崔京珍, 王 燕, 王柏華, 賀 江, 楊友偉, 平海佳
(1.湖南文理學(xué)院,生命科學(xué)學(xué)院,湖南 常德 415000;2.常德職業(yè)技術(shù)學(xué)院,湖南 常德 415000)
桃花是薔薇科落葉桃樹 (Prunus persica(L.)Batsch) 的花,桃在我國已有3 000多年的栽培歷史[1],其美容養(yǎng)顏和保健功效在傳統(tǒng)醫(yī)療實踐中得到廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)中醫(yī)藥學(xué)認(rèn)為,桃花味甘辛、性微濕,入心、肺、大腸經(jīng),具有活血、悅面、潤膚、峻下利尿、通便、美容減肥及化瘀止痛等功效[2]。桃花還可作為營養(yǎng)保健食品,具有美容減肥功效,其保健價值在《本草綱目》 《千金要方》 等都有“桃花之所以能減肥,是因為它具有蕩滌痰濁,使之從大便而出”的功效,可“走泄下降、利大便甚快,用以治氣實人病水飲用于滿,積帶大小便閉塞著,則有功而無害”[3]??梢?,桃花在醫(yī)藥、保健、美容養(yǎng)顏等領(lǐng)域的作用歷來受到人們重視。
現(xiàn)代醫(yī)學(xué)和營養(yǎng)學(xué)研究進一步證明了桃花的藥用和營養(yǎng)價值。其中多糖具有免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤、降血糖與清除自由基等生物學(xué)功效。桃花多糖對羥基自由基和超氧陰離子具有較強的清除能力,具有較強的抗氧化活性,其在天然抗氧化劑和功能食品領(lǐng)域具有較大的開發(fā)應(yīng)用價值[4]。由于分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人們逐漸加深了對多糖及其復(fù)合物分子生理功能的認(rèn)識,快速高效、簡便易行的提取工藝對多糖的研究具有重要意義。目前常用的多糖提取純化技術(shù)比較成熟,但是存在能源消耗大、效率不高的問題,有關(guān)桃花多糖的提取工藝及優(yōu)化條件的研究報道不多。試驗主要討論桃花多糖的測定及提取條件的優(yōu)化,為桃花多糖的提取及測定提供數(shù)據(jù)支撐。
桃花鮮花樣品采集自湖南省常德職業(yè)技術(shù)學(xué)院農(nóng)林工程系苗圃科研基地。桃花干樣:取鮮花微波殺青2 min,攤開晾干水汽后,置于烘箱內(nèi)于60℃條件下烘干至恒質(zhì)量,用研缽磨細(xì),裝入封口袋備用。
乙醇、葡萄糖、濃硫酸、苯酚,均為分析純。
UV-1800型紫外可見分光光度計,日本島津公司產(chǎn)品;PHS-3E型pH計,上海儀電科學(xué)儀器公司產(chǎn)品;TDZ5-WS型臺式低速離心機,上海盧湘儀離心儀器有限公司產(chǎn)品;予華SHZ-D型循環(huán)水真空泵,鞏義市予華儀器有限公司產(chǎn)品。
1.3.1 桃花中多糖提取工藝
準(zhǔn)確稱取1.000 g干燥且粉碎后的桃花于100 mL棕色磨口瓶中,加一定量的蒸餾水,在熱水浴中振蕩浸提后,用真空泵抽濾,收集濾液于250 mL三角瓶中,將濾液濃縮,用乙醇沉析后,以轉(zhuǎn)速4 000 r/min離心7 min,保留沉淀物,加2 mL蒸餾水溶解,用苯酚-硫酸法測定水溶性多糖。
1.3.2 桃花中水溶性多糖含量的測定(苯酚-硫酸法)
制作多糖標(biāo)準(zhǔn)曲線時準(zhǔn)確稱取標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖20 mg于500 mL容量瓶中,加水至刻度,分別吸取0.4,0.6,0.8, 1.0, 1.2,1.4,1.6, 1.8, 2.0 mL, 各以水補至2.0 mL,然后加入6%苯酚1.0 mL及濃硫酸5.0 mL,靜置10 min,搖勻,室溫放置20 min后于波長490 nm處測定吸光度,以橫坐標(biāo)為吸光度、縱坐標(biāo)為多糖含量(μg),制作標(biāo)準(zhǔn)曲線方程。
2.1.1 提取時間的影響
不同提取時間對桃花多糖得率的影響見表1。
表1 不同提取時間對桃花多糖得率的影響
為明確在桃花多糖提取過程中,提取時間對多糖得率的影響,設(shè)計時間單因素試驗。準(zhǔn)確稱取0.200 0 g磨細(xì)的桃花干花,以花水比1∶50的比例在 85℃的恒溫水浴中,分別進行 30,60,120,180,240 min的提取,真空抽濾;將濾液濃縮后,用乙醇沉析,以轉(zhuǎn)速4 000 r/min離心7 min,取沉淀物溶解定容,然后用苯酚-硫酸法測定水溶性多糖含量。
