楊秀全 王紹云 周江菊
[摘 要]研究黔東南甜藤水溶性總黃酮最佳提取工藝、含量測(cè)定及動(dòng)態(tài)變化規(guī)律,為其作為保健食材資源的開(kāi)發(fā)利用提供理論依據(jù)。以水為溶劑,在一定水浴溫度下,超聲提取甜藤中總黃酮,用分光光度法測(cè)定水溶性總黃酮的含量。通過(guò)單因素試驗(yàn),再正交試驗(yàn)優(yōu)化甜藤中水溶性黃酮最佳提取條件。甜藤中水溶性總黃酮的最佳提取工藝條件為:液料比為25 : 1,浸泡時(shí)間為110 min,超聲時(shí)間為60 min,水浴溫度為45 ℃,此條件下甜藤水溶性總黃酮得率為0.71%。黔東南不同地方的甜藤中水溶性總黃酮含量有較大的差別,以日照較長(zhǎng)的南部榕江縣的含量最高。不同季節(jié)甜藤莖中水溶性總黃酮的含量不同,12月采集的甜藤莖總黃酮含量最高。甜藤不同器官中黃酮類化合物的積累也不同,葉>果>莖。
[關(guān)鍵詞]黔東南;甜藤;總黃酮;含量測(cè)定;采收期
[中圖分類號(hào)]Q946 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A
甜藤Paederia Scandens (Lour) Meer為茜草科雞屎藤屬草本植物,別名甜藤(貴州黔東南)、雞屎藤、牛皮凍、狗屁藤,香藤,國(guó)內(nèi)外均有分布,在我國(guó)主要分布于長(zhǎng)江流域及其南部地區(qū),是傳統(tǒng)的中藥材。臨床上主要用于治療風(fēng)濕疼痛、胃腸疾病、骯腹疼痛、腎病、降脂降血糖、白血病及其他疑難雜癥,近年研究發(fā)現(xiàn)甜藤水提取液具有較強(qiáng)的抑菌作用,用于治療消化系統(tǒng)疾病療效獨(dú)特。甜藤的主要有效成分有環(huán)烯醚萜類、黃酮類、糖、多糖、氨基酸、抗壞血酸及其甙類、揮發(fā)油等多種天然產(chǎn)物,具有抗氧化、抗菌、消炎、抗腫瘤、保腎、鎮(zhèn)痛、降脂、降尿酸等藥理作用。甜藤不僅藥用,還是許多地區(qū)傳統(tǒng)特色美食的料理材料,貴州黔東南的 “甜藤粑”“侗果”,廣東的“雞藤煲老鴨”,海南的“雞屎香粑”等特色美食。貴州黔東南傳統(tǒng)特色食品甜藤粑和侗果制作的主要原料之一是甜藤莖的水提取液。
而大量文獻(xiàn)證實(shí)植物黃酮類化合物具有廣泛的生物活性,具有抗氧化作用,抗菌、消炎、抗癌、調(diào)整免疫系統(tǒng)和內(nèi)分泌等多種醫(yī)療保健功能,已經(jīng)應(yīng)用到保健品、藥品、食品和化妝品等領(lǐng)域。
對(duì)于甜藤的研究主要集中在化學(xué)成分和臨床應(yīng)用,而有關(guān)甜藤植物中黃酮類化合物的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。黔東南產(chǎn)甜藤中黃酮類化合物的研究尚未見(jiàn)報(bào)道。通過(guò)參考相關(guān)文獻(xiàn),探究黔東南甜藤水溶性黃酮類化合物最佳提取工藝、含量測(cè)定及動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行研究,為進(jìn)一步深層次發(fā)掘黔東南甜藤植物在保健食材資源的開(kāi)發(fā)利用提供理論依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 材料與試劑
材料:甜藤(莖、葉及果)樣品,2016年1月——2016年12月采于黔東南地區(qū)。將其洗凈,瀝干水分,置于50 ℃下干燥箱中干燥至恒重,粉碎,過(guò)40目篩,為試驗(yàn)用甜藤樣品原料。
對(duì)照品蘆?。?9.0%,中國(guó)生物制品檢驗(yàn)所);乙醇、亞硝酸鈉、氯化鋁、氫氧化鈉,均為分析純;試驗(yàn)用水均為蒸餾水。
