陳生錕 楊玉瓊 韓佳華 王佰富 吳琴
(貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院化學(xué)工程學(xué)院,貴州畢節(jié) 551700)
不同種植物葉中黃酮的提取及比較
陳生錕楊玉瓊韓佳華王佰富吳琴
(貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院化學(xué)工程學(xué)院,貴州畢節(jié)551700)
用超聲波提取法對(duì)三種植物葉進(jìn)行單因素提取實(shí)驗(yàn),并用索氏提取法和微波提取法作了對(duì)比試驗(yàn),然后對(duì)超聲波提取法進(jìn)行了正交試驗(yàn)并確定了最優(yōu)提取條件。得出不同植物葉中黃酮提取率最高的方法為超聲提取法,其最佳提取工藝分別為銀杏:70%乙醇,時(shí)間50 min,料液比1:20,溫度70 ℃。竹葉:70%乙醇,時(shí)間40 min,料液比1:22,溫度60 ℃。杜仲:50 %乙醇,時(shí)間40 min,料液比1:22,溫度60 ℃。通過(guò)該實(shí)驗(yàn)對(duì)比得出不同植物中提取黃酮含量最高的方法為超聲波提取法,確定了不同植物中黃酮提取含量的最高的植物為竹葉。
黃酮微波法超聲提取波正交試驗(yàn)
(1)材料與儀器。樣品:銀杏葉、竹葉采自畢節(jié),杜仲采自織金,均為2013年10月份采摘,洗凈,烘干,粉碎,備用。
試劑:蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品、乙醇(無(wú)水乙醇)、氫氧化鈉(分析純)、硝酸鋁(分析純)、亞硝酸鈉(分析純)。
(2)標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制。取100度下干燥之恒重的蘆丁15.26mg,用50%乙醇配制濃度0.50 mg/mL的蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品,取上述蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液0mL、lmL、2mL、3mL、4mL、5mL、6mL,分別轉(zhuǎn)入25mL容量瓶中,加 mL5%的NaNO2,6min后加入10%1mLAI(NO3)3,6min后加入10mL4%NaOH充分振蕩搖勻,用蒸餾水定容至刻度,靜置30min后,以蘆丁含量為0.000mg/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液為參比,于500nm處測(cè)定吸光度(Abs),得回歸方程:Y=9.3036X+0.0077,相關(guān)系數(shù)R2=0.9992。
(3)樣品黃酮含量的計(jì)算。吸取5ml的提取樣品至于25ml容量瓶中,按上述繪制蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線的步驟配制提取溶液,測(cè)量提取液的吸光度A,按下面的公式計(jì)算出植物葉黃酮的含量:
式中C一由測(cè)得的吸光值代入回歸方程計(jì)算得到的黃酮濃度,mg/mL。
圖1 乙醇濃度對(duì)黃酮含量的影響
圖2 提取時(shí)間對(duì)黃酮含量的影響
圖3 不同料液比對(duì)黃酮含量的影響
圖4 不同溫度比對(duì)黃酮含量的影響
V一溶液的體積,mL;ω為黃酮的百分含量;m為稱取樣品的質(zhì)量,g。
(4)索氏提取法提取不同種植物葉中黃酮類(lèi)化合物。準(zhǔn)確稱取竹葉、銀杏葉、杜仲葉粉末各5.000 g于索氏提取儀中,在70%乙醇,時(shí)間2 h,料液比1:20的條件下,用100 mL乙醇進(jìn)行索氏提取之無(wú)色,趁熱旋蒸濃縮,后冷凍12 h,過(guò)柱(活性炭和氧化鋁)除去葉綠素,置于50 mL容量瓶用50%乙醇定容[3]。按“1.2”方法測(cè)定吸光度,并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方程和黃酮含量的計(jì)算公式求出不同植物中黃酮化合物的含量分別為:竹葉0.497%、銀杏0.746%、杜仲0.629%。(對(duì)比試驗(yàn))
(5)微波提取法提提取不同種植物葉中黃酮類(lèi)化合物。準(zhǔn)確準(zhǔn)確稱取竹葉、銀杏葉、杜仲葉粉末各5.000 g,加入到圓底燒瓶中,在70%乙醇,時(shí)間50min,功率400W,溫度70℃的條件下,用100mL乙醇進(jìn)行微波提取,趁熱旋蒸濃縮,后冷凍12h,過(guò)柱(活性炭和氧化鋁)除去葉綠素,置于100mL容量瓶用50%乙醇定容[4]。按“1.2”方法測(cè)定吸光度,并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方程和黃酮含量的計(jì)算公式求出不同植物葉中黃化合物的含量分別為:竹葉0.660%銀杏0.866%杜仲1.165%。(對(duì)比試驗(yàn))
(6)超聲波提取法提取不同種植物葉中黃酮類(lèi)化合物。準(zhǔn)確稱取竹葉、銀杏葉、杜仲葉粉末各5.000g,加入到圓底燒瓶中,用不同的乙醇濃度、超聲時(shí)間、料液比、超聲溫度分別進(jìn)行單因素影響實(shí)驗(yàn)。為全面考察超聲波取法提取不同種植物葉中黃酮類(lèi)化合物的影響因素[5],在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,選取各單因素的最優(yōu)條件,設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)L9(34),確定植物葉黃酮的最佳提取條件。
表1 銀杏正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)L9(34)及結(jié)果
表2 竹葉正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)L9(34)及結(jié)果
