倪開嶺,李紅,馮一彤,何婷婷,柴軍紅*
(1.牡丹江師范學(xué)院,黑龍江 牡丹江 157012;2.牡丹江友搏藥業(yè)有限責(zé)任公司,黑龍江 牡丹江 157013)
山桃稠李(Prunusmaackii),別名斑葉稠李、臭李子,薔薇科植物[1]。果實(shí)紫黑色,外形近球形,多汁味酸甜,富含維生素C、多酚、花色苷等,具有一定抗氧化能力[2]。由于多酚及花青素成分含量較高,其可能具有降血糖、降血脂、提高耐力,抗腫瘤作用等活性[3-4]?;ㄉ諡轭慄S酮物質(zhì),具有顯著抗逆作用,可以提高視力[3-5]?,F(xiàn)階段研究以園藝、栽培研究為主,其工藝提取相對(duì)較少。
本文以牡丹江產(chǎn)山桃稠李(Prunusmaackii)果實(shí)為原料,以花色苷為指標(biāo),借助超聲波輔助法,探討對(duì)其提取率影響的主要因素,并研究其抗氧化能力,希望為山桃稠李開發(fā)利用、活性成分提取純化提供理論依據(jù)。
氫氧化鈉(AR,上海國藥集團(tuán)),無水乙醇(AR,天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司),鹽酸(AR,天津市富宇精細(xì)化工有限公司)等。
SL-2010N超聲波萃取裝置(南京順流設(shè)備有限公司),DS-1高速組織勻漿機(jī)(無錫杰瑞安儀器設(shè)備有限公司),RE-2000E旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(河南佰澤儀器有限公司),T6紫外可見分光光度計(jì)(北京普析通用儀器有限公司),BSA224S電子天平(德國賽多利斯集團(tuán))等。
1.3.1 最大吸收波長確定。以pH為1.0乙醇溶液為空白,對(duì)提取的花色苷溶液在400~800 nm范圍內(nèi)進(jìn)行全波長掃描,確定最大吸收波長。其結(jié)果顯示,在波長為512 nm處該花色苷有明顯的特征吸收峰,所以確定其為測(cè)定波長。
1.3.2 樣品測(cè)定。依據(jù)文獻(xiàn)[6-7],采用pH示差法,略有改動(dòng),其計(jì)算公式如下:
C(mg/g)=(A0-A1)×V×N×M/(ε×m)
式中: A0、A1 —分別為pH1.0、pH4.5時(shí)花色苷在λmax處的吸光值
V —提取液總體積(mL )
N —稀釋倍數(shù)
M —矢車菊-3-葡萄糖苷的相對(duì)分子質(zhì)量(449.4)
ε—矢車菊-3-葡萄糖苷的消光系數(shù)(29600)
m —樣品質(zhì)量(g)
選擇固液比、提取時(shí)間、乙醇濃度、超聲波功率和提取溫度等為因素[8-9],進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)。
1.4.1 固液比對(duì)得率的影響。果實(shí)在高速組織勻漿機(jī)后,精密稱取10.00 g,以75%為溶劑,調(diào)節(jié)pH為1,超聲功率450 W,提取溫度為30 ℃,超聲提取時(shí)間30 min,固液比(g/mL)1∶5~1∶35,間隔5倍。再依據(jù)1.3.2方法測(cè)定其得率。
1.4.2 提取時(shí)間對(duì)得率的影響。取樣同1.4.1,選取超聲波提取時(shí)間5、10、15、25、35、45、55 min,超聲功率450 W,固液比1∶20,以75%為溶劑,調(diào)節(jié)pH為1,提取溫度為30 ℃進(jìn)行試驗(yàn)。再依據(jù)1.3.2方法測(cè)定其得率。
1.4.3 乙醇濃度對(duì)得率的影響。取樣同1.4.1,間隔10%,選取乙醇濃度為25%~95%,超聲功率450 W,固液比1∶20,調(diào)節(jié)pH為1,提取溫度為30 ℃,提取時(shí)間35 min進(jìn)行試驗(yàn)。再依據(jù)1.3.2方法測(cè)定其得率。
