馬鈴薯中龍葵素提取工藝研究

梅慧玲，李 煒，鄧玲聰，譚 進(jìn)，劉圣琳，王偉軍，張 薇*

（1湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院，長沙410128；2湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院，長沙410128）

馬鈴薯中龍葵素提取工藝研究

梅慧玲1，李 煒1，鄧玲聰1，譚 進(jìn)1，劉圣琳1，王偉軍2，張 薇2*

（1湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院，長沙410128；2湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院，長沙410128）

龍葵素是馬鈴薯植株和塊莖中普遍含有的一類甾族生物堿配糖衍生物。實驗以馬鈴薯塊莖為原料探討其龍葵素的提取工藝條件。用乙醇法在70℃下回流以及55℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)提取馬鈴薯龍葵素，比較研究不同濃度乙醇、不同提取時間的龍葵素提取率。應(yīng)用乙腈-磷酸為流動相梯度洗脫，流速0.8 m L/min，在Eclipse XDB-C18反相柱上，對提取的龍葵素樣品進(jìn)行HPLC分析。結(jié)果表明，最佳的提取條件為在70℃下用75%的乙醇回流5 h，提取率達(dá)到389.90mg/100 g。

馬鈴薯；龍葵素；提取工藝；HPLC分析

馬鈴薯中含有許多甾族生物堿，例如龍葵素等，可使馬鈴薯免受昆蟲和微生物的侵害。有鑒于此類物質(zhì)對人體正常組織和器官的潛在危害和對某些疾病特別是多種類型腫瘤的廣譜治療功效，人們在很早便開始對此類生物堿的毒性效應(yīng)進(jìn)行了大量的基礎(chǔ)研究。目前，許多研究已經(jīng)證實，某些甾族生物堿如龍葵素不但對傷口愈合、抗炎性反應(yīng)等具有一定的治療功效，還可通過不同的機制抑制多種腫瘤的生長，并可通過促進(jìn)正常上皮細(xì)胞的遷移等作用發(fā)揮抗癌功效，因而已被廣泛用于相關(guān)的臨床應(yīng)用研究［1～5］。也正因此，深入探討源于各種茄科植物特別是來源豐富的馬鈴薯內(nèi)的甾族生物堿提純物或合成糖苷生物堿的抗病毒和抗腫瘤活性，已經(jīng)被公認(rèn)為是一個兼具研究應(yīng)用價值和市場開發(fā)前景的重要研究方向。本實驗采用乙醇法［4～9］，在不同濃度乙醇及不同提取時間下從馬鈴薯的薯芽、薯皮中提取龍葵素，用高效液相色譜測定提取出的龍葵素含量［10～12］，探索出適合臨床醫(yī)學(xué)抗腫瘤研究馬鈴薯龍葵素的最優(yōu)提取條件。

1 實驗材料與方法

1.1 實驗材料與儀器

試劑：α-茄堿標(biāo)準(zhǔn)品，純度≥94.5%，購自長沙璐非試劑經(jīng)營部；各種濃度乙醇（AR），無水乙醇（AR）99.7%。

材料：馬鈴薯，購自某生鮮市場，貯存于有光照、室溫條件下作發(fā)芽處理。

儀器：RE52-98型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器（上海亞榮生化儀器廠）；BCD-257SL海爾冰箱（青島海爾股份有限公司）；HPG-280-BX型光照培養(yǎng)箱；安捷倫1200series高效液相色譜儀（Agilent科技有限公司）。

1.2 實驗方法

1.2.1 不同乙醇濃度及回流時間提取方法的比較

取莖發(fā)綠、發(fā)芽處理過的馬鈴薯數(shù)個，以薯芽、薯皮（2～3 mm）為測試樣品。洗凈，切碎，置于恒溫烘箱中（60℃）干燥24 h，干燥完全后用微型植物粉碎機粉碎成粉末，備用。

（1）不同乙醇濃度試驗。分別準(zhǔn)確稱取50 g樣品，將其分別置于250 m L的圓底燒瓶中，分別加入濃度（體積分?jǐn)?shù)）75%、80%、85%、90%、95%乙醇和無水乙醇100 mL在70℃條件下回流5 h，冷卻后抽濾，將濾液于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上在55℃條件下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至浸膏狀，密封后于冰箱中4℃下靜置。

（2）不同回流時間實驗。分別準(zhǔn)確稱取50 g樣品，將其分別置于250 mL的圓底燒瓶中，加入75%（體積分?jǐn)?shù)）的乙醇100 mL在70℃條件下分別回流2、3、4、5和6 h，冷卻后抽濾，將濾液于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上在55℃條件下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至浸膏狀，密封后于冰箱中4℃下靜置。

