花生殼中木犀草素的微波輔助提取工藝研究 |
發(fā)布時(shí)間:2015-09-29 信息來(lái)源:admin 發(fā)布人:admin 點(diǎn)擊次數(shù):2043 |
花生(ArachishypogaeaL.)屬豆科一年生草本科植物,花生殼是其莢果外殼。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)花生在加工過(guò)程中每年將產(chǎn)生數(shù)百萬(wàn)噸花生殼,除了很少部分被用于飼料加工、食用菌栽培、藥品生產(chǎn)外,絕大部分都被當(dāng)作燃料使用或廢棄物丟棄,資源利用率非常低t 。然而,研究表明花生殼中除含有碳水化合物和粗纖維外,還含有豐富的黃酮類 木犀草素(Luteolin)化合物,F(xiàn)代科學(xué)研究證明,木犀草素具有抗氧化、抗菌、抗病毒、抗癌癥、抗衰老、抑制高血壓高血脂及預(yù)防心血管疾病等多種藥理作用 。因此,對(duì)花生殼中木犀草素的研究與利用越來(lái)越受到人們的重視,其在食品、醫(yī)藥、保健品和化妝品等領(lǐng)域也將具有廣闊的應(yīng)用前景 。目前花生殼中木犀草素的提取主要采用水浸提、堿性水浸提和乙醇提取嗍,這些方法常存在提取效率低的不足,因此對(duì)其提取方法還有待于進(jìn)一步的研究。微波法輔助提取(Microwave assisted extraction,MAE) 系指利用利用介電損耗和離子傳導(dǎo)的原理,根據(jù)不同結(jié)構(gòu)物質(zhì)吸收微波能力的差異,對(duì)某些組分選擇性加熱,可使被萃取物質(zhì)從體系中分離而進(jìn)入萃取劑中的方法。該方法具有質(zhì)量穩(wěn)定、產(chǎn)量大、選擇性高、節(jié)省時(shí)間且溶劑用量少、能耗較低的優(yōu)點(diǎn)。為此,本試驗(yàn)對(duì)微波法輔助提取應(yīng)用于花生殼中木犀草素提取的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了研究,并應(yīng)用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法對(duì)相關(guān)參數(shù)條件進(jìn)行了優(yōu)化篩選,以期優(yōu)化篩選出花生殼中木犀草素微波法輔助提取的最佳提取工藝參數(shù)條件。 關(guān)鍵詞:木犀草素 花生殼提取物 長(zhǎng)沙上禾生物 微波提取 1儀器及試藥 1.1儀器 R201L旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(上海申生科技有限公司),DJ.02 粉碎機(jī)(上海淀久中藥機(jī)械制造有限公司),溫控式微波化學(xué)反應(yīng)器(南京旋光科技有限公司),R201L旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 (上海申生科技有限公司),Waters2487型高效液相色譜儀 (美國(guó)Waters公司),微量移液器(2z海求精生化試劑儀器有限公司)。 1.2試藥 檸檬酸、95%vol乙醇均為分析純(國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司);含量測(cè)定用磷酸、甲醇均為色譜純(江蘇漢邦科技有限公司);木犀草素標(biāo)品(中國(guó)藥品生物制品檢定所,批號(hào):14075.200907)。木犀草素(長(zhǎng)沙上禾生物科技有限公司) 花生殼:花生果產(chǎn)于江蘇省淮安市,手工剝殼,粉碎后備用。 木犀草素生產(chǎn)企業(yè):長(zhǎng)沙上禾生物 2試驗(yàn)方法與結(jié)果 2.1花生殼中木犀草素的微波輔助提取工藝將將花生殼藥材粉碎至20~40目粉末備用。稱取適量的花生殼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,微波照射一定時(shí)間后,置于80℃恒溫水浴鍋中提取一定時(shí)間后,抽濾,濾渣重復(fù)提取2次數(shù)后,合并濾液,將濾液轉(zhuǎn)至旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中,于(65±5)oC條件下真空濃縮回收乙醇攜帶劑至半浸膏,取出半浸膏,于 (65±5)oC條件下真空干燥,干浸膏經(jīng)粉碎后得木犀草素樣品粉末。 2.2木犀草素含量測(cè)定 2.2.1色譜條件 色譜柱:Kromsil—C18柱(250mmx6mm,0.5 txm),流動(dòng)相為甲醇.0.4%磷酸溶液(40:60),流速為1.0mL/min,柱溫為 3OqC,進(jìn)樣量為10txL,檢測(cè)波長(zhǎng)(入)為350rimt“】。