超声辅助萃取芒果叶中芒果苷提取条件优化
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超声辅助萃取芒果叶中芒果苷提取条件优化作者:赵东兴李春张建春赵志昆
来源:《南方农业·上旬》2020年第04期
摘 ; 要 ; 为优化芒果叶中芒果苷的提取条件,以溶剂用量、超声时间、超声温度和超声功率为考察因素,采用单因素试验和正交试验对提取条件进行优化;在优选出的超声萃取条件下测定了6个品种芒果叶中芒果苷的含量,并与常规浸渍提取法进行对比。结果表明,超声波辅助提取芒果叶中芒果苷时,影响提取效果大小的顺序依次为溶剂用量>超声温度>超声功率>超声时间;用超声波辅助提取芒果苷的最优组合为:样品量1.0 g,乙醇用量20 mL,超声时间40 min,超声温度50 ℃,超声功率160 W;超声萃取法不但缩短了提取时间,还提高了提取效率,与浸渍提取法相比,超声萃取提取芒果苷量增加了21.60%~26.69%。
关键词 ; ;超声萃取;芒果叶;芒果苷;单因素试验;正交试验
中图分类号:R284.2 ; ;文献标志码:A ; ;DOI:10.19415/ki.1673-890x.2020.10.003
芒果叶为漆树科植物芒果(Mangifera indica L.)的树叶,在我国主要分布在广东、广西、云南、海南、台湾等热带、亚热带地区,具有分布地域广、价格低廉、原料易得等优点。芒果叶含有抗坏血酸、鞣质、芒果苷、黄酮类等物质,叶提取物能抑制化脓球菌、大肠杆菌,治热滞腹痛、气胀、小儿疳积,并洗烂疮[1]。芒果苷(Mangiferin)又名知母宁(Chinonin),是芒果叶的主要活性成分。目前,对芒果叶中芒果苷含量的测定方法主要有高效液相色谱法[2-
3]、UPLC-MS/MS[4]、紫外-可见分光光度法[5-6]等,但现有的研究多只涉及检测方法,对其提取条件的研究较少。谢黎崖等用正交试验优化了芒果苷的微波提取工艺[7],张青等用响应面法优化了超声萃取提取条件[8]。本试验基于超声萃取法,采用单因素试验和正交试验比较溶剂用量、超声时间、超声温度和超声功率对芒果叶中芒果苷提取量的影响,以期找到提取芒果苷较好的条件。
1 材料与方法
1.1 材料
芒果葉:采自云南省红河热带农业科学研究所基地,为金凤凰、澳芒、台农1号、金煌芒、四季芒、景东晚芒6个品种的成熟叶片。
仪器:UV1260紫外-可见分光光度计(岛津),数控超声波清洗器(宁波新芝生物科技股份有限公司),电子分析天平,移液枪(吉尔森),FZ102微型植物粉碎机(天津市泰斯特仪器有限公司),电热恒温鼓风干燥箱(上海博讯实业有限公司)。
试剂:芒果苷对照品(购于国家标准物质中心,含量为98%),乙醇为分析纯。
1.2 方法
1.2.1 芒果苷的测定
1)选取无虫、无病害的新鲜叶片,洗净后置于电热恒温鼓风干燥箱中烘干后粉碎,备用。
2)标准品的制备。称取20 mg芒果苷对照品,用无水乙醇溶解并定容至100 mL,得到200 μg·mL-1的标准液,用移液枪分别准确移取0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL此液于50 mL 容量瓶中,并用无水乙醇定容,得到浓度为2.0、4.0、8.0、12.0、16.0、20 μg·mL-1的标准序列。
3)样品处理。准确称取各品种芒果叶粉末1.0 g于100 mL具塞三角瓶中,加入20 mL无水乙醇,在温度为50 ℃、功率为80%的条件下超声40 min,过滤,吸取滤液1 mL于50 mL 容量瓶中,用无水乙醇定容,即为样品待测液。
4)最大吸收波长的确定。取2份不同浓度的芒果苷标准溶液,以无水乙醇溶液作参比,考察其在200.0~800.0 nm的吸收光谱图。同时用澳芒待测液考察样品在200.0~800.0 nm的吸收光谱图。
1.2.2 单因素试验和正交试验优化芒果苷提取
以单因素试验优化芒果苷的提取条件,并根据L16(44)正交试验和极差分析考察料液比、超声时间、超声温度和超声功率对芒果苷提取量的影响,正交试验因素水平见表1。
