張海濤+劉祺鳳+田璐陽+郝云輝+馬晶軍+
摘要:以大青葉(Folium Isatidis)為原料,采用單因素試驗(yàn)法,研究了乙醇濃度、超聲時(shí)間、料液比和提取次數(shù)等因素對大青葉中總黃酮提取率的影響,得到大青葉中總黃酮的最適提取工藝條件為乙醇濃度70%,超聲時(shí)間30 min,料液比(g/mL)1∶25和提取次數(shù)2次。該試驗(yàn)結(jié)果可為大青葉資源的進(jìn)一步開發(fā)利用提供參考。
關(guān)鍵詞:超聲波輔助;大青葉(Folium isatidis);總黃酮;抗氧化性
中圖分類號(hào):Q946.8;R284.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):0439-8114(2014)09-2124-03
Ultrasound-assisted Extraction and Antioxidative Activities of Total Flavonoids
from Folium isatidis
ZHANG Hai-tao1,LIU Qi-feng2,TIAN Lu-yang2,HAO Yun-hui2,MA Jing-jun2
(1. Graduate School, Hebei Agricultural University, Baoding 071001, Hebei, China;
2. Hebei Key Laboratory of Bioinorganic Chemistry, College of Sciences, Hebei Agricultural University, Baoding 071001,Hebei,China )
Abstract: Using Folium Isatidis as material, the parameters of extraction technology of total flavnoids including ethanol concentration, ultrasonic time, material to liquid ratio and extraction times were studied with single factor experiments.The results showed that the optimal extraction conditions were extraction concentration of 70%, ultrosonic time of 30 min, material-to-liquid ratio of 1∶25 and extracting two times.
Key words: ultrasound-assisted; Folium isatidis; total flavonoids; antioxidative activity
大青葉(Folium isatidis)屬于十字花科菘藍(lán)屬植物,是一種經(jīng)濟(jì)植物,在中國的中東部有較廣泛的栽培[1,2]。大青葉是菘藍(lán)的干燥葉,其地下部分為板藍(lán)根。大青葉性寒、味苦、歸心胃經(jīng),其主要活性成分有靛玉紅、靛藍(lán)、色胺酮、有機(jī)酸和黃酮類等[2-5]。作為一種傳統(tǒng)中藥,有清熱解毒和涼血利咽等作用[6,7]。有研究表明,大青葉提取物不但能清除自由基、調(diào)理血脂,還具有抗病毒、抗菌和抗癌的功能[4-7];同時(shí)有醫(yī)學(xué)研究證明,大青葉中的黃酮類化合物使大青葉表現(xiàn)出了較高的抗氧化活性[7],進(jìn)一步提高了大青葉的利用價(jià)值。黃酮類化合物廣泛存在于綠色植物體中,其生物活性一直受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。該類化合物不但具有良好的抗氧化性能和清除自由基的能力,還在抗腫瘤、保護(hù)心血管和抗突變等方面表現(xiàn)出較強(qiáng)的能力[8,9]。研究表明,天然黃酮類化合物是一類安全可靠、成本低、來源廣、具有強(qiáng)抗氧化活性的抗氧化劑[10,11]。目前,黃酮類化合物廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品和化妝品行業(yè),正在逐步取代人工合成的抗氧化劑,有很好的應(yīng)用前景。因此,開發(fā)廉價(jià)的天然黃酮類化合物勢在必行[12]。
