鎂﹥高嶺土﹥活性氧化鋁﹥活性白土﹥鈣質(zhì)膨潤土，其中活性炭對五味子藤莖提取液的脫色效果較好，脫色率達(dá)到69.24%，并且對總?cè)频谋Ａ袈氏鄬^高。
3 結(jié)論
本研究結(jié)果表明，五味子果實(shí)中主要色素是花色苷等，藤莖中主要色素是葉綠素，凹凸棒土、活性炭、活性氧化鋁、高嶺土、氧化鎂、硅藻土、鈣質(zhì)膨潤土、活性白土對花色苷、葉綠素等色素都有一定的吸附作用。但凹凸棒土對花色苷吸附作用最強(qiáng)，活性炭對葉綠素的吸附作用最強(qiáng)，并且它們對總?cè)频谋Ａ袈氏鄬^高。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：五味子；總?cè)?；脫色；凹凸棒；活性炭；保留?/p>
中圖分類號： R284.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號：1002-1302（2015）07-0303-03
五味子[Schisandra chinensis （Turcz.） Baill]主要成分為木脂素、三萜、揮發(fā)油、多糖等，主要藥效成分為木脂素。五味子具有保肝、抑制中樞神經(jīng)、抗氧化、抗衰老、抗腫瘤等多種藥理活性。近年來，研究人員在五味子中發(fā)現(xiàn)了許多結(jié)構(gòu)新穎、高度氧化且骨架重排的降三萜、二降三萜、三降三萜、五降三萜、八降三萜等多種新骨架的降三萜類化合物[1]。目前，五味子有效成分提取工藝主要為乙醇提取法，采用這種方法所得浸膏（或提取物）產(chǎn)品純度不高，色素含量高，顏色呈暗黑或棕褐色。因此，在植物提取物生產(chǎn)過程中，脫色處理非常重要，否則將嚴(yán)重影響產(chǎn)品的外觀、質(zhì)量，因此須要采用物理化學(xué)方法去除色素，目前除色素方法主要包括吸附法、化學(xué)方法、大孔樹脂吸附法。硅藻土由無定形的均質(zhì)礦物蛋白石組成，具有獨(dú)特的孔結(jié)構(gòu)，孔隙率大，吸附性強(qiáng)，對液體吸附能力大，可作為過濾劑、漂白劑[2]。凹凸棒土是以凹凸棒石為原料加工而成的白色粉末，是具有層-鏈狀過渡型特殊結(jié)構(gòu)的含水鋁鎂硅酸鹽礦物，在礦物分類上隸屬于海泡石族，具有特殊的纖維結(jié)構(gòu)、較大的比表面積，吸附性強(qiáng)[3]。原礦經(jīng)分離、提純、改性后，吸附性能大大提高，具有較高的吸附脫色能力。鈣質(zhì)膨潤土是自然界廣為產(chǎn)出的私土，蒙脫石是其主要礦物，蒙脫石是典型的2 ∶1型層狀硅酸鹽，具有巨大的比表面積、比表面能以及較強(qiáng)的陽離子交換能力和吸附性，可除去各種有害成分（金屬離子、有機(jī)物）[4]。高嶺土是二八面體的1 ∶1型層狀硅酸鹽，比表面積越大，交換容量越大，可作為吸附材料[5]。氧化鎂（輕燒化氧鎂）具有較強(qiáng)的緩沖性能（pH值最高不超過9）以及較高的活性[6]?；钚园淄潦怯蔁o機(jī)酸對膨潤土進(jìn)行酸化改性得到的膨潤土改性產(chǎn)品，酸化改性可以提高膨潤土的白度、比表面積、酸強(qiáng)度等，活性白土具有吸附脫色、催化等功能[7-8]?；钚蕴孔鳛樽罟爬?、最重要的工業(yè)吸附劑之一，具有高度發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)、巨大的內(nèi)比表面積，炭表面含有（或可以附加）多種官能團(tuán)，具有催化性能，性能穩(wěn)定，可以在不同溫度、酸堿度中使用，可以再生[9]。活性氧化鋁（r-Al2O3）是多孔性、高分散度的固體物料，具有表面積大、吸附性能好、表面酸性、熱穩(wěn)定性良好等特點(diǎn)，可作為多種化學(xué)反應(yīng)的催化劑及催化劑載體[10]。本試驗(yàn)以上述8種吸附材料作為研究對象，探討不同脫色劑對五味子果實(shí)、藤莖中總?cè)票Ａ袈实挠绊?，以期從中篩選出適合五味子果實(shí)、藤莖提取液脫色的吸附劑。
