田桂芝,李紹明,王大超,侯立白 (沈陽工學(xué)院,遼寧撫順113122)
板栗(Castanea mollissima Blume)屬殼斗科(Fagceae)栗屬喬木類經(jīng)濟(jì)植物,是世界著名的干果之一[1]。主要分布于北半球溫帶及亞熱帶,在我國大部分地區(qū)均有分布,以華北和長江流域各地栽培集中。我國板栗年總產(chǎn)量達(dá)82.5萬t,占世界總產(chǎn)量的75%[2]。據(jù)《中藥大辭典》[3]記載,板栗具有健脾益氣、補(bǔ)腎強(qiáng)筋、散結(jié)解毒等功效,能治療丹毒、腫瘤等疾病,就連板栗殼也具有止咳、化痰、清熱、去火的作用,常用于藥物治療。板栗之所以具有上述功能,主要是由于板栗中存在多酚物質(zhì)。近年來大量研究表明,多酚類化合物具有抗腫瘤[4]、抗病毒、抑菌、抗氧化[5-6]、防衰老等作用[7-8]而被廣泛應(yīng)用。植物多酚在自然界的儲量非常豐富,其作為一類具有生物活性的天然化合物,對人的身體健康有著重要的影響。而隨著研究的深入,植物多酚在醫(yī)學(xué)、食品、制革工業(yè)、日用化工等方面的應(yīng)用越來越廣泛,用量越來越大,僅靠原有的多酚資源已明顯不足。而板栗恰恰是含有多酚類的植物之一,因此,有必要對板栗資源進(jìn)行開發(fā)和再利用。特別是板栗總苞作為一種廢棄物,對它的開發(fā)和利用將具有重要的經(jīng)濟(jì)價值和社會效應(yīng)。
目前,對板栗總苞多酚的分析、測定還未見完整的資料報道。盡管資料顯示,常規(guī)測定植物多酚含量的方法很多,但多數(shù)都是用顯色法,如高錳酸鉀法[9]、酒石酸亞鐵法[10]、普魯士蘭法[11]等,但是高錳酸鉀法具有誤差大、操作繁瑣等缺點,酒石酸亞鐵法對測定兒茶素類物質(zhì)具有專屬性,普魯士蘭法在測定多酚時具有數(shù)據(jù)不穩(wěn)定、誤差大等缺點[12],而Folin-Ciocalteu比色法是植物多酚類化合物常用的測定方法。但由于植物多酚因來源不同,必定會導(dǎo)致分析條件不同[13-15]。因此,對于越來越多的板栗總苞廢棄物,有必要探索一個簡單、科學(xué)、準(zhǔn)確的分析多酚的方法,使其得到充分的再利用。筆者采用Folin-Ciocalteu比色法測定板栗總苞中多酚含量,并對碳酸鈉、Folin-Ciocalteu試劑用量及顯色溫度、顯色時間進(jìn)行優(yōu)化,建立了測定板栗總苞中多酚含量的方法,為板栗總苞綜合開發(fā)和利用奠定基礎(chǔ)。
1.1.1 原料與試劑。板栗總苞,丹東某地收集;沒食子酸(99%),國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;福林-酚(Folin-Ciocalteu)試劑,自制;無水乙醇、碳酸鈉,均為分析純,國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。
1.1.2 主要儀器設(shè)備。數(shù)控超聲波清洗機(jī),濟(jì)寧欣鑫超聲電子設(shè)備有限公司;RE-52型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀,上海亞榮生化儀器廠;SHB-Ⅲ型循環(huán)水式多用真空泵,鄭州長城科工貿(mào)有限公司;HHS-1S型電子恒溫不銹鋼水浴鍋,上海宜昌儀器紗篩廠;721G型可見分光光度計,上海精密科學(xué)儀器有限公司;ESJ-4B型電子天平,沈陽龍騰電子有限公司;FW-100型高速萬能粉碎機(jī),天津市泰斯特儀器有限公司;80目標(biāo)準(zhǔn)檢驗篩,浙江上虞市華豐五金儀器有限公司;ZDHW型調(diào)溫電熱套,北京中興偉業(yè)儀器有限公司;ZGX-9070MBE型電熱鼓風(fēng)干燥箱,上海博迅實業(yè)有限公司。
1.2.1 溶液及試劑的制備。
1.2.1.1 沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備。準(zhǔn)確稱取0.100 0 g沒食子酸,用蒸餾水溶解并定容至100 ml容量瓶中,即得到質(zhì)量濃度為1.000 mg/ml的沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)溶液。
1.2.2 分析條件的確定。福林酚法的分析原理:在堿性溶液中鎢鉬酸鹽可以將多酚等還原性物質(zhì)定量氧化,而本身被還原(使W6+變?yōu)閃5+)生成藍(lán)色的化合物,藍(lán)色的深淺程度與多酚含量成正比。
1.2.2.1 最佳波長的確定。各取0.50 ml沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)溶液和板栗總苞提取液,分別置于25 ml比色管中,依次加入5.0 ml水、2.0 ml福林酚試劑,1 min 后加入 5.0 ml 15%的Na2CO3溶液,定容后于室溫反應(yīng)1.5 h,然后用可見分光光度計在400~900 nm范圍內(nèi)掃描,從而確定最佳波長。