超聲波輔助萃取法是在普通萃取法基礎(chǔ)上輔以超聲波技術(shù),利用超聲波在超聲過程中產(chǎn)生的空化效應(yīng)、熱效應(yīng)、機(jī)械攪拌、強(qiáng)化擴(kuò)散、乳化作用等一系列效應(yīng),來加快萃取過程中的傳質(zhì)作用,從而提高萃取效率[13]。本試驗(yàn)中,利用超聲波輔助技術(shù)提取大青葉中的總黃酮,優(yōu)化了提取條件,并應(yīng)用Feton法[14,15]測定了總黃酮清除羥自由基(·OH)的能力,考察了黃酮的抗氧化性,旨在為大青葉中有效活性物質(zhì)的提取提供理論基礎(chǔ),為進(jìn)一步開發(fā)利用大青葉資源提供可靠的科學(xué)依據(jù)。
1材料與方法
1.1試驗(yàn)材料和藥品
供試材料:河北本地產(chǎn)大青葉,2012年9月購買于河北省安國市中藥批發(fā)市場。帶回實(shí)驗(yàn)室后,置烘箱中60 ℃下烘干,粉碎機(jī)粉碎,過40目篩,儲(chǔ)于棕色瓶,干燥避光保存,備用。
藥品:蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品(生化試劑,中國藥品生物制品檢定所)、無水乙醇、95%乙醇、30%H2O2、FeSO4·7H2O、NaNO2、Al(NO3)3、NaOH、水楊酸等,所用試劑均為分析純及以上級(jí)別。試驗(yàn)所用水為去離子水。
儀器:756P型紫外可見分光光度計(jì)(上海光譜儀器有限公司),SK5200H型超聲波清洗儀(上??茖?dǎo)超聲儀器廠),HH·SY11-Ni2型電熱恒溫水浴鍋(天津市中環(huán)實(shí)驗(yàn)電爐有限公司),AG285型分析天平(Mettler Toledo),pHS-3C型酸度計(jì)(上海虹益儀器儀表有限公司),PH070A型干燥箱(上海一恒科技儀器有限公司),SHB-3型循環(huán)水多用真空泵(鄭州杜甫儀器廠)。
1.2試驗(yàn)方法
1.2.1標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的繪制準(zhǔn)確吸?。埃埃?mg/mL蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品溶液0、1、2、3、4、5 mL,分別置于6個(gè)10 mL容量瓶中(順序編號(hào)1、2、3、4、5、6),各加入0.3 mL 5% NaNO2溶液,6 min后,加0.3 mL 10% Al(NO3)3溶液,6 min后,加入4 mL 1 mol/L的NaOH溶液,30%乙醇定容,靜置15 min,取4號(hào)瓶在200~800 nm范圍進(jìn)行光譜掃描,得到標(biāo)樣的光譜圖。從光譜圖可知,在506 nm處有最大吸收峰,以蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為橫坐標(biāo)(x),吸光度為縱坐標(biāo)(y)作標(biāo)準(zhǔn)曲線,得回歸方程:y=14.069 x+0.022,R2=0.998 4。
1.2.2大青葉中總黃酮含量的測定稱取一定量的大青葉粉末,加入一定量的溶劑,超聲波提取。按照標(biāo)準(zhǔn)曲線的測定方法測定提取液的吸光度,根據(jù)回歸方程計(jì)算大青葉中黃酮類化合物的含量。
1.2.3單因素試驗(yàn)分別考察了不同的乙醇濃度(50%、60%、70%、80%、90%)、超聲時(shí)間(15、20、25、30、35 min)、料液比(g/mL,下同)(1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30、1∶35)和提取次數(shù)(1、2、3、4次)等因素對大青葉中總黃酮提取效果的影響,以確定大青葉總黃酮提取的最佳工藝條件。
1.2.4體外抗氧化活性的測定采用Fenton體系進(jìn)行體外抗氧化活性測定。試驗(yàn)設(shè)3個(gè)組,即樣品組、空白組、本底組。樣品組中含有0.15 mol/L FeSO4 0.4 mL,2 mmol/L水楊酸2.0 mL,6 mmol/L H2O2 1.0 mL以及樣液(稀釋10倍)1.0 mL;空白組中用蒸餾水代替樣液;本底組中以蒸餾水代替水楊酸。試驗(yàn)時(shí),加入H2O2后,37 ℃水?。?h,1 500 r/min離心6 min后取上清液,以蒸餾水為參比,分別測510 nm處吸光度(A)。按下式計(jì)算·OH清除率。