1.2.3 ;重复性试验
以金凤凰为试验对象,称取1.0 g芒果叶5份,按“1.2.1”的方法处理样品,并在试验条件下测定其芒果苷含量,通过计算相对标准偏差考察方法的重复性。
1.2.4 ;加标回收率试验
分别称取1.0 g已知芒果苷含量的样品于3个100 mL具塞三角瓶中,分别加入2 mg芒果苷对照品,按“1.2.1”的方法处理,在试验条件下测定其芒果苷含量,并计算回收率,重复3次。
2 结果与分析
2.1 芒果苷最大吸收波长的确定
以8 μg·mL-1和16 μg·mL-1的芒果苷标准液,在200~800.0 nm进行扫描,得到其紫外吸收光谱图(见图1)。由图可见,不同浓度芒果苷标准液吸收曲线峰形一致,在200.0~800.0 nm段有3个吸收峰,分别是276.6 nm、316.8 nm和368.8 nm,考虑到368.8 nm处吸收峰最大且附近没有杂峰的影响,试验选取368.8 nm为芒果苷的最大吸收波长。澳芒样品的紫外吸收光谱图见图2。
2.2 标准曲线绘制
在波长368.8 nm下测定浓度为2.0、4.0、8.0、12.0、16.0、20 μg·mL-1的标准液吸光值,以浓度为横坐标,吸光值为纵坐标,绘制标准曲线(见图3),并拟合得到线性方程:
y=0.033x-0.011 5(R2=0.999 1)。表明在浓度为2.0~20 μg·mL-1时,芒果苷标准曲线线性良好,可用于芒果苷的测定。
2.3 单因素试验和正交试验优化芒果苷提取
2.3.1 单因素试验结果
单因素试验结果列于表2。
2.3.1.1料液比选择
称取1.0 g芒果叶5份,分别加入10、15、20、25、30 mL无水乙醇,在超声温度为50 ℃和70%超声功率下提取30 min,结果表明,乙醇用量为20 mL和25 mL时芒果苷提取量基本一致,达到最大,之后增加乙醇用量芒果苷提取量略有下降。原因可能是芒果叶粉末中的芒果苷多数已溶解在溶剂中,增加溶剂用量不但没有提高芒果苷的溶出量还浪费了溶剂,因此试验选择乙醇用量为20 mL。
2.3.1.2超声时间选择
称取1.0 g芒果叶5份,加入20 mL无水乙醇,在超声温度为50 ℃和70%超声功率下提取20、30、40、50、60 min,结果表明,芒果苷提取量在超声时间为20~40 min时上升明显,超声时间为40 min时和50 min时的提取量最大。单从超声时间考虑,试验选取时间为40 min。
2.3.1.3超声温度选择
称取1.0 g芒果叶4份,加入20 mL无水乙醇,在超声功率为70%,超声温度分别为30、40、50、60 ℃条件下超声萃取40 min,结果表明,超声温度在30~50 ℃时随着温度上升,芒果苷提取量增加明显,在50 ℃时芒果苷提取量最大,在60 ℃时芒果苷提取量略有减少。这可能是温度过高破坏了芒果苷的稳定性,使芒果苷性质发生改变,导致芒果苷提取量减少,因此试验选择超声温度为50 ℃。
2.3.1.4超声功率选择
称取1.0 g芒果叶5份,加入20 mL无水乙醇,在超声温度为50 ℃,超声功率分别为50%、60%、70%、80%、90%的条件下超声萃取40 min,结果表明,超声功率在50%~80%时随着功率上升,芒果苷提取量增加明显,在90%时芒果苷提取量减少,因此试验选择超声功率为80%。
2.3.2 正交试验结果
采用正交试验考察了溶剂用量(A)、超声温度(B)、超声时间(C)、超声功率(D)这4个因素对芒果苷提取率的影响,结果见表3。
从表中可以看出,极差RA>RC>RD>RB,所以在用无水乙醇做提取剂,超声波辅助提取芒果叶中芒果苷时,影响提取效果大小的顺序依次为溶剂用量>超声温度>超声功率>超声时间。
由表中K值可以看出,A因素3水平、B因素3水平、C因素3水平、D因素3水平K值最大,因此,超声波辅助提取芒果苷的最优组合为A3B3C3D3,即乙醇用量20 mL、超声时间40 min、超声温度50 ℃、超声功率80%。