1.2 儀器
UV-2550 紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)(日本島津公司),SK2510LHC型超聲波公司清洗器(上??茖?dǎo)超聲儀器有限),AR2140型電子分析天平(奧斯國(guó)際貿(mào)易(上海)有限公司),ZK-82A型真空干燥箱(上海市實(shí)驗(yàn)儀器廠),TD5M型低速離心機(jī)(長(zhǎng)沙湘智離心機(jī)儀器有限公司),WK-1000A小型高速粉碎機(jī)(青州市精誠(chéng)醫(yī)藥裝備制造有限公司),其它玻璃儀器。
1.3 試驗(yàn)方法
1.3.1 蘆丁對(duì)照品溶液的制備
準(zhǔn)確稱取20.0 mg蘆丁對(duì)照品于小燒杯中用30%乙醇溶解,定量轉(zhuǎn)移至50 mL棕色量瓶中,定容,搖勻,配制成0.4 mg/ mL的蘆丁標(biāo)準(zhǔn)液,避光保存,備用。
1.3.2 供試品溶液的制備
取甜藤莖(或葉)粉末約3 g,稱準(zhǔn)至0.001 g,按照液料比為25: 1(提取溶劑為蒸餾水),置于250 mL錐形瓶中,用保鮮膜蓋住瓶口,稱量并記下質(zhì)量,浸泡110 min,在超聲頻率59 kHz、功率100 W、水浴溫度為45 ℃下超聲提取60 min,取出,冷卻至室溫,再補(bǔ)重,將其轉(zhuǎn)移到離心管,離心10 min(4000 r/ min),過(guò)濾,取續(xù)濾液,靜置,避光保存,待測(cè)。
1.3.3 以水為提取溶劑,甜藤中總黃酮提取工藝優(yōu)化
取同一批次甜藤莖粉末約3 g,每份準(zhǔn)確至0.001 g,于250 mL錐形瓶中,按一定的液料比加入蒸餾水,混勻,蓋上保鮮膜,稱量,固定超聲頻率59 kHz和功率100 W下進(jìn)行超聲提取甜藤中水溶性黃酮類化合物。分別考察液料比、浸泡時(shí)間、超聲提取時(shí)間、超聲水浴溫度對(duì)黃酮類化合物提取效果的影響。在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上,再進(jìn)行正交試驗(yàn),優(yōu)化以水為溶劑超聲提取總黃酮的最佳工藝。
1.3.4 方法學(xué)考察
1.3.4.1 檢測(cè)波長(zhǎng)的確定。用移液管精密量取蘆丁對(duì)照品溶液、供試品溶液各適量,分別置于25 mL容量瓶中,按1.3.4.2項(xiàng)下方法操作顯色后,在400 nm~600 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)掃描,以確定檢測(cè)波長(zhǎng)。
1.3.4.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線及線性范圍試驗(yàn)。精密量取蘆丁對(duì)照品溶液(濃度為0.4 mg/ mL),0.00 mL、1.00 mL、1.50 mL、2.00 mL、2.50 mL、3.00 mL于25 mL容量瓶,分別向其加入30%乙醇溶液至10 mL,加入5%亞硝酸鈉溶液0.3 mL,搖勻,靜置10 min,再加入10%氯化鋁溶液0.3 mL,搖勻,靜置10 min,再加入5%氫氧化鈉溶液4.0 mL,加入蒸餾水至刻度線,搖勻,靜置15 min。以0.00號(hào)作空白對(duì)照,于波長(zhǎng)515 nm處測(cè)吸光度,以蘆丁對(duì)照品溶液質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo),吸光度為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。
