紅薯葉莖中黃酮的提取工藝研究*

劉 偉，侯海超，咼茗婕，郭 平，于曉萍，毛云飛，羅志臣

(揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院化學(xué)工程學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225127)

甘薯(亦稱紅薯、地瓜、山芋等)為旋花科一年生草本植物，原產(chǎn)于美洲熱帶地區(qū)，隨著發(fā)現(xiàn)新大陸和殖民非洲而進(jìn)入世界各地，在十六世紀(jì)末明朝萬歷年間通過西班牙殖民地呂宋(菲律賓)進(jìn)入中國。紅薯具有栽培容易、較高的抗病蟲害、產(chǎn)量高等優(yōu)點(diǎn)，目前，我國已成為世界最大紅薯生產(chǎn)過，繼水稻、小麥、玉米等之后成為主要糧食作物之一。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道紅薯根、莖、葉中含有豐富的纖維素、果膠、糖類、維生素及微量元素等營養(yǎng)成分，也含有多糖、綠原酸和黃酮類化合物等生物活性成分，具有提高機(jī)體抗病能力、增強(qiáng)免疫力、抗衰老、利尿通便、抗菌等保健功能[1-4]。目前由于傳統(tǒng)原因，人們都是采集、食用紅薯的根莖(即所謂的紅薯)，對(duì)于紅薯的葉、莖，很少食用，多用作牲畜的飼料或丟棄，這不僅造成環(huán)境污染問題，也是一種資源的浪費(fèi)。

黃酮類化合物(又稱黃堿素或黃酮)是指分子中有一個(gè)酮式羰基的2-苯基色原酮結(jié)構(gòu)的化合物及其衍生物，廣泛分布于植物的根莖葉中，對(duì)于植物的生長、發(fā)育及抗菌防病毒等方面起著重要作用[4]。最近研究表明，黃酮對(duì)人體也具有一定的生物活性，如提高心血管系統(tǒng)活性、抗癌及抗病毒活性、抗腫瘤活性、抗氧化自由基活性、抗炎鎮(zhèn)痛活性和保護(hù)肝臟活性等，此外，還具有降壓、降血脂、抗衰老、提高機(jī)體免疫力等藥理活性。而被應(yīng)用用于醫(yī)藥、保健、化妝品等領(lǐng)域[5-6]。

天然產(chǎn)物提取、分離技術(shù)的傳統(tǒng)方法為溶劑法、水蒸汽蒸餾法、升華法等。其中溶劑法具有方法簡便、設(shè)備要求低、成本低等優(yōu)點(diǎn)，但也存在提取效率低、溶劑浪費(fèi)嚴(yán)重等缺點(diǎn)；水蒸汽蒸餾法可以把極低含量的揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)提取出來，缺點(diǎn)是提取不完全；升華法操作簡單易行，但有效物質(zhì)升華不完全、產(chǎn)品收率低，有時(shí)還伴有分解現(xiàn)象。隨著科技的不斷進(jìn)步，現(xiàn)代提取技術(shù)逐漸成為主流，包括：超臨界流體萃取、超聲波萃取、微波萃取、酶法提取、仿生提取和固相萃取技術(shù)等[7-8]。本實(shí)驗(yàn)采用液相萃取法對(duì)紅薯葉、莖提取黃酮有效成分，并對(duì)提取工藝進(jìn)行優(yōu)化，取得了比較滿意的實(shí)驗(yàn)效果。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 試劑及設(shè)備

實(shí)驗(yàn)所有原料采摘自揚(yáng)州市邗江區(qū)泰安鎮(zhèn)，自來水洗凈后陰干，置于烘箱中于45～50 ℃干燥至恒重，粉粹后過篩，取40～80目葉(莖)密封保存?zhèn)溆谩?/p>

甲醇、乙醇、乙醚均為分析純，成都艾科達(dá)化學(xué)試劑有限公司；蘆丁標(biāo)準(zhǔn)樣品(生化試劑)，上海生化試劑二廠。

722型分光光度計(jì)，上海精科儀器廠。

1.2 黃酮的提取

分別稱取25 g紅薯葉、莖，置于索氏提取器中，用乙醚提取2 h以去除葉、莖中的脂溶性成分，揮干后再用一定體積的提取劑提取一定時(shí)間。提取液經(jīng)過濾得黃酮提取液，再經(jīng)旋蒸濃縮后，稱重，測量黃酮類化合物的含量。

