李欣遙， 裴晨紅， 佟長青， 李 偉

(大連海洋大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧大連 116023)

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閃式提取法提取海燕浸膏工藝研究

李欣遙， 裴晨紅， 佟長青*， 李 偉*

(大連海洋大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧大連 116023)

[目的]海燕中含有大量的具有生物活性的化學(xué)成分，研究海燕浸膏的提取，對利用海燕資源具有重要意義。[方法]利用閃式提取法提取海燕浸膏，考察了乙醇濃度、提取時(shí)間、料液比對海燕浸膏提取率的影響。[結(jié)果]閃式提取法制備海燕浸膏，影響海燕總皂苷含量的因素大小依次為閃式提取時(shí)間、料液比、乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)，最優(yōu)提取條件為75%的乙醇，料液比為1∶30 g/mL，閃式提取90 s。[結(jié)論]利用閃式提取法制備海燕浸膏獲得了較好的效果，為進(jìn)一步從海燕中獲得生物活性化學(xué)成分奠定了基礎(chǔ)。

閃式提取法；海燕；浸膏

海燕(Asterinapectinifera)屬于棘皮動物門、海星綱、有棘目、海燕科[1]，是黃海海域常見的一種海星[2]。海燕屬于海洋底棲動物，生活在黃渤海沿岸淺海及潮間帶的沙底及巖礁上。海燕處于食物鏈的頂端，捕食貝類、海膽、海參等，因此它對正常的海水養(yǎng)殖和生產(chǎn)是一種威脅[3-5]。近海水域海星泛濫的主要原因是由于海星的天敵急劇減少的緣故。隨著人類無限制地捕撈以及環(huán)境的惡化，魚類及海鷗與水獺等海星天敵都大量減少，導(dǎo)致海星泛濫[6]。海燕具有重要的藥用價(jià)值。《本草綱目》中記載，海燕主治陰雨發(fā)損痛，煮汁服，取汗即解，亦入茲陽藥[7]?！吨袊Ｑ笏幬镌~典》上記載，海燕干燥全體入藥，具有補(bǔ)腎壯陽，祛風(fēng)濕，止痛作用[8]。研究表明，海燕中具有多種結(jié)構(gòu)獨(dú)特的化合物，而發(fā)現(xiàn)生物中新的化合物，離不開浸膏的制備。浸膏是生物材料用適宜的溶劑浸出的成分，除去大部分或全部溶劑后，濃縮成膏狀或固體粉狀物質(zhì)，它通常含有大部分有效成分。浸膏是中藥炮制的一個(gè)重要方面。《中華人民共和國藥典》登載了大量的中藥材浸膏內(nèi)容。

閃式提取方法是在植物組織破碎提取法基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù)[9-10]。該技術(shù)原理是在適當(dāng)?shù)娜軇┲校揽扛咚贆C(jī)械剪切力和超動分子滲透，在室溫及溶劑存在條件下數(shù)秒鐘內(nèi)將植物組織細(xì)胞內(nèi)的有效成分與溶劑充分接觸，使有效成分快速溶解轉(zhuǎn)移[10]。目前閃式提取方法大量應(yīng)用于植物活性物質(zhì)的提取過程，在海洋生物活性物質(zhì)提取研究方面應(yīng)用還不多。朱春芃[11]利用了閃式提取技術(shù)對紫海膽殼的活性物質(zhì)進(jìn)行了分離提?。蛔T成玉等[12]利用閃式提取結(jié)合酶法對海洋小球藻(Chlorellavulgaris)多糖進(jìn)行了提?。缓螛s軍等[13]利用閃式提取技術(shù)對星蟲愛氏?？?Edwardsiasipunculoides)多糖提取工藝進(jìn)行了研究。為了更好地利用海燕這一重要的海洋生物資源，筆者研究了利用閃式提取法提取海燕浸膏的工藝。

