吳剛正,常國立,單 碩,王慧俐,朱瑞瑜,蔡成崗
(1.浙江科技學(xué)院 生物與化學(xué)工程學(xué)院,浙江 杭州 310023;2.浙江省農(nóng)產(chǎn)品化學(xué)與生物加工技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,浙江 杭州 310023;3.杭州萬向職業(yè)技術(shù)學(xué)院,浙江 杭州 310023)
枇杷(Eriobotrya japonica) 為薔薇科植物,品種資源豐富,原產(chǎn)于我國東南部,是我國特產(chǎn)水果,目前年產(chǎn)量為40~60 萬t[1],占世界枇杷總產(chǎn)量的50%以上。枇杷具有豐富的營養(yǎng)價(jià)值,含有人體所需的碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪、氨基酸等多種營養(yǎng)成分[2-3],深得消費(fèi)者的喜愛。枇杷花、葉及核主要用于生產(chǎn)枇杷露、枇杷膏等止咳藥物,枇杷的功效成分研究主要集中在枇杷葉中的熊果酸、齊墩果酸、黃酮等物質(zhì)和枇杷核的苦杏仁苷上[4]??嘈尤受盏乃幱霉πе饕w現(xiàn)在鎮(zhèn)咳平喘[5]、抗腫瘤[6]、抗炎[7-8]、抗氧化[9-10]等方面,同時(shí)會(huì)影響消化系統(tǒng)[11],具有消炎、鎮(zhèn)痛[12]等作用[13]。
枇杷的采收期較短,主要用于鮮食,少量用于加工成果汁、果脯及罐頭產(chǎn)品等,其深加工及綜合利用技術(shù)還有待于加強(qiáng)[14],目前加工的產(chǎn)品中,枇杷核均未得到有效利用,作為副產(chǎn)物,一般被當(dāng)作廢棄物丟棄[15]。枇杷核含有豐富的營養(yǎng)成分,除具有鎮(zhèn)咳平喘和抗腫瘤等多種生物活性的苦杏仁苷[16]以外,還含有淀粉、蛋白質(zhì)和脂肪酸等成分,其中蛋白質(zhì)含有15 種氨基酸,賴氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、蘇氨酸和色氨酸為必需氨基酸[17],脂肪酸包含亞油酸、棕櫚酸、油酸、α-亞麻酸、硬脂酸等脂肪酸;按果核占果質(zhì)量的20%計(jì)算,每年會(huì)產(chǎn)生3~4 萬t 的枇杷核廢棄物,不僅造成資源浪費(fèi),而且污染環(huán)境。
苦杏仁苷(Amygdalin,C20H27O11) 廣泛存在于杏、桃、李子、蘋果、山楂等多種薔薇科植物果實(shí)的種子中,尤其在苦杏仁中含量較多,為2%~ 3%,是枇杷果核中主要的藥用成分之一[18],早在1803 年Schrader 研究苦杏仁成分時(shí)就發(fā)現(xiàn)了該類物質(zhì),至1830 年Robiquet 等人從中分離出苦杏仁苷,迄今已成為醫(yī)藥上常用的祛痰止咳劑、輔助性抗癌藥物[19]。目前,對苦杏仁苷的貯藏和穩(wěn)定性進(jìn)行分析的研究較少,試驗(yàn)采用單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)得到提取枇杷籽中苦杏仁苷的最佳條件,而后又對比了貯藏、干燥處理對苦杏仁苷含量的影響。
枇杷籽粉,購自中藥房,規(guī)格0.5kg/ 包;苦杏仁苷,純度97%,上海阿拉丁生化科技股份有限公司提供;乙醇(分析醇),美國“天地”公司提供;甲醇,色譜純,杭州匯普試劑有限公司提供。
PTX-FA210 型電子天平,福州華志科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品;KQ3200 型超聲波清洗器(工作頻率kHz,超聲功率150 W),昆山市超聲儀器有限公司產(chǎn)品;H1650R 型醫(yī)用離心機(jī),湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開發(fā)有限公司產(chǎn)品;LC-20AD 型高效液相色譜儀、紫外檢測器,日本島津公司產(chǎn)品。
1.3.1 色譜檢測條件
色譜柱:CLS-ODS 柱(250 mm×4.6 mm,5 μm);流動(dòng)相:甲醇-水溶液(20∶80);檢測波長210 nm,柱溫30 ℃,流速0.8 mL/min,進(jìn)樣量10 μL。
1.3.2 苦杏仁苷標(biāo)準(zhǔn)曲線制作