1 材料與方法
1.1 儀器
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1.2 試劑
齊墩果酸購自于中國藥品生物制品檢定所。無水乙醇、香草醛、冰乙酸、高氯酸、濃硫酸均為分析純。食品級活性白土（200目）（黃山泰柯活性漂白土有限公司）；分析純活性炭（粒）（天津市天達(dá)凈化材料精細(xì)化工廠）；化學(xué)純硅藻土（天津市盛奧化學(xué)試劑有限公司）；化學(xué)純鈣質(zhì)膨潤土（200目） （阿拉?。?；化學(xué)純高嶺土（國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）；化學(xué)純活性氧化鋁（國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）；分析純氧化鎂（輕質(zhì)）（國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）；凹凸棒土（200目）（無錫市歐微輕工科技有限公司）。
1.3 材料
五味子果實(shí)、五味子藤莖購自吉林省通化縣，經(jīng)中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院特產(chǎn)研究所藥用植物研究室許世泉副研究員鑒定，分別為五味子的干燥果實(shí)與4年生五味子藤莖。
1.4 五子味樣品的制備
1.4.1 五味子果實(shí)與藤莖提取液的制備 五味子果實(shí)、藤莖中均含有多種活性成分，如木脂素、三萜類等，通常選用乙醇回流提取法。具體的工藝流程如下：將成熟的五味子果實(shí)與藤莖干燥后通過粉碎機(jī)粉碎，過40目篩，置于50 ℃烘箱中，烘至恒質(zhì)量；稱取五味子果實(shí)、藤莖各50.0 g，按料液比1 g ∶10 mL加入 95%乙醇水溶液回流提取3次，每次1.0 h，過濾后得濾液，定容至500 mL。
1.4.2 脫色劑的前處理 將8種脫色劑（各100 g）加入95%乙醇水溶液浸泡后自然沉降，至上清無渾濁為止，放入50 ℃烘箱中烘干備用。
1.4.3 五味子脫色方法 取五味子果實(shí)、藤莖提取液各200 mL，各加入5%脫色劑，振蕩2 h。脫色結(jié)束后，五味子濾液在離心機(jī)中以4 500 r/min 離心10 min。取上清液，用95%乙醇定容至20.0 mL，分別測定脫色率、總?cè)坪?，每個(gè)處理重復(fù)3次，取平均值。
2 結(jié)果與分析
2.1 脫色率的測定
2.1.1 測定波長的確定 以蒸餾水作為參比，將未脫色的五味子果實(shí)、藤莖提取液分別在400～800 nm波長下掃描，確定五味子果實(shí)、藤莖提取液的最大吸收波長分別為535、660 nm，如圖1所示。
2.1.2 樣品脫色率的測定 以蒸餾水作為參比，脫色后的五味子果實(shí)、藤莖提取液分別在535 、660 nm 波長下測定吸光度，計(jì)算脫色率。脫色率計(jì)算公式如下：
脫色率=（D1-D2）/D1×100%。
式中：D1代表脫色前吸光度；D2代表脫色后吸光度。
2.2 方法學(xué)考察