2.1超聲波提取單因素實(shí)驗(yàn)
(1)乙醇濃度對(duì)黃酮提取的影響 稱取竹葉、銀杏葉、杜仲葉粉末各5.000g,分別用濃度為30%、50%、70%、95%的乙醇溶液在50℃,料液比(g:mL)1:20,超聲波功率50Hz提取30min,趁熱旋蒸濃縮,加石油醚萃取葉綠素,后用50%乙醇稀釋定容至50mL,測(cè)定其吸光值,得黃酮含量與乙醇濃度之間的關(guān)系,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖1。
由圖1可知,銀杏葉在乙醇濃度為70%時(shí),總黃酮的含量最高,之后趨于平緩,因此乙醇濃度為70%為最佳。竹葉在70%時(shí),總黃酮含量最高,之后下降,所以70%為竹葉最佳的乙醇提取濃度。杜仲葉在30%~50%時(shí)黃酮含量呈上升趨勢(shì),50%~95%趨于下降,所以50%為最佳提取濃度。
(2)提取時(shí)間對(duì)黃酮提取的影響 稱取竹葉、銀杏葉、杜仲葉粉末各5.000g,分別以30min、40min、50min、60min的不同提取時(shí)間在50℃,料液比(g:mL)1:20,50Hz超聲波提取。趁熱旋蒸濃縮,加石油醚萃取葉綠素,后用50%乙醇稀釋定容至50mL,測(cè)定其吸光值,得黃酮含量與提取時(shí)間之間的關(guān)系,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。
由圖2可以看出,銀杏葉在40min時(shí)黃酮提取含量值較高,故最佳提取時(shí)間為40min為宜。竹葉在40min黃酮提取含量值達(dá)到最高,往后趨于下降,所以最佳提取時(shí)間為40min最佳。杜仲葉在30min~50min黃酮提取含量值上升明顯,60min明顯下降,故50min為最佳。
(3)不同料液比對(duì)黃酮提取的影響稱取竹葉、銀杏、杜仲葉粉末各5.000g,分別以1:16、1:18、1:20、1:22的不同料液比(g:mL)在50℃,50Hz超聲波提取30min。趁熱旋蒸濃縮,加石油醚萃取葉綠素,后用50%乙醇稀釋定容至50mL,測(cè)定其吸光值,得黃酮含量與料液比之間的關(guān)系,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3。
由圖3可以看出銀杏、竹葉、杜仲在1:18處黃酮含量值達(dá)到最大,往后或趨于平衡或下降,即在1:18為最佳提取料液比。
表3 杜仲正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)L9(34)及結(jié)果
表4 不同提取方法對(duì)不同植物提取效果比較
(4)不同溫度比對(duì)黃酮提取的影響稱取竹葉、銀杏、杜仲粉末各5.000g,分別在40℃、50℃、60 ℃、70℃下,以料液比為1:20(g:mL),50 Hz超聲波超聲提取30min。趁熱旋蒸濃縮,加石油醚萃取葉綠素,后用50%乙醇稀釋定容至50mL,測(cè)定其吸光值,得黃酮含量與溫度之間的關(guān)系,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖4。
由圖4可以看出,銀杏葉提取黃酮含量的值隨著溫度升高而增大,到60℃后趨于平緩,故60℃為最佳提取溫度。竹葉在50℃黃酮提取含量最高,往后隨溫度升高而下降,所以50℃為銀杏最佳提取溫度。杜仲黃酮提取含量隨溫度升高而增大,在60℃后增大不明顯,杜仲的最佳提取溫度為60℃~70℃。
2.2正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)
從極差分析結(jié)果可以得到,影響銀杏葉黃酮提取含量的主次因素為:乙醇濃度>溫度>超聲時(shí)間料液比最佳提取工藝為A2B3C2D3,即70%乙醇,時(shí)間50min,料液比1:20,溫度70℃。
從極差分析結(jié)果可以得到,影響竹葉黃酮提取含量的主次因素為:乙醇濃度>溫度>超聲時(shí)間>料液比,最佳提取工藝為A2B2C3D3,即70%乙醇,時(shí)間40min,料液比1:22,溫度60℃。
從極差分析結(jié)果可以得到,影響杜仲葉黃酮提取含量的主次因素為:乙醇濃度>溫度>超聲時(shí)間>料液比,最佳提取工藝為A2B1C3D2,即50%乙醇,時(shí)間40min,料液比1:22,溫度60℃。
2.3重復(fù)性實(shí)驗(yàn)為了驗(yàn)證優(yōu)化提取條件的可靠性,對(duì)銀杏葉、竹葉、杜仲葉分別選其上述最優(yōu)工藝下重復(fù)提取3次,其總黃酮的平均提取含量(%)分別為1.532、1.847、1.462,與前面的微波提取法、索氏提取法比較,優(yōu)于兩者的提取效果。
2.4提取方法比較
按照研究后的超聲優(yōu)化提取工藝與傳統(tǒng)的索氏提取法跟新型的微波提取方法作比較,結(jié)果見(jiàn)下表4。
由表可以看出,按照該研究的優(yōu)化工藝進(jìn)行提取較傳統(tǒng)的提取方法提取黃酮的含量高,不同植物用不同方法所提取的黃酮含量不同,而不同方法的不同條件對(duì)黃酮提取也有很大影響。此外,新型的提取方法比傳統(tǒng)的提取方法還具有簡(jiǎn)便、省時(shí)、產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn)。
通過(guò)對(duì)三種植物葉黃酮提取方法的研究,超聲波提取法與索氏提取法和微波提取方法相對(duì)比,得出三中植物葉中提取黃酮含量最高的方法為超聲波提取法,其最佳提取工藝分別為,銀杏:70%乙醇,時(shí)間50min,料液比1:20,溫度70℃。竹葉:70%乙醇,時(shí)間40 min,料液比1:22,溫度60℃。杜仲:50%乙醇,時(shí)間40min,料液比1:22,溫度60℃。確定了不同植物中黃酮提取含量的最高的植物為竹葉。
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