由表1可知,隨著提取時間的延長,多糖提取率不斷提高,在240 min時桃花多糖提取率最高。一般情況下,在一定溫度和pH值條件下提取一定時間后,由于可溶性多糖發(fā)生美拉德反應(yīng)和焦糖化反應(yīng),多糖提取率不再提高[5],此結(jié)果還未出現(xiàn)提取率下降情況,根據(jù)試驗需求可選擇240 min作為多糖提取的合適時間。
2.1.2 提取溫度的影響
不同提取溫度對桃花多糖得率的影響見表2。
為明確提取溫度對桃花多糖得率的影響,設(shè)計提取溫度單因素試驗,觀察溫度從40~100℃的梯度變化,測定此提取溫度變化條件下多糖得率數(shù)據(jù)。由表2可知,隨著提取溫度的升高,多糖提取率不斷提高,提取溫度100℃時,多糖提取率為1.46%,達到最高值,其次是80℃時多糖得率為0.58%,提取溫度升高有利于多糖的提取。
表2 不同提取溫度對桃花多糖得率的影響
2.1.3 提取溶液pH值的影響
不同pH值提取液對桃花多糖得率的影響見表3。
表3 不同pH值提取液對桃花多糖得率的影響
提取液的pH值在偏酸或者偏堿的條件下都會造成多糖的降解,進而影響多糖的產(chǎn)率,為探索合適的pH值提取液,在提取過程中更好地穩(wěn)定多糖,設(shè)計不同pH值提取液對多糖得率影響的單因素試驗。用檸檬酸和氫氧化鈉將蒸餾水pH值調(diào)至1.0,3.0,7.0,9.0,準(zhǔn)確稱取1.000 g桃花干樣;以花水比1∶50,提取溫度80℃,提取時間30 min;再將提取液抽濾、濃縮;用乙醇沉析,以轉(zhuǎn)速4 000 r/min離心7 min,取沉淀物溶解、定容;用苯酚-硫酸法測定水溶性多糖含量。
結(jié)果表明,在偏中性條件下,pH值為7時,多糖得率最高為0.69%;其次是pH值為9時,得率為0.52%;pH值1.0和3.0時,多糖得率較低分別為0.17%和0.18%。這可能是因為,在偏酸或偏堿的條件下多糖容易降解,因此,在偏中性pH值為7的條件下,有利于多糖的提取。
2.1.4 料液比的影響
合適的料液比能節(jié)省原料消耗,提高提取效率,為優(yōu)化提取條件,更高效節(jié)能地提取桃花多糖,設(shè)計不同料液比對桃花多糖得率的試驗。稱取1.000 g干桃花樣品,分別以1∶10,1∶20,1∶30,1∶40,1∶50的料液比,pH值為7,100℃恒溫水浴中提取多糖;再將提取液抽濾、濃縮,用乙醇沉析,以轉(zhuǎn)速4 000 r/min離心7 min;取沉淀物溶解、定容;用苯酚-硫酸法測定水溶性多糖含量。
不同料液比對桃花多糖得率的影響見表4。
表4 不同料液比對桃花多糖得率的影響
結(jié)果表明,料液比的變化對多糖提取的影響呈現(xiàn)不規(guī)則變化,多糖得率出現(xiàn)小幅波動,可能因為多糖提取過程中有濃縮-沉析過程,這一過程中料液比的稍微變化對提取多糖產(chǎn)生不穩(wěn)定影響。因此,在桃花多糖工藝優(yōu)化過程中,料液比需要結(jié)合其他因素綜合考慮,依據(jù)目前試驗條件,1∶40的料液比條件下多糖得率最高為0.67%。
為進一步確定各因素對桃花多糖提取的影響,在上述單因素試驗的基礎(chǔ)上,篩選提取溫度60,80,100℃;提取時間1,2,3 h;提取溶液pH值3.0,7.0,9.0;進行三因素三水平正交試驗,以桃花多糖得率為指標(biāo),進行提取工藝優(yōu)選和決策。
桃花多糖提取條件正交試驗結(jié)果與分析見表5,桃花多糖提取條件方差分析見表6。
表5 不同料液比對桃花多糖得率的影響
表6 桃花多糖提取條件方差分析
由表5和表6可知,提取時間顯著對多糖的提取影響較大。綜合各因素對桃花多糖得率的影響可知,對多糖得率的影響程度從高到低依次為B>C>A,即提取時間>pH值>提取溫度,綜合考慮其最佳工藝條件為A3B3C2,即提取溫度100℃,提取時間2 h,提取溶液的pH值為7。
在提取桃花多糖的過程中,偏中性的條件下有利于多糖的提取,多糖提取率最高,而在偏酸或偏堿的條件下,多糖易分解,提取多糖溶液的pH值為7時對多糖的提取最有利。
料液比對多糖的影響呈現(xiàn)不規(guī)則波動,單因素試驗條件下1∶40的料液比多糖得率較高,濃縮和沉析的過程會影響多糖得率,此因素有待進一步研究。
通過正交試驗設(shè)計優(yōu)化桃花多糖提取工藝,最佳桃花多糖提取條件為提取溫度100℃,提取時間2 h,提取溶液的pH值為偏中性,此條件下多糖得率為1.10%~1.53%。在試驗條件下提取時間是影響多糖得率的最關(guān)鍵因素。