2.2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制
準(zhǔn)確稱取干燥至恒質(zhì)量的齊墩果酸標(biāo)準(zhǔn)品 1.0 mg置于10 mL容量瓶中，加入無水乙醇溶解，稀釋至刻度，搖勻即得0.1 mg/mL標(biāo)準(zhǔn)品溶液。精確吸取齊墩果酸對照品溶液 0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2 mL置于試管中，沸水浴揮干乙醇，加 50 g/L香草醛-冰乙酸溶液 0.2 mL 及高氯酸0.8 mL，60 ℃水浴15 min，冷卻，加冰乙酸 5.0 mL，搖勻，在波長 547 nm 處測定吸光度D547 nm。以齊墩果酸濃度為橫坐標(biāo)，吸光度D547 nm為縱坐標(biāo)，建立標(biāo)準(zhǔn)曲線?；貧w處理得方程：y=0006 8x+0.009 7，r2=0.999 1，齊墩果酸濃度在0～120 μg /mL 范圍內(nèi)D547 nm與濃度線性關(guān)系良好（圖2）。
2.2.2 精密度試驗(yàn) 精確吸取對照品溶液0.5 mL共6份置于試管中，其余操作同標(biāo)準(zhǔn)曲線的制備，于547 nm處測定吸光度，對照品RSD值為0.83%，表明本試驗(yàn)儀器精密度良好。
2.2.3 穩(wěn)定性試驗(yàn) 取精密度項(xiàng)下的4號樣品于10、20、30、60、90、120 min測定吸光度D547 nm，對照品溶液在顯色后30 min內(nèi)基本穩(wěn)定，表明2種供試品溶液在2 h內(nèi)穩(wěn)定。
2.2.4 重復(fù)性試驗(yàn) 平行稱取6份樣品，制備供試品溶液，進(jìn)樣測定，RSD值為1.96%，表明方法重復(fù)性良好。
2.2.5 加樣回收試驗(yàn) 稱取已知含量的同一批果實(shí)、藤莖各5份，精密稱定，分別加入相同量的對照品溶液，按供試品溶液制備方法制備，計(jì)算回收率，RSD值分別為2.75%、2.20%（表1）。
2.3 各種吸附劑的脫色率及總?cè)票Ａ袈?/p>
從圖3可知，不同脫色劑對五味子果實(shí)提取液的脫色效果由好到差分別為：凹凸棒土﹥活性炭﹥活性氧化鋁﹥高嶺土﹥氧化鎂﹥硅藻土﹥鈣質(zhì)膨潤土﹥活性白土，其中凹凸棒土對五味子果實(shí)提取脫色效果最好，脫色率可達(dá)60.47%，并且對總?cè)频谋Ａ袈首罡摺?shí)際上，凹凸棒土在脫色過程中吸附的物質(zhì)不僅是色素本身，在脫除色素的同時(shí)也將過氧化物、皂、痕量金屬、磷、硫化物、氧化產(chǎn)物除去，而且凹凸棒土較廉價(jià)[11]，因此選擇凹凸棒土作為五味子果實(shí)提取液脫色劑。
從圖4可知，不同脫色劑對五味子藤莖提取液的脫色效果排序：活性炭﹥硅藻土﹥凹凸棒土﹥氧化鎂﹥高嶺土﹥活性氧化鋁﹥活性白土﹥鈣質(zhì)膨潤土，其中活性炭對五味子藤莖提取液的脫色效果較好，脫色率達(dá)到69.24%，并且對總?cè)频谋Ａ袈氏鄬^高。
3 結(jié)論
本研究結(jié)果表明，五味子果實(shí)中主要色素是花色苷等，藤莖中主要色素是葉綠素，凹凸棒土、活性炭、活性氧化鋁、高嶺土、氧化鎂、硅藻土、鈣質(zhì)膨潤土、活性白土對花色苷、葉綠素等色素都有一定的吸附作用。但凹凸棒土對花色苷吸附作用最強(qiáng)，活性炭對葉綠素的吸附作用最強(qiáng)，并且它們對總?cè)频谋Ａ袈氏鄬^高。
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