賈霖,黃國清,肖軍霞
(青島農(nóng)業(yè)大學食品科學與工程學院,山東 青島 266109)
金銀花為忍冬科植物忍冬(Lonicera japonica Thumb.)、紅腺忍冬(L.hypoglauca Miq)、山銀花(L.confusa DC)或毛花柱忍冬(L.dasystyla Rehd)的干燥花蕾或帶初開的花[1]。金銀花商品藥材主要來源為栽培品種,河南、山東是傳統(tǒng)的金銀花產(chǎn)地和栽培地。金銀花為臨床常用中藥,具有清熱解毒,涼散風熱之攻效,主治癰腫療瘡、喉痹、丹毒、熱毒血痢、風熱感冒、溫病發(fā)勢等[2]。而黃酮類化合物是金銀花的主要成分[3]。本文利用乙醇回流浸提法對金銀花中的黃酮類物質(zhì)進行提取,借助于正交試驗,研究金銀花中黃酮類化合物的最佳提取工藝,為金銀花中有效成分的提取提供理論基礎。
金銀花:購于青島同方藥業(yè)。無水乙醇,氫氧化鈉,亞硝酸鈉,硝酸鋁,氫氧化鈣等均為分析純。
SHZ—III 型真空循環(huán)水真空泵,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀RE—52B:上海亞榮生化儀器廠;UV—2000 紫外分光光度計:上海尤尼科儀器有限公司;分析天平:上海奧豪斯公司。
1.3.1 黃酮的提取工藝
金銀花→干燥→粉碎→乙醇回流→抽濾→減壓濃縮→定容測定吸光度→計算總黃酮類物質(zhì)的含量
1.3.2 黃酮含量的分析檢測方法
參考丁利君等的方法:用乙醇溶解蘆丁標準試劑,取不同體積的蘆丁標準液,加入NaNO2、Al(NO3)3和NaOH,于波長500 nm 處測定,試劑為空白,測得不同濃度下的吸光度值,制作標準曲線。
1.3.3 不同因素對金銀花黃酮提取量的影響
取適量金銀花經(jīng)過干燥粉碎之后,選用一定體積分數(shù)的乙醇回流提取一段時間,抽濾,將濾液減壓濃縮,根據(jù)1.3.2 方法測定金銀花黃酮提取量。試驗中通過調(diào)整乙醇體積分數(shù)、浸提溫度、料液比和浸提時間[5-8]來分析不同因素對黃酮提取量的影響。
1.3.4 金銀花黃酮提取優(yōu)化試驗
選定乙醇體積分數(shù)、浸提溫度、料液比3 個因素,設計了三因素三水平的正交試驗來優(yōu)化金銀花黃酮提取的工藝參數(shù),其正交試驗因素水平見表1。
表1 正交試驗因素水平表Table 1 Factors and levels of orthogonal test
2.1.1 乙醇體積分數(shù)對黃酮提取量的影響
稱取金銀花粉末5.0 g,選取乙醇體積分數(shù)20%、40%、60%、80%、100%以1∶10 g/mL 的料液比在70 ℃回流浸提1 次,時間為2 h。乙醇體積分數(shù)對黃酮提取量的影響見圖1。
圖1 乙醇體積分數(shù)對黃酮提取量的影響Fig.1 Effect of alcohol volume fraction on the yield of flavonoids
隨著乙醇體積分數(shù)的增加,黃酮提取率也相應提高,最大值為7.1%,但乙醇體積分數(shù)超過80%后,黃酮提取率反而降低。這可能是由于高濃度的乙醇限制了某些黃酮類物質(zhì)的溶出。
2.1.2 浸提溫度對黃酮提取量的影響
稱取金銀花粉末5.0 g,選取提取溫度為20、40、60、80、100 ℃,乙醇體積分數(shù)80 %,料液比1∶10 g/mL,浸提1 次,時間為2 h。浸提溫度對黃酮提取量的影響結果見圖2。
黃酮提取最大值為6.8%,由于黃酮類化合物是一種天然的抗氧化劑,故其本身易在高溫下氧化。由圖2 可知,當溫度在60 ℃~80 ℃之間時黃酮的提取率最高,超過80 ℃黃酮的提取率則下降,這可能是由于在高溫下黃酮被部分氧化了的原因。
