和田石榴皮中单宁的提取及其含量测定
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新疆农业大学
专业文献综述
题目: 和田石榴皮中单宁的提取及其含量测定姓名: 古丽尼沙汗.艾山
学院: 化学工程学院
专业: 应用化学
班级: 081班
学号: 095131115
指导教师: 阿不都热依木职称: 副教授
2012年10月15日
新疆农业大学教务处制
和田石榴皮中单宁的提取及其含量测定
作者:古丽尼沙汗.艾山指导老师:阿不都热依木
摘要:单宁是多酚中高度聚合的化合物,广泛存在于自然界中,主要应用于日化,食品,医药,制革等领域。本文综述分别介绍了石榴皮,单宁,及其提取和测定方法。还综述了单宁含量的经典测定方法以及现代测定方法,并对其发展前景进行了展望。
关键词:石榴皮;单宁;提取;含量测定;
前言:石榴是落叶灌木或小乔木,在热带则变为常绿树。树冠丛状自然圆头形。树根黄褐色,生长强健,根际易生根蘖。石榴皮为石榴科植物石榴的果皮,秋季石榴果实成熟,顶端开裂时采摘,除去种子及隔瓤,切瓣晒干,或微火烘干。干燥的果皮呈不规则形或半圆形的碎片状,厚2~3毫米。外表面暗红色或棕红色,粗糙,具白色小凸点,顶端具残存的宿萼,基部有果柄。石榴果实各部位( 包括石榴皮、汁、籽) 均有含有丰富的单宁类物质,含量达10% ~ 21%,可以作为单宁提取的天然资源加以开发。
石榴皮是维吾尔医的重要天然药材,它具有对急慢性菌痢,胃肠炎,内痔,复泻,烧虫病,烧烫伤,牛皮癣,稻田性皮炎等疾病的治疗功效。石榴在我国各地尤其是在新疆资源非常丰富,因此,本石榴的营养特别丰富,含有多种人体所需的营养成分,果实中含有维生素C及B族维生素,有机酸,糖类,蛋白质,脂肪,以及钙,磷,钾等矿物质。据分析,石榴果实中含碳水化合物17%,水份79%,糖13~17%,其中维生素C的含量比苹果高1~2倍,而脂肪,蛋白质的含量较少,果实以鲜吃为主。石榴可谓全身是宝,果皮,根,花皆可入药。其果皮中含有苹果酸,鞣质,生物碱等成分,据有关实验表明,石榴皮有明显的抑菌和收敛功能,能使肠黏膜收敛,使肠黏腊的分泌物减少,所以能有效地治疗腹泻,痢疾等症,对痢疾杆菌,大肠杆菌有较好的抑制作用。
单宁是一种复杂多元酚衍生物,是栲胶的主要成分,可使生皮转变为革,所以又叫做植物鞣质[1]。单宁广泛存在于植物的根,茎,叶中,作为一种天然可再生资源,具有品种多,分布广,数量大的优点,是继纤维素,木质素,半纤维素之后在植物中含量较多的一种物质,可与蛋白质,生物碱,多糖等反应[2]。近年来,随着对单宁生理活性研究的深入,它在化学,医学,生物等方面得到了广泛应用[3,4]。单宁酸,又称单宁或丹宁,是植物中的一种化学成分。单宁酸主要可以分为可水解的单宁酸与聚合的单宁酸两种。异名:鞣酸,单宁,五倍子单宁酸。性状:淡黄色至浅棕色粉末,有特殊气味,味极涩。溶于1份的水或乙醇,溶于丙酮,不溶于氯仿或乙醚。
单宁酸, 是一种存在于植物中的水溶性多酚类物质, 其相对分子质量在500~3000,由于其自身的多酚羟基结构, 因而具有较强的生理活性。近年来, 国内外大量研究表明, 石榴皮单宁不仅具有显著的抗氧化和清除自由基作用,还具有抑制低密度脂蛋白胆固醇的氧化,防止动脉粥样硬化, 降血脂,抑制血管紧张素转换酶活性,降血压, 抑制乳腺癌,前列腺癌和口腔癌等癌细胞的增生,保护
胃黏膜,降低胃溃疡发病率等功能。
1.单宁的提取方法
1.1 热水提取法
热水提取法是最传统的方法,在我国已有几千年历史,中药的煎煮以及早期中草药有效成分的提取均采用此法。热水提取法的原理是利用水作溶剂,在高温下将单宁溶出。该方法具有设备简单,操作方便,适用面广等优点,但也存在操作时间长,对不同成分的浸提速率及分辨率不高,重复过程多,效率较低,能耗高等缺点。
1.2 超声波提取法
超声波法提取单宁的得率较高,超声波提取法是应用超声波来强化提取单宁,通过空化,振荡等作用,促进细胞周围形成微流,从而提高细胞膜及细胞壁的通透性,是一种物理破碎过程。
1.3 微波提取法