以上實驗各重復(fù)3次。

1.2.2 馬鈴薯中α-茄堿含量的測定（HPLC）

（1）色譜條件。Agilent 1200 series高效液相色譜儀（Agilent科技有限公司）；色譜柱：Eclipse XDB -C18，4.6*250 mm，5μm；流動相：乙腈—磷酸（磷酸體積分?jǐn)?shù)0.5%），乙腈與磷酸的體積比26∶74；流速：0.800 mL/min；檢測波長：205 nm；柱溫：30℃。

（2）標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制。取α-茄堿標(biāo)準(zhǔn)品不同梯度含量，經(jīng)0.45μm膜過濾，進(jìn)樣20μL，在上述色譜條件下進(jìn)行HPLC分析，測定α-茄堿吸收峰保留時間和峰面積。以α-茄堿含量—吸收峰面積作標(biāo)準(zhǔn)曲線，計算回歸方程。

（3）馬鈴薯中α-茄堿含量的測定。分別準(zhǔn)確稱取不同提取方法所得的樣品，用少量無水乙醇溶解后，定容。分別進(jìn)樣20μL，在上述色譜條件下進(jìn)行HPLC分析，測定α-茄堿吸收峰保留時間和峰面積，計算出α-茄堿的含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 馬鈴薯龍葵素的測定方法（HPLC）

2.1.1 色譜的定性分析

采用保留時間對照法確定α-茄堿吸收峰的位置。準(zhǔn)確稱取0.0100 gα-茄堿標(biāo)準(zhǔn)品，用少量無水乙醇溶解后，定容于50 mL容量瓶中。在上述色譜條件下，進(jìn)樣20μL，得到α-茄堿標(biāo)準(zhǔn)品色譜圖（圖1）。

圖1 α－茄堿標(biāo)準(zhǔn)品色譜圖Fig.1 HPLC Chromatogram of standardα－solanine

2.1.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

準(zhǔn)確稱取0.0017 gα-茄堿標(biāo)準(zhǔn)品，用少量無水乙醇溶解后，定容于10 mL容量瓶中，得到濃度為0.17μg/μL的α-茄堿標(biāo)準(zhǔn)溶液。將標(biāo)準(zhǔn)液分別稀釋10、102、103及104倍，再從高濃度至稀濃度分別進(jìn)樣，在上述色譜條件下進(jìn)行HPLC分析，確定α -茄堿保留時間和峰面積。

表1 高效液相色譜法測得的不同濃度α－茄堿保留時間與峰面積Table 1 Relationship betweenα－solanine contents and apex area of HPLC

以α-茄堿稀釋倍數(shù)（x）為橫坐標(biāo)，吸收峰面積（y，uV*s）為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得回歸方程y＝316736x＋675713，其相關(guān)系數(shù)為R2＝0.9418。

2.2 不同方法龍葵素提取率的比較

2.2.1 不同乙醇濃度提取的比較

分別用不同濃度乙醇，從馬鈴薯薯芽與薯皮樣品50 g（干重）中提取出龍葵素樣品，用高效液相色譜分析測定其中α-茄堿的含量，測定結(jié)果如表2。

表2 不同濃度乙醇的龍葵素提取率Table 2 Extraction rate of solanine w ith different ethanol concentration

從表2可見，在6種不同濃度乙醇溶劑中，以75%乙醇的提取效果最好，提取率為389.25 mg/100 g。

2.2.2 不同回流時間提取的比較

從表3可見，回流5 h，對馬鈴薯龍葵素的提取效果最好，提取率達(dá)到389.90 mg/100 g。

表3 不同回流時間的龍葵素提取率Table 3 extraction rate under different reflux time

對實驗結(jié)果進(jìn)行顯著性分析，p＝0.03478，差異顯著。

3 討論

本實驗以龍葵素為目標(biāo)產(chǎn)物，比較了不同濃度乙醇和不同回流時間提取馬鈴薯龍葵素的效果。研究發(fā)現(xiàn)，用75%濃度的乙醇回流5 h龍葵素提取率最高，達(dá)到了389.90 mg/100 g，與文獻(xiàn)［13］的提取率511.0 mg/100 g相差不遠(yuǎn)。通過實驗研究，確定了一種安全又簡便地從馬鈴薯中提取出龍葵素的方法，即乙醇提取法，該法適合于提取馬鈴薯各部位中的龍葵素。與之前所使用的一些方法需要用到硫酸或者氨水等試劑相比，本實驗所得龍葵素沒有其他有毒物質(zhì)，少量殘留的乙醇也對細(xì)胞沒有什么大的影響。

