牛蒡根中绿原酸(牛蒡根提取物绿原酸)提取工艺的优化 |
发布时间:2014-08-31 信息来源:admin 发布人:admin 点击次数:1706 |
牛蒡根中绿原酸(牛蒡根提取物绿原酸)提取工艺的优化 牛蒡(Arctium Lappa1)别名牛菜、大力子、恶 实、牛蒡子、火山药、东洋参等,为菊科2年生草本 直根类植物。原产我国,公元940年左右传人日 本,成为寻常百姓喜食的蔬菜。牛蒡根中含有丰 富的氨基酸、糖类、挥发油、多酚类、炔类、黄酮、生 物碱、牛蒡苦素等化学成分,所以牛蒡具有抗菌、 抗突变和防癌、抗疲劳、抗衰老、抗氧化、降血糖、 降m脂等生物活性,因此,牛蒡是较好的药食同源 植物,可炒食、煮食、生食或加工成牛蒡茶、牛蒡酒 等,欧美国家则将牛蒡根作为主要药用部位[1 ]。 近年来,我国开始大规模人工栽培牛蒡,以江苏徐 州丰县、山东潍坊为主栽区,主要是加工其根作为 蔬菜出口日本及欧洲等国。但国际市场对出口牛 蒡加工规格要求较高,造成等外根被废弃,致使资 源浪费 。 绿原酸 Chlorogenic acid 327-97-9(chlorogenic acid)是牛蒡根中含有的 一种多酚类物质,属于咖啡酰奎尼酸衍生物,是植 物体在有氧呼吸过程中经莽草酸途径产生的一种 苯丙素类化合物。绿原酸 Chlorogenic acid 327-97-9具有抗氧化能力、抗艾 滋病毒、抗致畸、抗过敏、抗肿瘤细胞株毒活性、对 透明质酸酶和葡萄糖一6一磷酸酶的抑制作用等 功能_5]。目前,绿原酸 Chlorogenic acid 327-97-9提取的原料主要是金银 花 曲]、杜仲叶 10,11],另外有葵粕 、稻壳㈨、甘 薯 、蒲公英 、杭白 、牛蒡叶 等,但利 用牛蒡根提取绿原酸 Chlorogenic acid 327-97-9的研究未见报道。本课题利 用连云港富士食品有限公司提供的等外牛蒡根为 原料,采用醇法提取其中的绿原酸 Chlorogenic acid 327-97-9,用分光光度法 考察了牛蒡根中绿原酸 Chlorogenic acid 327-97-9含量,并对影响绿原酸 Chlorogenic acid 327-97-9提 取率的因素进行了初步探讨,优化了绿原酸 Chlorogenic acid 327-97-9提取 的工艺,为提高牛蒡根的综合利用价值提供参考。 1 材料与方法 1.1 材料 牛蒡:由连云港富士食品有限公司提供;绿原酸 Chlorogenic acid 327-97-9标准品:纯度>98%(长沙上禾生物科技有限公司);无水甲醇、无水乙醇、盐酸均为分析纯。 1.2 仪器 数显恒温水浴锅(HW ·YS,浙江舟山市定海 区海源仪器厂);SONOPULS HD2200超声波破碎 仪(德国Bandelin);电子分析天平[赛多利斯科学 仪器(北京)有限公司];T6新世纪紫外可见分光 光度计(北京普析通用仪器有限公司);PHS一3C 型精密酸度计(上海精密科学仪器有限公司)。 1.3 研究方法 1.3.1 醇法提取 (1)工艺流程:选材 称量一加甲醇溶液-+ 水浴加热 超声破碎一醇沉一离心过滤一滤液挥 干一定容 分光光度法测绿原酸 Chlorogenic acid 327-97-9提取率。 (2)单因素试验:醇法提取的效果主要取决 于甲醇浓度、温度、时间、pH、物料粉碎细度等因 素,本课题选取甲醇浓度、温度、时间、pH作为主 要因素考察。 ① 甲醇浓度对绿原酸 Chlorogenic acid 327-97-9提取率的影响:称取 0.5 g牛蒡粉,置三角瓶中,分别加入30% 、40%、 50% 、60%的甲醇10 ml,密封静置24 h,超声细胞 破碎15 min(3 s,34 W),30 ml乙醇醇沉2.5 h,过 滤取上清液,置100 ml容量瓶中蒸馏水定容,摇 匀,分别取200 txl置10 ml容量瓶中,60℃烘箱挥 干后用50% 甲醇溶液定容,327 nm处测吸光值, 50% 甲醇溶液作参比,测得吸光度,代人标准曲线 方程计算绿原酸 Chlorogenic acid 327-97-9提取率。 ②温度对绿原酸 Chlorogenic acid 327-97-9提取率的影响:称取牛蒡粉 0.5 g,置三角瓶中,分别加人以上试验确定浓度 的甲醇10 m1,恒温水浴时间1 h,水浴温度分别设 40、50、60、70c【=,超声破碎15 min(3 s,34 W),30 ml乙醇醇沉2.5 h,过滤取上清液,置100 ml容量 瓶中蒸馏水定容,摇匀,分别取200 tzl置10 ml容 量瓶中,60℃ 烘箱挥干,50% 甲醇溶液定容,327 nm处测吸光值,50% 甲醇溶液作参比,测得吸光 度,代人标准曲线方程计算绿原酸 Chlorogenic acid 327-97-9提取率。 ③时间对绿原酸 Chlorogenic acid 327-97-9提取率的影响:甲醇浓度、温 度通过上述试验确定,醇提时间选取0.5 h、1 h、1.5 h、2 h。其它步骤同② 。 @pH值对绿原酸 Chlorogenic acid 327-97-9提取率的影响:甲醇浓度、 温度、时间通过上述试验来确定,pH值选取2、3、 4、5。其它步骤同② 。 (3)正交试验:在上述单因素试验基础上,进 行工艺优化试验。选择甲醇浓度、温度、时间、pH 进行四因素三水平L。(3 )正交试验,以绿原酸 Chlorogenic acid 327-97-9的 提取率为指标,评价四个因素的最佳水平组合,并 在最佳工艺条件下进行绿原酸 Chlorogenic acid 327-97-9提取试验,重复3 次,绿原酸 Chlorogenic acid 327-97-9提取率结果取均值。因素与水平见表1。 1.3.2 绿原酸 Chlorogenic acid 327-97-9提取率的测定¨ 测定波长的选择:用万分之一的天平精密称 取绿原酸 Chlorogenic acid 327-97-942.5 mg,50% 的甲醇溶解,并定容于 1 000 ml的容量瓶中,摇匀,得到绿原酸 Chlorogenic acid 327-97-9标准液 (42.5 mg/L)。 标准曲线的制定:精密吸取以上绿原酸 Chlorogenic acid 327-97-9标准 液0.00、1.00、2.00、3.00、4.00、5,o0 II1l,分别置 于10 ml容量瓶中,加50% 甲醇定容,摇匀。327 nm处分别测定不同浓度标准溶液的吸光光度值, 以绿原酸 Chlorogenic acid 327-97-9标准样品浓度( g/m1)为横坐标,吸光 光度值为纵坐标绘制标准曲线,见图2。 样品测定:量取200 l样品溶液于1O ml容 量瓶中,置干燥箱中60ac挥干,50% 甲醇定容,以 50% 甲醇溶液作参比,327 nm处测定吸光度值, 带入标准曲线方程,计算绿原酸 Chlorogenic acid 327-97-9提取率。 2 结果与分析 2.1 最大吸收波长的确定 取适量绿原酸 Chlorogenic acid 327-97-9标准液于500—200 nm范围内 扫描,以50% 的甲醇溶液作参比。测定结果表 明,绿原酸 Chlorogenic acid 327-97-9在327 rim处有最大吸收峰,故选择 327 nm处测量绿原酸 Chlorogenic acid 327-97-9的吸光度。 2.2 标准曲线及回归方程 绿原酸 Chlorogenic acid 327-97-9标准曲线回归方程Y=0.2292X+ 0.0285,相关系数R =0.9971。结果表明绿原酸 Chlorogenic acid 327-97-9在4.25—21.25鹇范围内有良好的线性关系(图 1)。 