1.3.4.3 精密度試驗(yàn)。取2.00 mL蘆丁對(duì)照品溶液(質(zhì)量濃度為0.4 mg/ mL)于25 mL容量瓶中,按1.3.4.2項(xiàng)操作顯色后,于515 nm處重復(fù)測(cè)定6次,測(cè)定吸光度值,計(jì)算吸光度值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD值)。
1.3.4.4 穩(wěn)定性試驗(yàn)。黃酮易被氧化,穩(wěn)定性試驗(yàn)為了確保實(shí)驗(yàn)誤差在允許的范圍。分別取甜藤葉、莖粉末約3 g,準(zhǔn)確稱定至0.001g,按1.3.2項(xiàng)方法制備供試品溶液,用錫箔紙包裹裝有提取液的試劑瓶,避光保存于溫度為4 ℃冰箱中,分別在0.5、1.0、2.0、4.0、8.0、16.0 、24.0 h下,每次量取供試品溶液3.00 mL置25 mL的容量瓶中,按1.3.4.2項(xiàng)方法操作顯色后于515 nm處測(cè)吸光度值,計(jì)算吸光度值的RSD。
1.3.4.5 重復(fù)性試驗(yàn)。取同一批樣品葉、莖粉末各3份,每份約3 g,按1.3.2項(xiàng)方法制備供試溶,取一定量供試溶按1.3.4.2項(xiàng)方法操作顯色后于515 nm處測(cè)吸光度值,用外標(biāo)法計(jì)算樣品中總黃酮含量。
1.3.4.6 加樣回收率試驗(yàn)。取甜藤莖(或葉)樣品約3g,準(zhǔn)確稱定至0.001g,按1.3.2項(xiàng)制備提取液,取9支25 mL容量瓶,編號(hào)(1、2、3、4、5、6、7、8、9),向9支容量瓶中分別加入1.00 mL提取液,再向1、2、3號(hào)容量瓶中加入1.00 mL0.4 mg/ mL蘆丁對(duì)照品溶液,向4、5、6號(hào)容量瓶加入2.00 mL0.4 mg/ mL蘆丁對(duì)照品溶液,向7、8、9號(hào)容量瓶加入3.00 mL0.4 mg/ mL蘆丁對(duì)照品溶液,按1.3.4.2項(xiàng)下方法操作,于515 nm處測(cè)定吸光度值,計(jì)算回收率。
1.3.5 樣品中水溶性總黃酮含量的測(cè)定
取甜藤樣品約3g,準(zhǔn)確稱定至0.001g,按1.3.2項(xiàng)制備提取液,按1.3.4.2項(xiàng)下方法操作,于515 nm處測(cè)定吸光度值,用外標(biāo)法計(jì)算樣品中總黃酮的含量。
2 結(jié)果與分析
2.1 單因素試驗(yàn)
2.1.1 探究液料比對(duì)甜藤水溶性總黃酮提取效果的影響
室溫下浸泡30 min后,在水浴溫度為35 ℃,超聲提取時(shí)間40 min條件下,考察液料比對(duì)水溶性黃酮類化合物提取效果的影響,結(jié)果見(jiàn)如圖1,結(jié)果表明,液料比為20時(shí)黃酮得率最高,故選擇15、20、25三個(gè)水平進(jìn)行正交試驗(yàn)。
2.1.2 探究浸泡時(shí)間對(duì)甜藤水溶性總黃酮提取效果的影響
按液料比為20,室溫下浸泡一定時(shí)間后,在水浴溫度為35 ℃,超聲提取時(shí)間40 min條件下,考察浸泡時(shí)間對(duì)水溶性黃酮類化合物提取效果的影響,結(jié)果見(jiàn)圖2,結(jié)果表明,浸泡時(shí)間60 min后黃酮得率趨于平緩,選擇以60min、90min、110min三個(gè)水平進(jìn)行正交試驗(yàn)。
2.1.3 探究超聲時(shí)間對(duì)甜藤水溶性總黃酮提取效果的影響