1.2.2.2 福林-酚加入量的確定。取8只25 ml比色管分別加入0.50 ml板栗總苞提取液、5 ml水、不同體積(0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0 ml)的福林 - 酚試劑,1 min后加入8 ml 15%的Na2CO3溶液,然后定容。室溫下反應(yīng)1.5 h后,在確定的最佳波長下測量各樣品的吸光度(A),以確定福林-酚試劑的最佳加入量。
1.2.2.3 碳酸鈉溶液加入量的確定。取10只25 ml比色管,各加入 0.50 ml板栗總苞提取液、5.0 ml水、3.0 ml福林-酚試劑,1 min 后分別加入 1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0 ml 15%的 Na2CO3溶液,定容后于室溫下反應(yīng)1.5 h,在確定的最佳波長下測定吸光度,以確定碳酸鈉的最佳加入量。
1.2.2.4 反應(yīng)時間的確定。取板栗總苞提取液0.50 ml于25 ml比色管中,加入5.0 ml水、3.0 ml福林 - 酚試劑,1 min后加入6.0 ml 15%的Na2CO3溶液,定容后每隔10 min在確定的最佳波長下測定吸光度1次,以確定最佳反應(yīng)時間。
1.2.2.5 反應(yīng)溫度的確定。取7份0.50 ml板栗提取液于25 ml比色管中,分別加入5.0 ml水、3.0 ml福林 - 酚試劑,1 min后加入6.0 ml 15%的Na2CO3溶液,定容后,分別在25、30、35、40、45、50、55 ℃反應(yīng) 70 min 后,在確定的最佳波長下測定吸光度,以確定最佳反應(yīng)溫度。
考古學(xué)發(fā)現(xiàn)的諸多史前遺存,由于分布地域不同,時代不同,為了準(zhǔn)確的描述和研究它們,需要給遺址進(jìn)行準(zhǔn)確嚴(yán)格的命名,這樣就確立了考古學(xué)文化。
1.2.3 板栗總苞中多酚含量的測定。
1.2.3.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作。分別取濃度為50μg/ml的沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)溶液 0、0.50、1.00、1.50、2.50、3.50、4.50 ml于 7 支25 ml比色管中,加入5.0 ml水、3.0 ml福林 - 酚試劑,1 min后加入6.0 ml 15%的Na2CO3溶液,定容后在40℃條件下,反應(yīng)70 min。冷卻至室溫后在確定的最佳波長下測定吸光度。以標(biāo)準(zhǔn)溶液的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo),吸光度為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。
1.2.3.2 板栗總苞提取液中多酚含量的測定。取板栗總苞多酚提取液 0.40 ml,加 5.0 ml水、3.0 ml福林 - 酚試劑,1 min后加入6.0 ml 15%的Na2CO3溶液,混勻后定容。40℃條件下反應(yīng)70 min,在確定的最佳波長下測定吸光度。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線所得到的線性方程,計算出板栗總苞中多酚的含量。
1.3.1 精密度試驗。取0.40 ml板栗總苞提取液于25 ml比色管中,按“1.2.2”所確定的最佳條件連續(xù)測定5次吸光度,計算相對標(biāo)準(zhǔn)偏差,評價儀器的精密度。
1.3.2 重復(fù)性試驗。取5份0.40 ml板栗總苞提取液于5支25 ml比色管中,按“1.2.2”所確定的最佳條件依次測定吸光度,計算相對標(biāo)準(zhǔn)偏差,評價分析方法的精密度。
1.3.3 穩(wěn)定性試驗。取0.40 ml板栗總苞提取液于25 ml比色管中,按“1.2.2”所確定的最佳條件反應(yīng)70 min 后,在3.5 h內(nèi)每隔30 min測定一次吸光度,計算其相對標(biāo)準(zhǔn)偏差,評價分析方法的穩(wěn)定性。
1.3.4 加標(biāo)回收試驗。取6份0.40 ml板栗總苞提取液于6支 25 ml比色管中,分別加入 0、0.50、1.00、1.50、2.00、2.00 ml沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)溶液,按“1.2.2”所確定的最佳條件依次測定吸光度,計算沒食子酸的回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差,評價分析方法的可靠性。
2.1.1 最佳波長的選擇。由圖1可見,沒食子酸和板栗總苞提取液經(jīng)顯色反應(yīng)后的光譜吸收曲線具有相似的形狀,均在760 nm處有最大吸收峰。所以測定板栗總苞多酚含量可以用沒食子酸作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),同時760 nm為最佳波長。