1　材料與方法

1.1材料海燕，于2014年10月采于黃海海域，洗凈泥沙，剪碎，置冰箱中冷凍備用。無水乙醇、乙酸酐、α-萘酚、氯仿、濃硫酸、氫氧化鈉、鹽酸等試劑，均為國產(chǎn)分析純；香草醛、齊墩果酸，購于阿拉丁公司。JHBE-50T閃式提取器，河南金鼎科技發(fā)展有限公司。

1.2方法

1.2.1浸膏中皂苷含量測定。采用香草醛-硫酸法測定總皂苷含量，以齊墩果酸為標(biāo)準(zhǔn)品[14-15]。精密稱取干燥至恒重的齊墩果酸標(biāo)準(zhǔn)品20.0 mg，用95%乙醇溶解并定容至50 mL，得到濃度400 g/mL的標(biāo)準(zhǔn)品溶液，備用。

吸取0.50 mL標(biāo)準(zhǔn)品溶液，注入具塞試管中，再加入0.5 mL的8%香草醛試劑，搖勻，置于水浴中緩緩加入5 mL 72%的硫酸搖勻，立即放入62 ℃的恒溫水浴中，保溫20 min，迅速取出置于冷水浴中冷卻10 min，在30 min內(nèi)，以不加標(biāo)準(zhǔn)品溶液的平行樣為空白，測定OD550。

分別吸取0.05、0.10、0.20、0.30、0.40及0.50 mL標(biāo)準(zhǔn)品溶液，注入具塞試管中，各試管中以95%乙醇補(bǔ)足至0.5 mL，再各加入0.5 mL的8%香草醛試劑，搖勻，置于水浴中緩緩加入5 mL 72%的硫酸，搖勻，立即放入62 ℃的恒溫水浴中，保溫20 min，迅速取出置于水浴中冷卻10 min，在30 min內(nèi)，測定吸光度(在最大吸收波長處進(jìn)行)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線[16]。

取適量海燕總浸膏提取物，配成一定濃度的溶液進(jìn)行總皂苷的測定，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線求出總浸膏中的皂苷含量。

1.2.2閃式提取法制備海燕浸膏。準(zhǔn)確稱取100 g濕重海燕，加入適量的不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的乙醇溶液，將其放入閃式提取器JHBE-50T中，設(shè)置不同料液比、提取時(shí)間，常溫進(jìn)行提取。海燕浸膏得率按下式計(jì)算：

海燕浸膏得率(%)=凍干凈重(m1)/原料重(m)

2　結(jié)果與分析

2.1不同乙醇濃度對海燕浸膏及皂苷提取率的影響如圖1，不同濃度的乙醇閃式提取法制備浸膏，隨著乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大，浸膏得率逐漸降低，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為55%的乙醇浸膏得率最高，達(dá)4.35%，可能是因?yàn)槿艹隽溯^多水溶性成分。

圖1　不同濃度乙醇對海燕浸膏提取率的影響Fig.1　Effects of ethanol concentration on the yield of extract from A.pectinifera

由圖2可以看出，隨著乙醇濃度增大，海燕浸膏皂苷提取率逐漸降低，乙醇濃度為55%時(shí)提取率最大，為0.47%。

圖2　不同濃度乙醇對海燕浸膏皂苷提取率的影響Fig.2　Effects of ethanol concentration on the yield of saponin from A.pectinifera

2.2不同閃提時(shí)間對海燕浸膏及皂苷提取率的影響由圖3可知，閃式提取法制備海燕浸膏，隨著提取時(shí)間的加長，浸膏提取率先增加后降低，在提取時(shí)間為90 s時(shí)，提取率達(dá)到最高，為9.23%。由圖4可知，隨著時(shí)間的延長，閃式提取海燕浸膏皂苷提取率先增高后降低，在提取時(shí)間為90 s時(shí)達(dá)到最高，達(dá)2.01%。

圖3　不同閃提時(shí)間對海燕浸膏提取率的影響Fig.3　Impacts of extraction time on the yield of extract from A.pectinifera

圖4　不同閃提時(shí)間對海燕浸膏皂苷提取率的影響Fig.4　Impacts of extraction time on the yield of saponin from A.pectinifera