1.3 黃酮類化合物含量的測量

1.3.1 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線

精密稱取經(jīng)120 ℃真空干燥至恒重的蘆丁對(duì)照品50 mg，置于50 mL容量瓶中，加無水乙醇溶解、稀釋至刻度，搖勻。用移液管移取該溶液10 mL于50 mL容量瓶中，加無水乙醇溶解、稀釋至刻度，搖勻。再移取上述溶液1 mL、2 mL、3 mL、4 mL、5 mL、6 mL分別置于于50 mL容量瓶中，加無水乙醇至總體積為15 mL，分別加入濃度為100 g/L的AlNO3溶液和9.8100 g/L的KAc溶液，加水稀釋至刻度，搖勻。分別于415 nm處測定其吸光度，以30%乙醇溶液為空白。以50 mL溶液中蘆丁質(zhì)量為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，即為標(biāo)準(zhǔn)吸收曲線。

1.3.2 測 定

精確吸取待測溶液1.0 mL，置于50 mL容量瓶中，加乙醇至15 mL，加入100 g/L的AlNO3溶液1 mL和9.8100 g/L的KAc溶液1 mL，加水稀釋至刻度，搖勻。于415 nm處測定其吸光度，以30%乙醇溶液為空白。對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)吸收曲線，求出黃酮類化合物含量。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同提取劑對(duì)黃酮提取量的影響

分別選取不同提取劑依“1.3”步驟對(duì)25 g紅薯葉中黃酮進(jìn)行提取5 h，以考察不同提取劑對(duì)提取黃酮質(zhì)量的影響，結(jié)果見表1。

表1 不同提取劑對(duì)黃酮類化合物提取率的影響

由表1可以看出，提取劑極性對(duì)提取率有很大的影響，而60%乙醇水溶液提取效果最好。所以，選擇60%乙醇-水溶液作為最佳提取劑。

2.2 葉莖中黃酮提取量比較

分別稱取25 g葉、莖，以60%乙醇-水溶液為提取劑，提取時(shí)間5 h，其他步驟同“1.3”，比較紅薯葉莖中黃酮含量。結(jié)果見表2。

表2 紅薯葉莖中黃酮提取量

從表2可知，黃酮類化合物在紅薯葉莖中的含量有一定的差異，葉中含量明顯高于莖中的含量。以下實(shí)驗(yàn)中，我們選用紅薯葉作為實(shí)驗(yàn)原料。

2.3 提取時(shí)間對(duì)紅薯葉中黃酮提取量的影響

提取時(shí)間對(duì)有效成分的提取效率有很大的影響，一般情況下，隨著提取時(shí)間的延長，提取效率會(huì)逐漸提高。分別選擇不同提取時(shí)間進(jìn)行“1.3”實(shí)驗(yàn)操作，以考察提取時(shí)間對(duì)于提取率的影響，結(jié)果見表3。

表3 提取時(shí)間對(duì)黃酮類化合物提取率的影響

由表3結(jié)果可以看出，隨著提取時(shí)間的延長，黃酮類化合物提取量顯著提高，當(dāng)提取時(shí)間為4.0 h時(shí)，達(dá)到32.2 mg，再繼續(xù)延長提取時(shí)間，提取量提高不顯著。從能源和經(jīng)濟(jì)效益考慮，選擇提取時(shí)間以4.0 h為合適。

2.4 較佳實(shí)驗(yàn)條件的驗(yàn)證

從以上探索實(shí)驗(yàn)條件可知，利用索氏提取器提取紅薯葉中黃酮類生物活性物質(zhì)的較佳工藝條件為：紅薯葉25 g，以60%乙醇-水溶液提取4 h，可提取出黃酮約32 mg。為驗(yàn)證該實(shí)驗(yàn)條件，進(jìn)行平行實(shí)驗(yàn)五次，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 較佳實(shí)驗(yàn)條件的驗(yàn)證

從表4可以得出，該實(shí)驗(yàn)條件下，平均提取量達(dá)到32 mg以上，且數(shù)據(jù)比較平行，所以得出該實(shí)驗(yàn)條件還是可靠的。

3 結(jié) 論

紅薯葉中的黃酮類化合物含量明顯高于莖中含量，利用索氏提取器提取紅薯葉莖中黃酮類生物活性成分的較佳工藝條件為：紅薯葉25 g，以60%乙醇-水溶液提取4 h，可提取出黃酮約32 mg。