馬鈴薯中的龍葵素在不同生育時期、不同部位的含量是不同的，在組織細(xì)胞中的分布也是不同的，品種間也有差異，馬鈴薯芽中的龍葵素含量最高，所以主要是從馬鈴薯芽中提取龍葵素。我國是馬鈴薯生產(chǎn)大國，作為龍葵素原料的資源十分豐富，可以結(jié)合馬鈴薯植株的打頂、抹芽、掐花、摘果等生產(chǎn)措施，從芽（包括塊莖萌發(fā)芽）、花、幼果和莖葉中提取龍葵素。塊莖加工的副產(chǎn)品薯皮、薯渣也是提取龍葵素的重要原料，這樣可以廢物利用，起到綠色環(huán)保的作用。

［1］ 張 薇，熊興耀，李 霞.馬鈴薯中龍葵素的提取方法［J］.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2006，32（6）：665-667.

［2］ 張 薇，高 榮，熊興耀，等.儲藏條件對馬鈴薯塊莖肉質(zhì)部分α-茄堿含量的影響［J］.作物研究，2012，26（5）：478-481.

［3］ 劉春華，李春麗，尹桂豪，等.馬鈴薯及其制品中龍葵素的研究進(jìn)展［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38（7）：3519 -3520.

［4］ 段光明，馮彩萍.馬鈴薯糖苷生物堿［J］.植物生理學(xué)通訊，1992，28（6）：457-461.

［5］ 劉 穎，張燕玲，王 雁.從天然植物龍葵中提取生物堿的工藝研究［J］.遼寧絲綢，2003（2）：4-5，32.

［6］ 段光明，劉 加，李 霞.馬鈴薯糖苷生物堿的生物學(xué)作用及開發(fā)利用［J］.資源開發(fā)與市場，1995，11（2）：61-65.

［7］ Bushway RJ，Barden ES，Bushway AW.The mass extraction of potato glycoalkaloids blossoms［J］.Amer Potato J，1980，57：175.

［8］ 段光明，宗 會.不同溶劑系統(tǒng)對馬鈴薯糖苷生物堿的提取效果［J］.植物生理學(xué)通訊，1993，29（5）：365-368.

［9］ 錢天壽，康孟利，凌建剛，等.洋芋中龍葵素的提取工藝研究［J］.中國農(nóng)學(xué)通報，2012，28（15）：264-267.

［10］Bushway RJ，Barden ES，Bushway AW.HPLC separation of potato glycoalkaloids［J］.JChrom，1979，178：533.

［11］王守蘭，朱 佳.高效液相色譜法測定馬鈴薯中α-茄堿含量［J］.食品科學(xué)，1999，20（6）：60-61.

［12］肖文軍，李 勤，熊興耀，等.高效液相色譜法分析馬鈴薯中α-茄堿［J］.分析化學(xué)，2011，39（9）：1459-1460.

［13］張 薇，文 雄，潘雙銀，等.微波輔助提取馬鈴薯龍葵素的研究［J］.園藝學(xué)報，2008，35（9）：1393-1396.

Study about Extracting Technology of Solanine in Potato

MEIHuiling1，LIWei1，DENG Lingcong1，TAN Jin1，LIU Sheng lin1，WANG Weijun2，ZHANG Wei2*
（1 Orient Science and Technology College，Hunan Agricultural University，Changsha，Hunan 410128，China；2 Science College，Hunan Agricultural University，Changsha，Hunan 410128，China）

Solanine is a steroidal alkaloid glycosides derivatives which is generally contained in potato plants and tubers.Potato tuber was used as experimentalmaterial to study the extraction technology of solanine.Solanine was extracted by ethanolmethod at70℃for reflux and at55℃for rotary evaporation.The extraction rate of solaninewasmeasured under different concentration of ethanol and different extraction time，respectively.Gradient elution has been done by using acetonitrile phosphoric acid under flow rate of 0.8mL/min.The solanine sample was analyzed by HPLC detection by using E-clipse XDB-C18 reversed-phase column.Experiment results showed that the optimum extraction condition was at 70℃with 75%ethanol concentration for 5 hours reflux.The extraction ratewas389.90mg/100 g.

potato；solanen；extraction；HPLC analysis

S532；R284.2

A

1001-5280（2017）03-0310-03 DO I：10.16848/j.cnki.issn.1001-5280.2017.03.21

2017- 01- 15

梅慧玲（1995-），女，Email：675035780＠qq.com。*通信作者：張薇，教授，主要從事應(yīng)用化學(xué)和天然產(chǎn)物化學(xué)研究，Email：zhangwei6261＠hotmail.com。

湖南省自然科學(xué)基金（11JJ3029）；湖南省教育廳一般項目（編號160）；湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實驗計劃項目（DFCXY201457）。