2.3不同料液比對海燕浸膏及皂苷提取率的影響由圖5可知，閃式提取海燕浸膏，隨料液比變化浸膏提取率先升高后降低，在料液比為1∶30 g/mL時(shí)浸膏提取率最高，達(dá)5.95%。

圖5　不同料液比對醇提海燕浸膏提取率的影響Fig.5　Influences of solid-liquid ratio on the yield of extract from A.pectinifera

由圖6可知，隨著料液比的變化，閃式提取法獲得的海燕浸膏皂苷提取率先升高后降低，在料液比為1∶30 g/mL時(shí)提取率達(dá)到最大，為1.31%。

圖6　不同料液比對醇提海燕浸膏皂苷提取率的影響Fig.6　Influences of solid-liquid ratio on the yield of saponin from A.pectinifera

2.4海燕浸膏閃式提取正交試驗(yàn)根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，采用正交表L9(33)進(jìn)行正交試驗(yàn)，具體因素水平設(shè)計(jì)見表1。

以總皂苷提取率為指標(biāo)，采用L9(33)正交表進(jìn)行正交試驗(yàn)，結(jié)果見表2?？梢钥闯?，影響海燕總皂苷提取率因素大小依次為閃式提取時(shí)間、料液比、乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)，最優(yōu)提取條件為A3B3C3，即選用75%的乙醇，以料液比為1∶30 g/mL，閃式提取90 s。

表1海燕浸膏閃式提取工藝正交試驗(yàn)因素水平設(shè)計(jì)

Table 1Design of experimental factors and levels for the flash-type extraction of saponin fromA.pectinifera

水平Level因素Factor乙醇濃度(A)Ethanolconce-ntration∥%B提取時(shí)間Extractiontime(B)∥s料液比(C)Solid-liquidratio∥g/mL155401∶10265601∶20375901∶30

表2海燕浸膏閃式提取正交試驗(yàn)結(jié)果

Table 2Results of the orthogonal experiment for the flash-type extraction of saponin fromA.pectinifera

試驗(yàn)號Experi-mentalnumber因素Factor乙醇濃度(A)Ethanolconc-entration∥%提取時(shí)間(B)Extractiontime∥s料液比(C)Solid-liquidratio∥g/mL皂苷提取率Yieldofsaponin%155401∶102.73255601∶203.41355901∶308.30465401∶204.12565601∶304.64665901∶105.21775401∶304.29875601∶104.74975901∶208.65K114.4411.1412.68K213.9712.7916.18K317.6822.1617.23R1.243.671.52

3　結(jié)論與討論

該研究利用閃式提取法制備了海燕浸膏，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上采用正交試驗(yàn)優(yōu)化了提取工藝，即在乙醇濃度75%，料液比1∶30 g/mL，閃式提取90 s條件下，獲得了較好的效果。研究結(jié)果為進(jìn)一步從海燕中獲得生物活性化學(xué)成分奠定了基礎(chǔ)。

閃式提取方法是在植物組織破碎提取法基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù)，而植物組織破碎提取法是基于日本岡山大學(xué)奧田拓男教授所贈送的日本三菱JM-E31型混合器實(shí)現(xiàn)的，它主要針對的是鮮果軟組織的破碎[9]。河南中醫(yī)學(xué)院的劉延澤教授研究團(tuán)隊(duì)對植物組織破碎提取技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，使之適用于耐有機(jī)溶劑的硬組織破碎提取[10]。閃式提取方法具有省時(shí)、適用于各種材料、最大限度保留有效成分、操作方便、節(jié)能以及環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)[17]。

[1] 周鵬, 顧謙, 王長云, 等.海星皂甙及其他活性成分研究概況[J].科學(xué)視野, 2000, 24(2): 35-37.

[2] 郭承華, 程巖,劉雪梅, 等.海燕生殖腺中幾種營養(yǎng)成分含量的測定[J].海洋科學(xué), 2004,28(1): 79-81.

[3] 郭承華.海燕皂苷及其它活性物質(zhì)的制備及其生物功能研究[D].青島： 中國海洋大學(xué), 2005.

