花生壳中木犀草素的微波辅助提取工艺研究 |
发布时间:2015-09-29 信息来源:admin 发布人:admin 点击次数:1877 |
花生(ArachishypogaeaL.)属豆科一年生草本科植物,花生壳是其荚果外壳。据统计,我国花生在加工过程中每年将产生数百万吨花生壳,除了很少部分被用于饲料加工、食用菌栽培、药品生产外,绝大部分都被当作燃料使用或废弃物丢弃,资源利用率非常低t 。然而,研究表明花生壳中除含有碳水化合物和粗纤维外,还含有丰富的黄酮类 木犀草素(Luteolin)化合物。现代科学研究证明,木犀草素具有抗氧化、抗菌、抗病毒、抗癌症、抗衰老、抑制高血压高血脂及预防心血管疾病等多种药理作用 。因此,对花生壳中木犀草素的研究与利用越来越受到人们的重视,其在食品、医药、保健品和化妆品等领域也将具有广阔的应用前景 。目前花生壳中木犀草素的提取主要采用水浸提、碱性水浸提和乙醇提取嗍,这些方法常存在提取效率低的不足,因此对其提取方法还有待于进一步的研究。微波法辅助提取(Microwave assisted extraction,MAE) 系指利用利用介电损耗和离子传导的原理,根据不同结构物质吸收微波能力的差异,对某些组分选择性加热,可使被萃取物质从体系中分离而进入萃取剂中的方法。该方法具有质量稳定、产量大、选择性高、节省时间且溶剂用量少、能耗较低的优点。为此,本试验对微波法辅助提取应用于花生壳中木犀草素提取的相关参数进行了研究,并应用正交试验设计法对相关参数条件进行了优化筛选,以期优化筛选出花生壳中木犀草素微波法辅助提取的最佳提取工艺参数条件。 关键词:木犀草素 花生壳提取物 长沙上禾生物 微波提取 1仪器及试药 1.1仪器 R201L旋转蒸发仪(上海申生科技有限公司),DJ.02 粉碎机(上海淀久中药机械制造有限公司),温控式微波化学反应器(南京旋光科技有限公司),R201L旋转蒸发仪 (上海申生科技有限公司),Waters2487型高效液相色谱仪 (美国Waters公司),微量移液器(2z海求精生化试剂仪器有限公司)。 1.2试药 柠檬酸、95%vol乙醇均为分析纯(国药集团化学试剂有限公司);含量测定用磷酸、甲醇均为色谱纯(江苏汉邦科技有限公司);木犀草素标品(中国药品生物制品检定所,批号:14075.200907)。木犀草素(长沙上禾生物科技有限公司) 花生壳:花生果产于江苏省淮安市,手工剥壳,粉碎后备用。 木犀草素生产企业:长沙上禾生物 2试验方法与结果 2.1花生壳中木犀草素的微波辅助提取工艺将将花生壳药材粉碎至20~40目粉末备用。称取适量的花生壳粗粉置于提取容器中,向提取容器中加入一定量的60%vol乙醇水溶液,微波照射一定时间后,置于80℃恒温水浴锅中提取一定时间后,抽滤,滤渣重复提取2次数后,合并滤液,将滤液转至旋转蒸发仪中,于(65±5)oC条件下真空浓缩回收乙醇携带剂至半浸膏,取出半浸膏,于 (65±5)oC条件下真空干燥,干浸膏经粉碎后得木犀草素样品粉末。 2.2木犀草素含量测定 2.2.1色谱条件 色谱柱:Kromsil—C18柱(250mmx6mm,0.5 txm),流动相为甲醇.0.4%磷酸溶液(40:60),流速为1.0mL/min,柱温为 3OqC,进样量为10txL,检测波长(入)为350rimt“】。在该条件下能达到基线分离,其色谱图见图1。 2.2.2溶液配制 ① 对照品溶液的配制:精密称取木犀草素对照品 25.00mg,用适量甲醇溶解,转移至25mL棕色容量瓶中,用甲醇稀释至刻度,摇匀,得浓度为lmg/mL的木犀草素对照品溶液。 ②供试品溶液的配制:精密称取木犀草素样品10.00rag (m样品),用适量甲醇溶解,转移至10mL棕色容量瓶中,用甲醇稀释至刻度,摇匀,得供试品溶液。 2.2.3线性关系考察 准确吸取0.5mL、1.0mL、2.0mL、3.0mL、4.0mL、5.0mL木犀草素对照品溶液于50mL容量瓶中,用甲醇稀释至刻度,摇匀。按“2.2.1’颂色谱条件测定,以木犀草素峰面积积分值(Y)对木犀草素检测浓度进行线性回归,得回归方程为Y=205744X+4653(r=O.9994)。结果表明,木犀草素检测浓度在10 l00 咖L范围内与峰面积积分值呈良好线性关系。 2.2.4稳定性试验 按“2.2.1’色谱条件,对同一供试品溶液3h内每隔10min 进样测定1次。RSD=I.29%(n=18),表明木犀草素供试品溶液在3 h内稳定性较好。 2.2.5加样回收率试验 精密称取50.00mg已知含量的木犀草素样品9份,分别加入木犀草素对照品4.00mg,用适量甲醇溶解,转移至 100mL容量瓶中,用甲醇稀释至刻度,摇匀,取溶液适量,按“2.2.1”色谱条件测定。木犀草素平均回收率为99.14%, RSD=1.19% 。 2.2.6精密度试验 精密吸取木犀草素对照品溶液3.OmL,置于50mL容量瓶中,用甲醇稀释至刻度,摇匀。按‘2.2.1’色谱条件测定,重复进样5次。RSD=I.12% 5),表明仪器精密度良好。 2.2.7样品含量测定 按“2.2.1”色谱条件测定,将供试品溶液进样测定,将测定结果代入“2.2_3”项下回归方程计算供试品溶液中木犀草素含量,按下式计算样品中木犀草素含量。 C样 = ×100% m 2.3微波辅助提取花生壳中木犀草素的工艺筛选指标由于各试验所得木犀草素样品的含量(X)是考察木犀草素品质的主要指标,具有质量控制意义;而花生壳中 木犀草素样品的提取率(Y)在工业生产上具有经济控制意义,故对各提取工艺方法优化筛选的最终考察指标为 木犀草素样品含量x与木犀草素样品提取率Y的算术平均值Z。 2.4微波辅助提取花生壳中木犀草素的参数条件的筛选 2.4.1微波辅助提取花生壳中木犀草素的单因素试验考察根据预试验,得知影响微波辅助提取法提取花生壳中 木犀草素的主要因素有微波时间、料液比、提取时间。为了便于微波辅助提取法提取花生壳中木犀草素工艺优化试验的进行,试验对这些因素进行了单因素的影响考察。 (1)微波时间对花生壳中木犀草素微波辅助提取的影响按“2.1”提取工艺,控制提取条件为:按照料液(60%vol 乙醇)比为1:3(w/v),微波照射时间为0.5min、1.0min、 1.5min、2.0min、2.5min、3.0min、3.5min、4.0min,水浴锅中提取时间为2h,考察“微波时间对花生壳中木犀草素酶法辅助提取的影响”,试验结果见图2。 由图2可知,在保持其他条件不变的前提下,当微波时间小于2.0ram时,花生壳中木犀草素微波辅助提取的z值随微波时间的延长而逐渐增大,当微波时间为2.0mLn时z 值最大,为3.57%,但是,当微波时间大于2.0rnin时,z值却逐渐减小,微波时间为1.5min~2.5min~Z值变化显著,因此,本因素宜选择提取次数为1.5min、2.0min、2.5min 3个水平来应用正交试验进行进一步考察。 (2)料液比对花生壳中木犀草素微波辅助提取的影响按“2.1”提取工艺,控制提取条件为按照料液(60%vo1 乙醇)比为1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7(w/v),微波照射时间为1.5min,水浴锅中提取时间为2h,考察“料液比对花生壳中木犀草素酶法辅助提取的影响”,试验结果见图3。