按液料比為20,室溫下浸泡30 min后,在水浴溫度為35 ℃條件下,超聲提取一定時(shí)間,考察超聲時(shí)間對(duì)水溶性黃酮類化合物提取效果的影響,結(jié)果見(jiàn)圖3,超聲時(shí)間為80 min時(shí)黃酮得率最高,隨著超聲時(shí)間的延長(zhǎng),黃酮得率反而略有降低,可能因?yàn)槌晻r(shí)間較長(zhǎng)局部溫度過(guò)高,導(dǎo)致穩(wěn)定性較差的黃酮成分被破壞。選擇60 min、80 min、100 min三個(gè)水平做正交試驗(yàn)。
2.1.4 探究超聲水浴溫度對(duì)甜藤水溶性總黃酮提取效果的影響
按液料比為20,室溫下浸泡30 min后,在一定水浴溫度下,超聲提取40 min,考察超聲水浴溫度對(duì)水溶性黃酮類化合物提取效果的影響,結(jié)果見(jiàn)圖4,從圖可見(jiàn),水浴溫度為55 ℃時(shí)黃酮得率最高,隨著水浴溫度的升高,黃酮得率逐漸下降,說(shuō)明有些黃酮成分高溫時(shí)穩(wěn)定性降低。選擇以45 ℃、55 ℃、65 ℃三個(gè)水平進(jìn)行正交試驗(yàn)。
2.2 正交試驗(yàn)
通過(guò)以上單因素試驗(yàn)對(duì)甜藤水溶性總黃酮提取效果探究上,以液料比(A)、浸泡時(shí)間(B)、超聲時(shí)間(C)、水浴溫度(D)設(shè)計(jì)正交試驗(yàn),設(shè)計(jì)因素如表1,正交試驗(yàn)結(jié)果如表2。
由表2,根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果并進(jìn)行極差分析,四個(gè)因素對(duì)甜藤水溶性黃酮提取效果影響依次為:水浴溫度(D)> 液料比>(A)浸泡時(shí)間(B)> 超聲時(shí)間(C)。通過(guò)正交試驗(yàn)直觀的分析,提取甜藤總黃酮最佳條件為A3B3C1D1,即為液料比為25 : 1、浸泡時(shí)間為110 min、超聲時(shí)間為60 min、水浴溫度為45 ℃。
2.3 方法學(xué)考察結(jié)果
2.3.1 檢測(cè)波長(zhǎng)的確定。結(jié)果對(duì)照品蘆丁溶液經(jīng)顯色后在515 nm處有最大吸收,供試品溶液經(jīng)顯色后在515 nm處也有較強(qiáng)的吸收,故確定515 nm為測(cè)定波長(zhǎng),以提高測(cè)定結(jié)果的靈敏度。
2.3.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線及線性范圍試驗(yàn)。以吸光度值(A)對(duì)蘆丁對(duì)照品質(zhì)量濃度(C)的進(jìn)行線性回歸,其方程為A = 10.057 C+0.0026,r=0.9997, 說(shuō)明蘆丁對(duì)照品溶液質(zhì)量濃度在0.016~0.048 mg /mL范圍內(nèi)與吸光值具有良好的線性關(guān)系。
2.3.3 精密度試驗(yàn)。測(cè)得吸光度值的RSD為0.5%,表明儀器精密度良好。
2.3.4 穩(wěn)定性試驗(yàn)。分別測(cè)得吸光度值的RSD為2.6%(葉)、1.9%(莖),表明葉和莖的提取溶液在24 h內(nèi)穩(wěn)定。
2.3.5 重復(fù)性試驗(yàn)。以黎平產(chǎn)甜藤為供試品(9月份采),測(cè)得甜藤葉、莖中水溶性總黃酮得率分別為2.23%、0.22%;RSD分別為2.8%、1.5%。表明方法的重現(xiàn)性較好。
2.3.6 加樣回收率試驗(yàn)。用甜藤葉加樣回收率試驗(yàn),結(jié)果見(jiàn)表4,結(jié)果的RSD = 3.26%。用同樣方法,測(cè)得甜藤莖樣品加樣回收試驗(yàn),結(jié)果的RSD = 2.17%,表明測(cè)定方法的準(zhǔn)確度比較高。
2.4 樣品含量的測(cè)定
2.4.1 黔東南不同地方甜藤莖中水溶性總黃酮的含量