E={[A0-(A-A1)]/A0}×100%
式中,E為清除率;A0為空白組吸光度;A為樣品組的吸光度;A1為本底組的吸光度。
2結(jié)果與分析
2.1乙醇濃度對大青葉總黃酮提取效果的影響
從圖1可以看出,乙醇濃度在70%以下時(shí),隨著乙醇濃度的提高,大青葉總黃酮的提取量呈增加的趨勢,當(dāng)乙醇濃度為70%時(shí),其提取量達(dá)到最高,再增加乙醇濃度時(shí),提取量反而減小,因此,確定大青葉總黃酮提取的最適乙醇濃度為70%。
2.2超聲時(shí)間對大青葉總黃酮提取效果的影響
由圖2可知,隨著超聲時(shí)間的增加,大青葉總黃酮提取量也隨之增加,當(dāng)超聲時(shí)間為30 min時(shí),其提取量達(dá)到峰值,之后再增加超聲時(shí)間,大青葉總黃酮提取量沒有明顯增加,因此確定其最佳的超聲時(shí)間為30 min。
2.3不同料液比對大青葉總黃酮提取效果的影響
在乙醇濃度為70%,超聲時(shí)間30 min的條件下,不同料液比對大青葉中總黃酮提取效果的影響如圖3所示。由圖3可見,隨著溶劑比例的不斷增加,大青葉總黃酮提取量不斷增加,在料液比1∶25時(shí)達(dá)到最大,之后再增加溶劑比例,其提取量反而下降。因此,大青葉總黃酮提取的料液比以1∶25為宜。
2.4提取次數(shù)對大青葉總黃酮提取效果的影響
由圖4可知,隨著提取次數(shù)的增加,大青葉總黃酮提取量不斷增加,當(dāng)提取次數(shù)為2次時(shí),大青葉中的總黃酮已基本提取完全,再增加提取次數(shù)時(shí)其總黃酮含量無明顯增加。因此確定最佳的提取次數(shù)為2次。
2.5抗氧化性試驗(yàn)結(jié)果
由圖5可見,大青葉總黃酮具有一定的清除羥自由基的能力,且其清除效果隨提取液濃度的增加而增強(qiáng)。
3小結(jié)與討論
根據(jù)本試驗(yàn)結(jié)果可知,大青葉中含有一定量的總黃酮,具有較強(qiáng)的抗氧化活性,是良好的天然抗氧化劑。試驗(yàn)結(jié)果表明,在超聲波輔助提取的條件下大青葉中總黃酮的最佳提取工藝條件為:乙醇濃度70%,料液比1∶25,超聲時(shí)間30 min,提取次數(shù)2次。
參考文獻(xiàn):
[1] 卑占宇,羅曉冰.大青葉提取物中總黃酮含量測定[J].光譜實(shí)驗(yàn)室,2011,28(5):2570-2572.
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[9] 董周永,郭松年,趙國建,等.石榴果皮提取物抑菌活性研究[J].西北植物學(xué)報(bào),2008,28(3):582-587.
[10] 劉安成,李慧,王亮生,等.石榴類黃酮代謝產(chǎn)物的研究進(jìn)展[J].植物學(xué)報(bào),2011,46(2):129-137.
[11] SEERAM N,LEE R,HARDY M,et al.Rapid large scale purification of ellagitannins from pomegrannte husk, a byproduct of the commercial juice industry[J].Separation and Purification Technology,2005,41(1):49-55.
[12] LI Y F,GUO C J,YANG J J,et al. Evaluation of antioxidant properties of pomegranate peel extract in comparison with pomegranate pulp extract[J].Food Chemistry,2006,96(2):254-260.
[13] 曲國福,陸舍銘,孟昭宇,等.超聲輔助液液萃取法提取煙用香精成分的研究[J].分析試驗(yàn)室,2007,26(11):57-60.
[14] 任亞梅,李光輝,許永濤.石榴籽多酚的提取及其種殼種仁抗氧化活性研究[J].食品學(xué)報(bào),2012,33(4):31-35.
[15] 蔡利.石榴果渣中黃酮類物質(zhì)提取工藝優(yōu)化[J].糧食科技與經(jīng)濟(jì),2012,37(4):55-56.