2.1.2 福林-酚加入量的確定。由圖2可見,隨著福林-酚加入量的增加,吸光度逐漸增大,說明顯色劑與多酚反應(yīng)的程度逐漸增強(qiáng)。當(dāng)其加入量達(dá)到3.0 ml時,其吸光值趨于極大,之后變化不明顯,說明此時試液中的多酚已基本反應(yīng)完全。所以選擇福林-酚的最佳用量為3.0 ml。
2.1.3 碳酸鈉溶液加入量的確定。由圖3可見,隨著碳酸鈉溶液加入量的增加,吸光度增大,說明堿性的適宜條件逐漸接近。當(dāng)碳酸鈉溶液加入量為6.0 ml時,其吸光度度達(dá)到最大,之后有所下降。所以15%碳酸鈉的最佳用量為6.0 ml。
2.1.4 反應(yīng)時間的確定。由圖4可見,隨著反應(yīng)時間的增加,其吸光度增大;在1 h之內(nèi)隨時間增加,其吸光度明顯增加,1 h之后增加比較緩慢。當(dāng)反應(yīng)時間達(dá)到70 min以后,吸光度略有增加,但變化不大。從分析速度、分析成本及對分析結(jié)果的影響考慮,選擇70 min為最佳反應(yīng)時間。
2.1.5 反應(yīng)溫度的確定。由圖5可見,隨著溫度的升高,吸光度增大,當(dāng)溫度達(dá)到40℃時,其吸光度達(dá)到最大。隨后吸光度隨溫度升高而下降。當(dāng)溫度超過45℃時,吸光度明顯下降,說明升高溫度有利于顯色反應(yīng)的發(fā)生,但溫度過高,顯色產(chǎn)物的穩(wěn)定性下降。所以選擇40℃為最佳反應(yīng)溫度。
2.2 板栗總苞多酚含量的測定 測定板栗總苞提取液中多酚含量所用的標(biāo)準(zhǔn)曲線見圖6。其線性方程為y=0.135 1x+0.019 0,R2=0.999 3,沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度與質(zhì)量濃度在0~9μg/ml范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。該方程可用于板栗總苞提取液中多酚含量的定量計算。
以沒食子酸為對照物,按“1.2.3.2”方法測定板栗總苞中的多酚含量為84.81 mg/g,RSD 為2.1%。
2.3.1 儀器精密度試驗。試驗得出,對樣品進(jìn)行5次測定的吸光度(A)依次為 0.480、0.480、0.479、0.480、0.479。數(shù)據(jù)表明,5次測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為0.11%,說明儀器的精密度良好。
2.3.2 重復(fù)性試驗。試驗得出,對樣品進(jìn)行5次測定的吸光度(A)依次為 0.480、0.482、0.483、0.480、0.484。數(shù)據(jù)表明,5次測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為0.37%,說明分析方法的精密度較高。
2.3.3 穩(wěn)定性試驗。試驗得出,測定時間為 0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5 h 時,吸光值(A)依次為 0.479、0.479、0.479、0.480、0.480、0.481、0.482、0.482。數(shù)據(jù)表明,在3.5 h內(nèi)隨著時間的增加,吸光度沒有明顯變化,測定的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為0.13%,說明該分析試液具有良好的穩(wěn)定性。
2.3.4 加標(biāo)回收試驗。表1數(shù)據(jù)表明:用該分析方法對板栗總苞中多酚含量測定時,沒食子酸的加標(biāo)回收率在98.0%~101.0%,平均回收率為99.5%,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.2%。結(jié)果表明,該分析方法的準(zhǔn)確度較高,可用于板栗總苞多酚含量的測定。
表1 加標(biāo)回收試驗結(jié)果
用福林-酚法測定板栗總苞多酚含量時,可以用沒食子酸為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。其最佳測定條件是:取0.50 ml板栗總苞提取液,加入3.0 ml福林 - 酚試劑、6.0 ml 15%的 Na2CO3溶液,在40℃條件下反應(yīng)70 min。測定最佳波長為760 nm。吸光度與多酚含量在0~9μg/ml范圍內(nèi)有良好的線性關(guān)系,該方法的平均加標(biāo)回收率為99.5%,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.2%(n=5)。該方法具有精密度高、穩(wěn)定性好、操作簡單、快速、結(jié)果準(zhǔn)確等優(yōu)點,可用于板栗總苞多酚含量的測定。
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