微波提取是利用微波能来提高萃取率的一种新技术。它的原理是在微波场中,微波辐射所产生的高频电磁波穿透萃取介质进入物料内部,物料由于吸收了微波能,温度迅速升高,从而使细胞内的压力超过细胞壁膨胀所承受的能力,导致细胞壁的破裂,使有效成分流出,在较低的温度上即可得到提取物,避免了高温对提取物质的破坏。微波萃取具有设备简单,适用范围广,萃取效率高,重现性好,节省时间和试剂,污染小等特点。目前,除主要用于环境样品预处理外,还用于生化,食品,工业分析和天然产物提取等领域。
1.4 超临界CO2萃取
SEFE,是目前国际上最先进的物理萃取技术。其萃取原理是利用较低温度下,压力不断增大时,气体会转化成液体,当温度升高时,会形成超临界流体,其具有类似气体的较强的穿透力和类似于液体的较大密度和溶解度,具有良好的溶剂特性,可将基质与萃取物有效的进行分离,提取和纯化。在超临界状态下,可以只采用CO2进行选择性溶解,也可添加少量夹带剂增加提取率和溶解速度,常用的夹带剂[5]有乙醇,甲醇,石油醚,乙烯,丙烷等。超临界流体萃取法具有临界温度和临界压力低,操作条件温和,对有效成分破坏较小,适宜处理热敏性物质,CO2 无毒,无污染,无有害溶剂残留,并且是与水同样价廉的溶剂。超临界萃取法因其优点,在食品,医药,化工等领域已得到广泛的应用。
1.5 酶转化提取法
众所周知,酶具有高度专一性,酶转化提取法就是利用这个特点。选择相应的酶对细胞壁的组成成分进行水解或降解,破坏细胞壁结构,从而使细胞内的有效成分溶解到溶剂中去,达到提取的目的。酶法处理使用的条件较温和,选择性较强,如可用复合酶来降解甜茶叶,将茶叶中的没食子酸,鞣花单宁等成分依次分离出来。酶转化技术在单宁的提取方面应用较少,但不失为一种简单有效的单宁提取方法。
1.6水浴回流提取法
该法是利用单宁易溶于甲醇,乙醇及丙酮等极性有机溶剂特性提取单宁的一种方法。有机溶剂提取法需要能量消耗少,产品得率高且纯度高,其粗产品易分离纯化。提取工艺简单,投资小,适用于工业化生产,但增加有机溶剂回收成本。
1.7半仿生提取法
半仿生提取法是近几年提出的新方法。它是从生物药剂学的角度,将整体药物研究法与分子药物研究法相结合,模拟口服药物经胃肠道转运吸收的环境,采用活性指导下的导向分离方法,是经消化道口服给药的制剂设计的一种新的提取工艺。即将药料先用一定pH的酸水提取,继以一定pH的碱水提取,提取液分别滤过,浓缩。
2.单宁的含量测定
近十多年来,植物单宁的性质和应用引起了国内外的广泛关注。随着研究的不断深入,迫切需要对单宁进行准确的定性和定量分析。单宁的定量检测方法很多,经典的有皮粉法,干酪素法,氧化滴定法,分光光度法等,现阶段涌现出许多新型的测定方法,如高效液相色谱法,流动注射分析法,原子分光光度法等。
2.1 经典测定方法
2.1.1 皮粉法
皮粉法是国际上公认的单宁含量测定方法,从20 世纪60 年代至今,原苏联,日本,印度和中国都采用此法作为国家标准测试方法。皮粉的主要成分是蛋白质,单宁是多元酚类,分子中的酚羟基与蛋白质的酰胺键以氢键结合形成不溶于水的沉淀,以此使单宁沉淀下来,用重量法测定其含量。根据皮粉与单宁溶液接触方式不同,可将其分为震荡法和过滤法。震荡法是皮粉与单宁溶液一起震荡来脱去溶液中的单宁.过滤法是将单宁溶液流过皮粉柱层以脱去单宁。通常,过滤法所测的单宁含量比震荡法高5%~7%。皮粉法所测的是单宁的绝对含量,并且不需要标样,操作简单,可用其测定中药水提液中鞣质的含量[6]。但皮粉法的缺点是,用重量法测定样品时,须经过过滤,干燥,称重,样品耗用量大,测定时间较长,一般样品分析需20 h 左右,不适合大批量样品的快速测定,没有选择性,对低相对分子质量的多酚也具有一定的吸附能力,往往使测定结果偏高。适用于单宁含量高的样品,不适合低含量和微量测定。另外皮粉试剂的供应和质量都较难保证。针对以上缺点,现在大多采用皮粉- 分光光度法[7],磷钼钨酸- 皮粉比色法[8]等,具有操作简单,快速,精密度高的优点。
2.1.2 干酪素法
干酪素的主要成分是酪蛋白,为含磷蛋白。利用其能选择性地结合具有生理活性的鞣质,从而测定具有疗效鞣质的含量。干酪素法一般与分光光度法结合,鞣质在一定的pH 条件下与Folin 试剂反应,并且鞣质含量与吸光度成正比。很多人利用干酪素法测定了金樱子,侧伯叶,大黄,旋覆花[9-12]等药材中单宁的含量,此法样品取量少,简单,灵敏,快速,准确,可作为检测植物药材质量标准的可靠分析手段。