2.3 醇法提取试验结果 2.3.1 甲醇浓度对绿原酸 Chlorogenic acid 327-97-9提取率的影响从图 2中可以看出,在温度为50℃ 、时间1 h、pH为4 的条件下,绿原酸 Chlorogenic acid 327-97-9提取率在甲醇浓度为30% 一 40%之间上升,在4o% 一60%之间下降,因此选 择浓度40% 甲醇为最佳提取溶剂。这个结果与 于加平¨ 研究稻壳中绿原酸 Chlorogenic acid 327-97-9提取的结果不一致。 2.3.2 温度对绿原酸 Chlorogenic acid 327-97-9提取率的影响 从图3中 可以看出,在甲醇浓度为40% 、恒温水浴1 h条件 下,绿原酸 Chlorogenic acid 327-97-9提取率在温度为40—50℃之间明显上 升,5O℃达到最大值,在50—70cI=之间下降。原 因可能是绿原酸 Chlorogenic acid 327-97-9在温度比较高的情况下容易被氧 化破坏,所以选择40~60℃之间为合适的提取温 度。 2.3.3 时间对绿原酸 Chlorogenic acid 327-97-9提取率的影响 从图4中可以看出,在甲醇浓度40% 、温度50~C条件下,绿 原酸提取率在时间为0.5—1.0 h之间上升,1 h 之后开始下降,在1.0—2.0 h之间下降明显,原 因可能是长时间加热情况下,绿原酸 Chlorogenic acid 327-97-9结构中的酯 键不稳定发生分解,所以确定提取时间为0.5— 1.5 h。 2.3.4 pH值对绿原酸 Chlorogenic acid 327-97-9提取率的影响从图5中 可以看出,在甲醇浓度40%、温度5O℃ 、时间1 h 条件下,绿原酸 Chlorogenic acid 327-97-9提取率在pH值为2—4之间上 升,在4—5之间下降,说明酸性有利于绿原酸 Chlorogenic acid 327-97-9的 提取,可能与绿原酸 Chlorogenic acid 327-97-9呈弱酸性有关,所以确定较适 pH值在3—5之间。 2.3.5 正交试验结果与分析根据单因素试验 结果,确定因素水平,进行正交试验,结果见表2。 对正交试验有关数据作极差分析,各因素对绿原 酸提取率的影响程度依次为A>D>B>C。在四 个影响因素中,甲醇浓度、pH对提取率影响较大, 其次是温度,影响最小的是时间。以绿原酸 Chlorogenic acid 327-97-9提取 率为考察指标,四个因素的最优水平组合是 A2B,C。D2,即甲醇浓度为40% ,温度为60~C,时间 为1.5 h,pH值为4.0。在此条件下,重复3次试 验,取均值得到绿原酸 Chlorogenic acid 327-97-9提取率为0.539% ,高于其 他组合。 3 结论与讨论 试验结果表明,影响醇法提取牛蒡根中绿原 酸的主要因素的大小顺序为:甲醇浓度>pH>温 度>时间。以绿原酸 Chlorogenic acid 327-97-9提取率为考察指标,四个因 素的最优水平组合是A:B,C,D:,即甲醇浓度为 40% ,温度为60℃,时间为1.5 h,pH值为4.0。 在此条件下,试验得到的绿原酸 Chlorogenic acid 327-97-9提取率为 0.539% ,高于其他组合。 牛蒡根中含量最高的成分是菊糖,约占干重 的34% ,在提取绿原酸 Chlorogenic acid 327-97-9的同时,可以利用乙醇分 步沉淀出菊糖,所以尽管牛蒡根中的绿原酸 Chlorogenic acid 327-97-9含量 与金银花、杜仲叶都为5%左右【l 、牛蒡叶中3% 左右相比而言较低¨ ,牛蒡根仍然可以作为一种 理想的提取绿原酸 Chlorogenic acid 327-97-9的材料。 |