E={[A0-(A-A1)]/A0}×100%
式中,E為清除率;A0為空白組吸光度;A為樣品組的吸光度;A1為本底組的吸光度。
2結(jié)果與分析
2.1乙醇濃度對大青葉總黃酮提取效果的影響
從圖1可以看出,乙醇濃度在70%以下時(shí),隨著乙醇濃度的提高,大青葉總黃酮的提取量呈增加的趨勢,當(dāng)乙醇濃度為70%時(shí),其提取量達(dá)到最高,再增加乙醇濃度時(shí),提取量反而減小,因此,確定大青葉總黃酮提取的最適乙醇濃度為70%。
2.2超聲時(shí)間對大青葉總黃酮提取效果的影響
由圖2可知,隨著超聲時(shí)間的增加,大青葉總黃酮提取量也隨之增加,當(dāng)超聲時(shí)間為30 min時(shí),其提取量達(dá)到峰值,之后再增加超聲時(shí)間,大青葉總黃酮提取量沒有明顯增加,因此確定其最佳的超聲時(shí)間為30 min。
2.3不同料液比對大青葉總黃酮提取效果的影響
在乙醇濃度為70%,超聲時(shí)間30 min的條件下,不同料液比對大青葉中總黃酮提取效果的影響如圖3所示。由圖3可見,隨著溶劑比例的不斷增加,大青葉總黃酮提取量不斷增加,在料液比1∶25時(shí)達(dá)到最大,之后再增加溶劑比例,其提取量反而下降。因此,大青葉總黃酮提取的料液比以1∶25為宜。
2.4提取次數(shù)對大青葉總黃酮提取效果的影響
由圖4可知,隨著提取次數(shù)的增加,大青葉總黃酮提取量不斷增加,當(dāng)提取次數(shù)為2次時(shí),大青葉中的總黃酮已基本提取完全,再增加提取次數(shù)時(shí)其總黃酮含量無明顯增加。因此確定最佳的提取次數(shù)為2次。
2.5抗氧化性試驗(yàn)結(jié)果
由圖5可見,大青葉總黃酮具有一定的清除羥自由基的能力,且其清除效果隨提取液濃度的增加而增強(qiáng)。
3小結(jié)與討論
根據(jù)本試驗(yàn)結(jié)果可知,大青葉中含有一定量的總黃酮,具有較強(qiáng)的抗氧化活性,是良好的天然抗氧化劑。試驗(yàn)結(jié)果表明,在超聲波輔助提取的條件下大青葉中總黃酮的最佳提取工藝條件為:乙醇濃度70%,料液比1∶25,超聲時(shí)間30 min,提取次數(shù)2次。
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E={[A0-(A-A1)]/A0}×100%
式中,E為清除率;A0為空白組吸光度;A為樣品組的吸光度;A1為本底組的吸光度。
2結(jié)果與分析
2.1乙醇濃度對大青葉總黃酮提取效果的影響
從圖1可以看出,乙醇濃度在70%以下時(shí),隨著乙醇濃度的提高,大青葉總黃酮的提取量呈增加的趨勢,當(dāng)乙醇濃度為70%時(shí),其提取量達(dá)到最高,再增加乙醇濃度時(shí),提取量反而減小,因此,確定大青葉總黃酮提取的最適乙醇濃度為70%。
2.2超聲時(shí)間對大青葉總黃酮提取效果的影響
由圖2可知,隨著超聲時(shí)間的增加,大青葉總黃酮提取量也隨之增加,當(dāng)超聲時(shí)間為30 min時(shí),其提取量達(dá)到峰值,之后再增加超聲時(shí)間,大青葉總黃酮提取量沒有明顯增加,因此確定其最佳的超聲時(shí)間為30 min。
2.3不同料液比對大青葉總黃酮提取效果的影響
在乙醇濃度為70%,超聲時(shí)間30 min的條件下,不同料液比對大青葉中總黃酮提取效果的影響如圖3所示。由圖3可見,隨著溶劑比例的不斷增加,大青葉總黃酮提取量不斷增加,在料液比1∶25時(shí)達(dá)到最大,之后再增加溶劑比例,其提取量反而下降。因此,大青葉總黃酮提取的料液比以1∶25為宜。
2.4提取次數(shù)對大青葉總黃酮提取效果的影響
由圖4可知,隨著提取次數(shù)的增加,大青葉總黃酮提取量不斷增加,當(dāng)提取次數(shù)為2次時(shí),大青葉中的總黃酮已基本提取完全,再增加提取次數(shù)時(shí)其總黃酮含量無明顯增加。因此確定最佳的提取次數(shù)為2次。
2.5抗氧化性試驗(yàn)結(jié)果
由圖5可見,大青葉總黃酮具有一定的清除羥自由基的能力,且其清除效果隨提取液濃度的增加而增強(qiáng)。
3小結(jié)與討論
根據(jù)本試驗(yàn)結(jié)果可知,大青葉中含有一定量的總黃酮,具有較強(qiáng)的抗氧化活性,是良好的天然抗氧化劑。試驗(yàn)結(jié)果表明,在超聲波輔助提取的條件下大青葉中總黃酮的最佳提取工藝條件為:乙醇濃度70%,料液比1∶25,超聲時(shí)間30 min,提取次數(shù)2次。
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