农业机械学报第37卷第3 期

2006年3月农业机械学报第37卷第3期超声循环提取沙棘叶中总黄酮的研究3杨喜花　陈　敏　朱　蕾　李　赫　殷丽君 【摘要】　研究了超声循环技术在沙棘叶总黄酮提取中的应用。

对乙醇、甲醇、乙酸乙酯、丙酮等不同提取溶剂的提取效果进行比较得出,乙醇是提取沙棘叶中总黄酮的最佳溶剂。

采用常规索氏、超声与超声循环方法提取总黄酮表明,超声循环提取法可提高沙棘叶中总黄酮的提取效率,超声循环提取10m in 已经达到了索氏提取6h 的效果。

关键词:沙棘叶　总黄酮　超声循环　提取中图分类号:R 28412文献标识码:A收稿日期:200501143国家自然科学基金青年基金资助项目(项目编号:20306032)杨喜花　中国农业大学食品科学与营养工程学院　硕士生,100083　北京市陈　敏　中国农业大学食品科学与营养工程学院　教授　通讯作者朱　蕾　中国农业大学食品科学与营养工程学院　硕士生李　赫　中国农业大学食品科学与营养工程学院　硕士生殷丽君　中国农业大学食品科学与营养工程学院　副教授 引言沙棘(H ipp op hae rham noid es L .)是胡颓子科沙棘属的灌木亚乔木,沙棘叶中富含黄酮类化合物。

总黄酮的提取主要有水浸提法、碱水浸提法以及溶剂回流提取法[1～3],这些方法操作繁琐、提取率低。

超声波可以使提取介质中的微小气泡压缩、爆裂,破碎原料的细胞壁,加速有效成分的溶出、扩散,可大大缩短提取时间,提高提取效率。

超声技术作为一种有效的提取方法,已经应用于天然产物的提取研究中[4～6]。

而超声循环技术是在料液循环流动的过程中施加超声波,是一种提取天然产物的新技术。

1　材料与方法111　原料与试剂沙棘叶采自山西省阳高县;芦丁标准品(中国药品生物制品检定所);乙醇(95%)、石油醚(沸程60～90℃)、乙酸乙酯、丙酮、结晶氯化铝、氢氧化钠(北京化工厂)均为分析纯。

112　主要仪器与设备H F 215B 型超声循环提取机(北京弘祥隆生物技术开发有限公司),用于超声循环提取;SK 250H型超声清洗仪(上海科导超声仪器有限公司),用于普通超声提取;1012型电热鼓风干燥箱(上海沪南科学仪器联营厂),用于干燥原料;LD 02型二两装高速中药粉碎机(温岭市大海药材器械厂),用于粉碎样品;分样筛(上虞市沙筛厂),用于筛分一定目次的沙棘叶粉末;Sarto ri ou s 电子分析天平(德国),用于精密称量;索氏提取器(北京玻璃仪器厂),用于回流提取;752型紫外光栅分光光度计(上海精密科学仪器有限公司),用于测定提取液的吸光度值;TU 1901型紫外双光束分光光度计(北京普析通用有限责任公司),用于全波段扫描的分析。

PH S 25型pH 计(上海精科雷磁公司),用于调节提取液的pH 值。

113　试验方法11311　原料预处理将沙棘叶经过挑选、整理、去刺,在110℃下烘烤至干,留下一部分测定其含水率,其余经粉碎后过40目筛;用石油醚回流除去油脂、色素等杂质,由于石油醚是油溶性物质的良好溶剂,所以用石油醚可以提取油脂、色素等低极性物质,起到除杂的作用,以免影响黄酮的提取与测定。

挥干石油醚后即为沙棘叶粉末。

11312　标准曲线的制作精确称量芦丁标准品510m g ,用95%的乙醇定容至50mL 容量瓶中,分别取0mL 、015mL 、110mL 、115mL 、210mL 、215mL 于5mL 容量瓶中,各加入1%的A lC l 3溶液(溶剂为95%乙醇)015mL ,用95%的乙醇定容至刻度,放置10m in ,于430nm 下测定其吸光度。

得出线性回归方程为:A =251971C +010044,式中A 为吸光度,C 为测定液质量浓度(g L ),相关系数r =019999。

11313　提取方法(1)索氏提取法准确称取沙棘叶粉末51000g ,用滤纸包好,置于索氏提取器中,加入提取溶剂80mL 回流提取黄酮,至提取液接近无色。

将提取液浓缩至干,即得总黄酮粗品。

(2)超声提取方法准确称取沙棘叶粉末51000g ,于250mL 具塞三角瓶中,加入提取溶剂,放入超声波清洗仪中,超声提取30m in ,将提取液经过滤后浓缩至干,即得总黄酮粗品。

(3)超声循环提取法将处理过的样品用超声波循环装置进行提取,参数设定为:功率1k W ,转速1200r m in ,超声波工作315s 、间隔013s 。

提取液经过滤后浓缩至干,即得总黄酮粗品。

11314　总黄酮测定及计算将总黄酮粗品溶解于95%乙醇中,加入1%A lC l 3乙醇溶液,定容至一定体积,以芦丁为标准品,利用分光光度法测定总黄酮提取率。

计算式为R =CV ×10-3m×100%式中　V ——定容体积,mL m ——样品质量,g2　结果与讨论211　最佳检测波长的确定取适量芦丁标准品溶解于95%乙醇中,A lC l 3显色,用TU 1901型紫外双光束分光光度计在Κ为190～500nm 范围内进行双光束紫外光谱扫描,确定其最佳吸收波长,如图1。