1.4.4 溫度對(duì)得率的影響。取樣同1.4.1,調(diào)節(jié)pH為1,間隔10 ℃,提取溫度為20~80 ℃,固液比1∶20,乙醇濃度70%,超聲功率450 W進(jìn)行試驗(yàn)。再依據(jù)1.3.2方法測(cè)定其得率。
1.4.5 超聲波功率對(duì)得率的影響。取樣同1.4.1,調(diào)節(jié)pH為1,提取溫度40 ℃,超聲時(shí)間35 min,固液比1∶20,乙醇濃度70%,間隔150 W,超聲功率150~900 W進(jìn)行試驗(yàn)。再依據(jù)1.3.2方法測(cè)定其得率。
依據(jù)以上提取因素,取其因素極值為參數(shù),獲得花色苷提取物。依據(jù)文獻(xiàn)[10-12]方法采用鄰苯三酚自氧化法討論超氧自由基清除能力測(cè)定,總時(shí)間控制在3.5~4.0 min內(nèi),依據(jù)以下公式計(jì)算清除率,檢測(cè)3次結(jié)果取平均值。
清除率(%)=[(S1-S2)/S1]×100
式中,S1為自氧化時(shí)吸光度,S2為加入樣品液后吸光度。
采用Excel2010及origin8處理并作圖。
圖1 固液比的影響
由圖1所示,隨著固液比增加其花色苷得率顯著提高,在1∶15左右達(dá)到極值,然后緩慢降低,在1∶35時(shí)降低約5%,綜合考慮費(fèi)效比,選取1∶15左右最佳固液比范圍。
由圖2所得,隨著提取時(shí)間延伸,花色苷得率呈總體上升趨勢(shì),在40~55 min范圍內(nèi)存在得率拐點(diǎn),后續(xù)增加提取時(shí)間,得率略有下降,但是趨勢(shì)較為平緩,數(shù)據(jù)相差不大,考慮工藝時(shí)間盡可能的短,提高效率,其參數(shù)在40 min左右即可。
圖2 提取時(shí)間的影響
由圖3可知,隨著乙醇濃度增加花色苷得率逐步提高,在60%~75%之間達(dá)到極值,隨著濃度升高略有下降,這可能與花色較大極性有一定關(guān)系。所以選擇60%左右可以作為提取用乙醇濃度。
圖3 乙醇濃度的影響
圖4 溫度的影響
由圖4可知,在溫度40 ℃是得率最高,達(dá)到0.873 mg/g,但是隨著溫度升高其得率顯著降低,如80 ℃時(shí),得率是最高值時(shí)35.3%,分析原因這與花色苷對(duì)熱穩(wěn)定差異有直接關(guān)系,隨著溫度升高,花色苷出現(xiàn)較大范圍氧化現(xiàn)象,所以選擇40 ℃左右為提取最佳溫度。
圖5 超聲功率的影響
由圖5可知,隨著功率增加,花色苷得率趨于平衡,在400 W以上得率基本變化不大。考慮經(jīng)濟(jì)因素,在400~500 W范圍內(nèi)可以作為較好超聲提取功率范圍。
由圖6可見,濃度在0.8 mg/mL花色苷對(duì)超氧自由基的清除率在20%以上,隨著花色苷濃度升高其清除作用逐漸加強(qiáng)。其抗氧化能力較弱,這與其純度不高有一定關(guān)系。
圖6 超氧自由基的清除
對(duì)黑龍江山桃稠李果實(shí)花色苷提取及超氧自由基清除能力進(jìn)行了研究,結(jié)果顯示超聲波提取法有利于花色苷的提取,并具有提取時(shí)間短、耗能相對(duì)較低的特點(diǎn)。其花色苷得率為0.8 mg/g,同時(shí)花色苷也顯示出一定抗氧化能力,由于實(shí)驗(yàn)中采用粗產(chǎn)品,未進(jìn)行純化,與文獻(xiàn)[13]結(jié)果存在有差異。
總之,超聲波提取法具有快速節(jié)省溶劑的優(yōu)點(diǎn),山桃稠李果實(shí)花色苷有進(jìn)一步開發(fā)研究價(jià)值。