2016年2月采甜藤莖樣品,按前述方法處理樣品、提取及測(cè)定,結(jié)果見(jiàn)表4。
由表4結(jié)果可知,同季節(jié)不同產(chǎn)地的甜藤莖中水溶性總黃酮的含量差異較大,從江甜藤莖中水溶性總黃酮的含量最高為0.71%。
2.4.2 不同采收期甜藤莖樣品的總黃酮含量變化
采集黎平產(chǎn)地不同采收期(每月中旬采集)的甜藤莖,按前述方法處理樣品、提取及測(cè)定,結(jié)果見(jiàn)圖5。
由圖5可知,在一年的生長(zhǎng)期中,甜藤莖中水溶性總黃酮含量在12月初~1月中旬達(dá)到最高為0.79 %,含量最高,從1 ~ 7月持續(xù)下降,最低值為0.11 %;又從8~12月持續(xù)上升。其中,2 ~ 5月和6 ~ 9月的黃酮含量差異不大,趨勢(shì)圖平緩。通過(guò)試驗(yàn)得出,以水溶性黃酮含量為標(biāo)準(zhǔn),甜藤莖最佳采收期應(yīng)為12月至1月。
2.4.3 甜藤不同部位的水溶性總黃酮含量比較
取同一產(chǎn)地同采收期(9月份)不同部位的甜藤樣品,按前述方法處理樣品、提取及測(cè)定,結(jié)果見(jiàn)表5。
3 結(jié)論與討論
(1)以水為提取溶劑,超聲提取甜藤莖中水溶性總黃酮的最佳條件是:液料比為25 : 1、浸泡時(shí)間為110 min、超聲時(shí)間為60 min、水浴溫度為45 ℃。此條件下測(cè)得黔東南部分地區(qū)(主要是侗族地區(qū))野生甜藤中水溶性總黃酮得率,結(jié)果顯示,不同地方含量不同,以從江、榕江及黎平的含量較高。黃酮類化合物受環(huán)境因素影響較大,光照條件是主要因素,受光越充足,黃酮含量越高,從江、榕江及黎平位于黔東南的南部年均日照時(shí)較其他地方要長(zhǎng)。
(2)不同季節(jié)甜藤中水溶性總黃酮的含量不同,12月采集的甜藤莖黃酮的含量最高。分析其原因主要是:一方面,甜藤是一種蔓性草質(zhì)藤本植物,生長(zhǎng)初莖部色綠柔軟,可以進(jìn)行光合作用和次生代謝,從而參與植株到代謝過(guò)程,形成的次生代謝產(chǎn)物較多,故此時(shí)莖部的黃酮含量較高,但隨著植株的生長(zhǎng),逐漸木質(zhì)化,不再或很少參與到植株的代謝過(guò)程,因此從1月份開(kāi)始至9月時(shí),其含量也隨著逐漸降低,同時(shí)全株為滿足生長(zhǎng)的需要,形成的初生代謝產(chǎn)物主要提供給其營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng),初生代謝產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為次生代謝產(chǎn)物(如黃酮)的量相對(duì)較少,故6月~9月是黃酮含量的低谷期;到了秋冬季節(jié),各組織發(fā)育成熟,植株生長(zhǎng)緩慢,光合作用、呼吸作用變?nèi)酰紊x物很少或沒(méi)有發(fā)生轉(zhuǎn)移或降解,卻累積在莖部組織中,故使黃酮含量逐漸升高,另一方面,黃酮在植物中的積累還受光照時(shí)長(zhǎng)、溫度等影響較大,夏季光照最強(qiáng),黃酮合成逐漸積累,從9月~12月甜藤中的黃酮含量明顯持續(xù)上升,從而形成12月黃酮含量的高峰期。
(3)甜藤葉、果、莖中水溶性總黃酮含量差別較大,葉>果>莖。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析,這與各部位的光合作用強(qiáng)度有關(guān),葉受光充足且光合作用強(qiáng),與文獻(xiàn)研究結(jié)論一致。
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