由图1可见,芦丁的95%乙醇溶液在A lC l 3显色的作用下,在430nm 处有最大吸收峰,确定为最佳测定波长。

图1　芦丁标准品的双光束紫外扫描图(溶剂:95%乙醇)212　提取溶剂的选择文献[7]报道,黄酮苷类和极性较大的苷元,一般可用甲醇、乙醇、水、乙酸乙酯、丙酮等提取。

水虽然是廉价、易得、清洁的溶剂,但是考虑到用水提取,提取液中杂质较多,还常含有粘液,浓缩时会产生泡沫,给进一步分离带来很多困难,增加了成本,且提取物容易发霉、发酵,因此决定不采用水作为提取剂。

甲醇虽然有毒,但文献[8～9]报道,甲醇及其溶液提取效果好,因此本试验分别选择95%乙醇、无水甲醇、乙酸乙酯、丙酮为提取剂,进行索氏提取,至提取液接近无色,结果见表1。

表1　不同提取剂的提取率提取溶剂95%乙醇无水甲醇乙酸乙酯丙酮提取率 %11958211120157101696由表1可以看出,无水甲醇提取率最高,乙醇与无水甲醇提取效果相当,乙酸乙酯与丙酮提取率最低。

这是由于黄酮类化合物极性较大,甲醇和乙醇以及相应的水溶液极性较大,所以提取率较高;而乙酸乙酯和丙酮相比极性较小,相对而言提取率较低。

甲醇毒性较大,相对而言乙醇毒性小、本身有杀菌作用,不易发霉变质,所以最后选择乙醇为沙棘叶黄酮的提取剂。

213　索氏提取的最高提取率确定优化沙棘叶中总黄酮的提取条件,设计三因素三水平正交试验,影响因素为乙醇的体积分数、提取剂的pH 值、提取时间,其因素水平表见表2,结果见表3。

表2　正交试验因素水平表水平因素乙醇的体积分数A %pH 值B 时间C h1658104275910538510106表3　正交试验结果表试验号ABC提取率 %111111358212211485313311862421211604522311978623111600731311146832111034933211130417054********* 511824149741219313104159241986R016240011613013313由表3可知,各个因素的影响顺序是A 、C 、B ,较佳组合为A 2B 2C 3,即以75%的乙醇为提取剂、pH 值为910、时间为6h ,可以得到较好的效果,提取率达到11978%。

761　第3期杨喜花等:超声循环提取沙棘叶中总黄酮的研究214　超声提取试验21411　料液比和pH 值的确定用普通超声提取法对料液比和pH 值进行初探,对料液比1∶15、1∶20、1∶25、1∶30进行试验,其提取率分别为11091%、11372%、11432%、11472%,可见料液比对黄酮的提取率有一定的影响,随着料液比的降低提取率升高,在1∶25之后变化很小。

而且考虑到料液比太高循环会有一定的困难,从而影响提取率,料液比太低会增加溶剂的用量,最后选择料液比为1∶25。

对溶剂pH 值610、710、810、910进行试验,提取率分别为11432%、11444%、11454%、11468%,可见提取溶剂的pH 值对超声提取的提取率影响不大,这是由于超声破碎作用的影响掩盖了pH 值的影响。

所以选择溶剂在固定的pH 值下进行提取,经测定75%乙醇的pH 值为714,这是与索氏提取的一个不同之处。

21412　乙醇体积分数和超声时间对提取率的影响乙醇的体积分数和超声循环提取的时间对提取率影响如图2所示。

图2　溶剂的体积分数和提取时间对提取率的影响曲线由图2可见,超声循环提取法提取沙棘叶中总黄酮,乙醇的体积分数对提取率影响很大,75%的乙醇提取率最高,其次是50%的乙醇,乙醇的体积分数较高或者较低,提取率均不佳。

对于同一体积分数的乙醇,随着提取时间的增加,提取率升高,但是达到一定程度后提取率反而随着时间的增加而降低。

这是由于随着超声时间的增加,某些黄酮类化合物受到了破坏的缘故。

最后选择超声循环提取的溶剂体积分数为75%,提取时间为20m in 。

215　超声循环提取法与普通超声提取法、索氏提取法的对比将超声循环提取法与普通超声提取法、索氏提取法相比较,结果见表4。

表4　超声提取与索氏提取的对比提取方法提取参数乙醇体积分数 %pH 值提取时间 m in提取率 %超声循环提取法7571410 20 3011919 2114421194普通超声提取法757143011432索氏提取法7591036011978由表4可见,利用超声循环提取法,提高了沙棘叶中总黄酮的提取效率,用75%的乙醇进行沙棘叶中总黄酮的提取,超声提取10m in 即与索氏提取6h 的提取效果相当,同时远高于普通超声提取。

超声循环提取采用物料循环、超声场固定分布、物料在超声场中顺序移动的技术,达到快速提取的目的,提取效率较普通超声提取有很大的提高。

3　结束语75%乙醇用于不同提取方法中提取沙棘叶中总黄酮,均为溶剂的最佳体积分数。

超声循环提取的效果明显优于普通超声提取与索氏提取。

超声提取与索氏提取相比,节约了时间和能耗,且提取工作在室温下进行,可避免高温对提取成分的影响。

超声循环提取在沙棘叶总黄酮的提取中具有明显的优势,是一种具有发展前景的天然产物提取技术。

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