精密稱取苦杏仁苷標(biāo)準(zhǔn)品17.02 mg,加入甲醇溶解,定容至10 mL,即得到質(zhì)量濃度1.7 mg/mL 的苦杏仁苷標(biāo)準(zhǔn)溶液。經(jīng)梯度稀釋獲得質(zhì)量濃度為340,170,34,17,3.4 μg/mL 標(biāo)準(zhǔn)溶液,過0.22 μm膜后采用HPLC 測試。以峰面積為縱坐標(biāo),苦杏仁苷的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)作圖,得到線性回歸方程:Y=173 146X-46 355,R2=0.999 8,苦杏仁苷在3.4~340 μg/mL 的質(zhì)量濃度范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系。
1.3.3 苦杏仁苷提取量的測定
稱取0.2 g 枇杷核粉末,加入乙醇溶液后,進(jìn)行超聲波提取,再將得到的提取液以轉(zhuǎn)速7 000 r/min離心10 min,上清液過0.5 μm 濾膜后以HPLC 測試。
采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。分別以不同的提取時(shí)間、乙醇體積分?jǐn)?shù)、提取溫度、料液比做單因素試驗(yàn),考查各單因素對苦杏仁苷提取量的影響。結(jié)果表明,最佳的單因素條件分別為提取溫度60 ℃,乙醇體積分?jǐn)?shù)60%,料液比1∶20,提取時(shí)間40 min。在單因素試驗(yàn)的研究基礎(chǔ)上,選擇3 個(gè)因素進(jìn)行L9(34)正交試驗(yàn),以苦杏仁苷的提取量為依據(jù),篩選主要因素,得出從枇杷核中醇提苦杏仁苷的最優(yōu)化工藝提取條件。
正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見表1。
表1 正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)
苦杏仁苷標(biāo)準(zhǔn)品色譜圖見圖1。?
建立HPLC 測定苦杏仁苷標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的檢測方法,并分析枇杷樣品中苦杏仁苷的含量。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線方程,利用公式算出枇杷核中苦杏仁苷的提取濃度及提取率。
根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案開展正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)。
正交試驗(yàn)結(jié)果分析見表2。
表2 正交試驗(yàn)結(jié)果分析
由極差R 值可知,影響枇杷核中苦杏仁苷提取的因素大小順序?yàn)橐掖俭w積分?jǐn)?shù)>提取溫度>提取時(shí)間。所以選擇A2B3C1為最佳醇提工藝條件。即超聲波醇提1 次工藝的最佳條件為乙醇體積分?jǐn)?shù)60%,提取時(shí)間60 min,提取溫度40 ℃,也即是試驗(yàn)的第6 組試驗(yàn),苦杏仁苷達(dá)到250.60 μg/mL,提取率為2.51%。
對比了室溫貯藏2 年的枇杷籽提取物樣品,發(fā)現(xiàn)苦杏仁苷的提取率有明顯下降,僅為0.12%,下降比例超過95%,因而認(rèn)為苦杏仁苷的貯藏過程中會(huì)損失。為進(jìn)一步考查枇杷籽中苦杏仁苷的穩(wěn)定性,以新鮮制備的枇杷籽為原料,測定了不同干燥條件對苦杏仁苷提取率的影響,105 ℃干燥30 min 后的枇杷籽中苦杏仁苷的提取率為0.15%,60 ℃干燥90 min 后的枇杷籽中苦杏仁苷的提取率為0.17%,苦杏仁苷在干燥過程中損失較大。
新鮮枇杷的樣品色譜圖見圖2,新鮮與干燥處理對苦杏仁苷提取率的影響見表3。
圖2 新鮮枇杷的樣品色譜圖
表3 新鮮與干燥處理對苦杏仁苷提取的影響
由結(jié)果可知,放置2 年的枇杷籽樣品與60 ℃干燥后的枇杷籽樣品其苦杏仁苷含量減少量都在95%以上。
通過了正交試驗(yàn)得到了最佳提取條件,其中正交試驗(yàn)最佳參數(shù)為乙醇體積分?jǐn)?shù)60%,40 ℃時(shí)提取60 min,提取率2.5%;常溫貯藏2 年的樣品苦杏仁苷損失達(dá)到95%以上,枇杷籽粉在60 ℃干燥90 min和105 ℃干燥30 min 后苦杏仁苷的提取率僅為干燥前的4.4%和5.0%,損失較大,其變化過程(如形成新的化合物或者揮發(fā)損失) 需要進(jìn)一步進(jìn)行確證。研究結(jié)果也表明,枇杷籽粉中的苦杏仁苷在干燥過程損失較大,需要低溫密封貯藏,以減少苦杏仁苷的損失,促進(jìn)枇杷籽的加工和利用。