由图3可知,在其他因素不变的前提下,随着料液比的增加,提取的Z值逐渐增大,但是从曲线的变化趋势来看,当料液比大于1:4时提取Z值变化不明显,因此,从成本节约角度和工业化角度考虑,本因素宜选择料液比为1:4、l:5、1:6 3个水平来应用正交试验进行进一步考察。 (3)提取时间对花生壳中木犀草素微波辅助提取的影响按“2.1’’提取工艺,控制提取条件为按照料液(60%vol 乙醇)比为1:4(w/v),微波照射时间为1.5min,水浴锅中提取时间为0.5h、lh、2h、3h、4h、5h、6h、7h,考察“提取时间对花生壳中木犀草素酶法辅助提取的影响”,试验结果见图4 由图4可知,在保持其他条件不变的前提下,随着提取时间的延长,花生壳中木犀草素微波辅助提取的Z值逐渐增大,但从变化的趋势来看,当提取时间超过3h以后曲线较平坦,z值变化不大,从缩短提取时间上考虑,本 素宜选择提取时间为3h、4h、5h 3个水平来应用正交试验进行进一步考察。 2.4.2微波辅助提取花生壳中木犀草素工艺参数的正交试验考察 根据单因素试验结果,试验对影响微波辅助提取花生克:I1木犀草素的3个主要因素(微波时间、料液比、提取时问)各取3个水平,选用L (39正交表进行试验。各因素水平表见表l,正交试验设计及极差分析结果见表2,方差分析见表3。 从表2可知,极差数据:R >R2>R3,表明3个因素对花生壳中木犀草素提取影响大小顺序为A>B>C。表明花生壳中木犀草素提取的最佳提取工艺条件为A2B C:。表3的方差分析结果表明,A因素的PO.05,对试验结果影响不显著。 2.4.3工艺验证试验 按花生壳中木犀草素的微波辅助提取工艺和正交试验优化出最佳工艺参数条件,重复提取3批木犀草素样品,测定和计算z,以考察所筛选的工艺参数条件是否最佳。结果显示,3批木犀草素样品的z值分别为4.77%、4.74%、 4.82%,RSD=3.29%(n=3),均超过正交试验中的最大值,表明所筛选出的提取工艺参数条件为花生壳中木犀草素 微波辅助提取的最佳工艺条件,工艺的稳定性良好。 2.5花生壳中木犀草素的微波辅助提取与乙醇回流法提取的效果比较 对相同的花生壳原料,按“2.1”微波辅助提取工艺及 “2.4”筛选的最佳工艺条件,制备木犀草素样品;并同时按照乙醇回流 2]制备木犀草素样品。对1;1~2种提取工艺方法所得样品的含量()()、收率(Y)及综合评价指标(Z)以考察所筛选的工艺条件是否最佳。结果见表4。 从表4可知,微波辅助提取工艺提取花生壳中木犀草素其样品品质远高于乙醇回流法,含量为乙醇回流法的8.62倍,其综合评价指标(z)为后者的4.53倍。 3小结与讨论 3.1由表2的极差分析结果可以看出,花生壳中木犀草素 微波辅助提取的最佳工艺条件为A2B,C:,即微波时间为 2.0min,料液比为1:6,提取时间为4h。由表3的方差分析结果得出,A因素对试验结果影响显著。工艺验证试验表明,试验优化出的工艺参数条件为花生壳中木犀草素微波辅助提取的最佳工艺条件,工艺的稳定性良好。此外,由表4 的试验结果可以看出,筛选出的工艺方法明显优于乙醇回流提取的文献方法,表明试验所筛选的工艺方法在木犀草素的实际提取中可行,值得推广应用。 3.2微波处理时间对花生壳中木犀草素的提取有很大影响,时间短有效成分在溶剂中不能达到平衡,溶解量小,提取效果较差;微波处理时间过长木犀草素会分解转化,提取效果同样较差,提取量低。此外,本次试验由于受条件的限制对微波功率未考察,对此有待于进一步研究。 木犀草素生产企业:长沙上禾生物 www.staherb.com |