圖2 溫度對黃酮提取量的影響Fig.2 Effect of temperature on the content of flavonoids extracted
2.1.3 料液比對黃酮提取量的影響
稱取金銀花粉末5.0 g,選取料液比1∶5、1∶10、1∶15、1∶20、1∶25 g/mL,乙醇體積分數(shù)80%,70 ℃下浸提1 次,浸提時間2 h。料液比對黃酮提取量的影響結果見圖3。
圖3 料液比對黃酮提取量的影響Fig.3 Effect of material/solvent ratio on the content of flavonoids extracted
黃酮類化合物提取方法中傳統(tǒng)的溶劑有水和有機溶劑,而有機溶劑中最常用的又是乙醇和甲醇。在用溶劑提取時,適當加大料液比,可將更多的被提取物質(zhì)提取出來。用乙醇提取金銀花中的黃酮時,隨著料液比的加大,黃酮提取率也加大,但當料液比超過1∶15 g/mL 時,黃酮的提取率增加不大,提取率最大值為7.1%。
2.1.4 浸提時間對黃酮提取量的影響
稱取金銀花粉末5.0 g,選取提取時間1、2、3、4、5 h,乙醇體積分數(shù)80%,料液比1∶10 g/mL,70 ℃下浸提1 次。浸提時間對黃酮提取量的影響結果見圖4,隨著溶劑在金銀花中的滲入,黃酮類化合物溶于有機溶劑而被提取出來。適當?shù)脑黾咏釙r間,可使被提取物質(zhì)更多的溶出。
由圖4 可見,在當提取時間為1 h~4 h 時,黃酮提取率最高達到5.11%;當提取時間超過4 h,由于黃酮長時間暴露在70 ℃的溫度下,黃酮被部分氧化,從而導致提取率降低。
圖4 浸提時間對黃酮提取量的影響Fig.4 Effect of time on the content of flavonoids extracted
利用乙醇提取金銀花中黃酮類化合物的正交試驗結果見表2。
表2 正交試驗結果Table 2 Results of orthogonal test
經(jīng)正交試驗結果(表2)分析表明,利用乙醇提取金銀中的黃酮類物質(zhì)時,上面的三種因素影響的順序為C﹥A﹥B,最佳組合為A1B1C2。即,極差最大的是料液比C,以第2 水平料液比1∶15 g/mL 為優(yōu);其次是浸提溫度,第1 水平和第3 水平差異較小,即浸提溫度60 ℃和浸提溫度80 ℃所得茶多酚含量差異不大,但第1 水平溫度較低,所以浸提溫度以60 ℃為優(yōu);極差最小的是乙醇體積分數(shù),以60%為優(yōu)。
三因素的最優(yōu)水平組合為A1B1C2,即浸提溫度60 ℃,乙醇體積分數(shù)60%,料液比1∶15 g/mL。正交試驗中黃酮提取率最高的是7 號試驗:即A3B1C3,提取溫度為80 ℃,乙醇體積分數(shù)為60 %,料液比為1∶20 g/mL,雖然適當提高浸提溫度,加大料液比可以提高黃酮的提取量,但從節(jié)能及節(jié)約的角度看,金銀花中黃酮提取的最佳浸提條件為:浸提溫度60 ℃,乙醇體積分數(shù)60%,料液比1∶15 g/mL,浸提時間4 h,。利用試驗所得黃酮提取的最佳工藝對金銀花中的黃酮含量進行測定,其提取率達到10.49%。
本研究通過乙醇回流提取金銀花中黃酮類化合物,通過單因素試驗研究了乙醇體積分數(shù)、浸提溫度、浸提時間和料液比對黃酮浸提量的影響,并采用正交試驗得到提取黃酮的最佳工藝,即金銀花中黃酮類化合物的最優(yōu)浸提條件是60 %的乙醇,料液比1∶15 g/mL,提取時間4 h,浸提溫度60 ℃,浸提1 次時黃酮提取量可達到10.49%。
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