[4] 姜洪濤, 劉雨新, 辛?xí)詵|, 等.海參敵害：海星(海燕)[J].齊魯漁業(yè), 2008, 25(9): 22-23.

[5] 水產(chǎn)第一股獐子島迷失[EB/OL].[2016-05-09].http://finance.sina.com.cn/focus/mszzd/.

[6] 周書珩, 王印庚.近海水域海星泛濫引起的反思[J].水產(chǎn)科學(xué), 2008, 27(10): 555-556.

[7] 李時(shí)珍.本草綱目：下冊[M].2版.北京: 人民衛(wèi)生出版社, 2004:2553-2554.

[8] 姜鳳吾, 張玉順.中國海洋藥物詞典[M].北京: 海洋出版社, 1994：271.

[9] 劉延澤, 袁珂, 冀春茹.中草藥化學(xué)成分提取新方法: 植物組織破碎提取法[J].河南科學(xué), 1993, 11(4): 265-268.

[10] 劉延澤.植物組織破碎提取法及閃式提取器的創(chuàng)制與實(shí)踐[J].中國天然藥物, 2007, 5(6): 401-407.

[11] 朱春芃.紫海膽殼中化學(xué)成分的分離鑒定及其活性研究[D].大連：大連海洋大學(xué), 2014.

[12] 譚成玉, 趙小霞, 孟繁桐,等.海洋小球藻多糖的制備及其體外抑制腫瘤血管生成活性的研究[J].中國海洋藥物, 2014, 33(4):34-38.

[13] 何榮軍, 趙月鈞, 趙瑞娜, 等.?？庖呋钚远嗵堑拈W式提取工藝研究[J].浙江工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2015, 43(4): 389-392.

[14] 郝林華, 李八方.多棘海盤車的初步研究[J].海洋水產(chǎn)研究, 1998, 19(2):81-87.

[15] 孫啟芬, 張宇, 張?jiān)平? 等.優(yōu)選黃芪皂苷的提取工藝[J].黑龍江醫(yī)藥科學(xué), 2009, 32(4): 24-25.

[16] 張慧慧, 劉明言, 凌寧生.香草醛-硫酸法測定甘草浸膏中甘草酸含量[J].化工進(jìn)展, 2013, 32(1): 180-183.

[17] 韓建海, 章琛, 劉延澤, 等.一種用于高速硬組織搗碎的破碎刀具: 中國, CN 94244358.6[P].1994.

Study on Extraction of Saponin fromAsterinapectiniferaby Using Flash-type Extractor

LI Xin-yao, PEI Chen-hong, TONG Chang-qing*, LI Wei*

(College of Food Science and Engineering, Dalian Ocean University, Dalian, Liaoning 116023)

[Objective]Asterinapectiniferacontains a large quantity of chemical components with biological activity, and studies on extraction of saponin fromA.pectiniferahasgreat significance to utilization ofA.pectinifera. [Method] Saponin was extracted fromA.pectiniferaby using flash-type extractor JHBE-50T, and the effects of ethanol concentration, extraction time and solid-liquid ratio on the yield of saponin fromA.pectiniferawere analyzed.[Result] The factors affecting the extraction rate of saponin fromA.pectiniferawere shown as follows: extraction time, solid-liquid ratio, and ethanol concentration.The optimum extraction conditions were 75% ethanol, solid-liquid ratio 1∶30 g/mL, and 90 s of extraction.[Conclusion] Saponin extracted fromA.pectiniferaby using flash-type extractor had high yield, which can lay foundation for the extraction of chemical components with biological activity fromA.pectinifera.

Flash-type extractor;Asterinapectinifera; Saponin

海洋局公益性行業(yè)科研專項(xiàng)項(xiàng)目(201205022-7)；大連海洋大學(xué)引進(jìn)人才及在職培養(yǎng)博士啟動項(xiàng)目。

李欣遙(1990-)，女，遼寧鞍山人，碩士研究生，研究方向：海洋藥物。*共同通訊作者：佟長青，副教授，從事食品生物技術(shù)研究；李偉，教授，從事食品生物技術(shù)研究。

2016-06-10

S 986.2

A

0517-6611(2016)23-047-03