在該條件下能達(dá)到基線分離,其色譜圖見(jiàn)圖1。 2.2.2溶液配制 ① 對(duì)照品溶液的配制:精密稱取木犀草素對(duì)照品 25.00mg,用適量甲醇溶解,轉(zhuǎn)移至25mL棕色容量瓶中,用甲醇稀釋至刻度,搖勻,得濃度為lmg/mL的木犀草素對(duì)照品溶液。 ②供試品溶液的配制:精密稱取木犀草素樣品10.00rag (m樣品),用適量甲醇溶解,轉(zhuǎn)移至10mL棕色容量瓶中,用甲醇稀釋至刻度,搖勻,得供試品溶液。 2.2.3線性關(guān)系考察 準(zhǔn)確吸取0.5mL、1.0mL、2.0mL、3.0mL、4.0mL、5.0mL木犀草素對(duì)照品溶液于50mL容量瓶中,用甲醇稀釋至刻度,搖勻。按“2.2.1’頌色譜條件測(cè)定,以木犀草素峰面積積分值(Y)對(duì)木犀草素檢測(cè)濃度進(jìn)行線性回歸,得回歸方程為Y=205744X+4653(r=O.9994)。結(jié)果表明,木犀草素檢測(cè)濃度在10 l00 咖L范圍內(nèi)與峰面積積分值呈良好線性關(guān)系。 2.2.4穩(wěn)定性試驗(yàn) 按“2.2.1’色譜條件,對(duì)同一供試品溶液3h內(nèi)每隔10min 進(jìn)樣測(cè)定1次。RSD=I.29%(n=18),表明木犀草素供試品溶液在3 h內(nèi)穩(wěn)定性較好。 2.2.5加樣回收率試驗(yàn) 精密稱取50.00mg已知含量的木犀草素樣品9份,分別加入木犀草素對(duì)照品4.00mg,用適量甲醇溶解,轉(zhuǎn)移至 100mL容量瓶中,用甲醇稀釋至刻度,搖勻,取溶液適量,按“2.2.1”色譜條件測(cè)定。木犀草素平均回收率為99.14%, RSD=1.19% 。 2.2.6精密度試驗(yàn) 精密吸取木犀草素對(duì)照品溶液3.OmL,置于50mL容量瓶中,用甲醇稀釋至刻度,搖勻。按‘2.2.1’色譜條件測(cè)定,重復(fù)進(jìn)樣5次。RSD=I.12% 5),表明儀器精密度良好。 2.2.7樣品含量測(cè)定 按“2.2.1”色譜條件測(cè)定,將供試品溶液進(jìn)樣測(cè)定,將測(cè)定結(jié)果代入“2.2_3”項(xiàng)下回歸方程計(jì)算供試品溶液中木犀草素含量,按下式計(jì)算樣品中木犀草素含量。 C樣 = ×100% m 2.3微波輔助提取花生殼中木犀草素的工藝篩選指標(biāo)由于各試驗(yàn)所得木犀草素樣品的含量(X)是考察木犀草素品質(zhì)的主要指標(biāo),具有質(zhì)量控制意義;而花生殼中 木犀草素樣品的提取率(Y)在工業(yè)生產(chǎn)上具有經(jīng)濟(jì)控制意義,故對(duì)各提取工藝方法優(yōu)化篩選的最終考察指標(biāo)為 木犀草素樣品含量x與木犀草素樣品提取率Y的算術(shù)平均值Z。 2.4微波輔助提取花生殼中木犀草素的參數(shù)條件的篩選 2.4.1微波輔助提取花生殼中木犀草素的單因素試驗(yàn)考察根據(jù)預(yù)試驗(yàn),得知影響微波輔助提取法提取花生殼中 木犀草素的主要因素有微波時(shí)間、料液比、提取時(shí)間。為了便于微波輔助提取法提取花生殼中木犀草素工藝優(yōu)化試驗(yàn)的進(jìn)行,試驗(yàn)對(duì)這些因素進(jìn)行了單因素的影響考察。 (1)微波時(shí)間對(duì)花生殼中木犀草素微波輔助提取的影響按“2.1”提取工藝,控制提取條件為:按照料液(60%vol 乙醇)比為1:3(w/v),微波照射時(shí)間為0.5min、1.0min、 1.5min、2.0min、2.5min、3.0min、3.5min、4.0min,水浴鍋中提取時(shí)間為2h,考察“微波時(shí)間對(duì)花生殼中木犀草素酶法輔助提取的影響”,試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。 由圖2可知,在保持其他條件不變的前提下,當(dāng)微波時(shí)間小于2.0ram時(shí),花生殼中木犀草素微波輔助提取的z值隨微波時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸增大,當(dāng)微波時(shí)間為2.0mLn時(shí)z 值最大,為3.57%,但是,當(dāng)微波時(shí)間大于2.0rnin時(shí),z值卻逐漸減小,微波時(shí)間為1.5min~2.5min~Z值變化顯著,因此,本因素宜選擇提取次數(shù)為1.5min、2.0min、2.5min 3個(gè)水平來(lái)應(yīng)用正交試驗(yàn)進(jìn)行進(jìn)一步考察。 (2)料液比對(duì)花生殼中木犀草素微波輔助提取的影響按“2.1”提取工藝,控制提取條件為按照料液(60%vo1 乙醇)比為1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7(w/v),微波照射時(shí)間為1.5min,水浴鍋中提取時(shí)間為2h,考察“料液比對(duì)花生殼中木犀草素酶法輔助提取的影響”,試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3。由圖3可知,在其他因素不變的前提下,隨著料液比的增加,提取的Z值逐漸增大,但是從曲線的變化趨勢(shì)來(lái)看,當(dāng)料液比大于1:4時(shí)提取Z值變化不明顯,因此,從成本節(jié)約角度和工業(yè)化角度考慮,本因素宜選擇料液比為1:4、l:5、1:6 3個(gè)水平來(lái)應(yīng)用正交試驗(yàn)進(jìn)行進(jìn)一步考察。 (3)提取時(shí)間對(duì)花生殼中木犀草素微波輔助提取的影響按“2.1’’提取工藝,控制提取條件為按照料液(60%vol 乙醇)比為1:4(w/v),微波照射時(shí)間為1.5min,水浴鍋中提取時(shí)間為0.5h、lh、2h、3h、4h、5h、6h、7h,考察“提取時(shí)間對(duì)花生殼中木犀草素酶法輔助提取的影響”,試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖4 由圖4可知,在保持其他條件不變的前提下,隨著提取時(shí)間的延長(zhǎng),花生殼中木犀草素微波輔助提取的Z值逐漸增大,但從變化的趨勢(shì)來(lái)看,當(dāng)提取時(shí)間超過(guò)3h以后曲線較平坦,z值變化不大,從縮短提取時(shí)間上考慮,本 素宜選擇提取時(shí)間為3h、4h、5h 3個(gè)水平來(lái)應(yīng)用正交試驗(yàn)進(jìn)行進(jìn)一步考察。 2.4.2微波輔助提取花生殼中木犀草素工藝參數(shù)的正交試驗(yàn)考察 根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果,試驗(yàn)對(duì)影響微波輔助提取花生克:I1木犀草素的3個(gè)主要因素(微波時(shí)間、料液比、提取時(shí)問(wèn))各取3個(gè)水平,選用L (39正交表進(jìn)行試驗(yàn)。各因素水平表見(jiàn)表l,正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及極差分析結(jié)果見(jiàn)表2,方差分析見(jiàn)表3。 從表2可知,極差數(shù)據(jù):R >R2>R3,表明3個(gè)因素對(duì)花生殼中木犀草素提取影響大小順序?yàn)锳>B>C。表明花生殼中木犀草素提取的最佳提取工藝條件為A2B C:。表3的方差分析結(jié)果表明,A因素的PO.05,對(duì)試驗(yàn)結(jié)果影響不顯著。 2.4.3工藝驗(yàn)證試驗(yàn) 按花生殼中木犀草素的微波輔助提取工藝和正交試驗(yàn)優(yōu)化出最佳工藝參數(shù)條件,重復(fù)提取3批木犀草素樣品,測(cè)定和計(jì)算z,以考察所篩選的工藝參數(shù)條件是否最佳。結(jié)果顯示,3批木犀草素樣品的z值分別為4.77%、4.74%、 4.82%,RSD=3.29%(n=3),均超過(guò)正交試驗(yàn)中的最大值,表明所篩選出的提取工藝參數(shù)條件為花生殼中木犀草素 微波輔助提取的最佳工藝條件,工藝的穩(wěn)定性良好。 2.5花生殼中木犀草素的微波輔助提取與乙醇回流法提取的效果比較 對(duì)相同的花生殼原料,按“2.1”微波輔助提取工藝及 “2.4”篩選的最佳工藝條件,制備木犀草素樣品;并同時(shí)按照乙醇回流 2]制備木犀草素樣品。對(duì)1;1~2種提取工藝方法所得樣品的含量()()、收率(Y)及綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)(Z)以考察所篩選的工藝條件是否最佳。結(jié)果見(jiàn)表4。 從表4可知,微波輔助提取工藝提取花生殼中木犀草素其樣品品質(zhì)遠(yuǎn)高于乙醇回流法,含量為乙醇回流法的8.62倍,其綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)(z)為后者的4.53倍。 3小結(jié)與討論 3.1由表2的極差分析結(jié)果可以看出,花生殼中木犀草素 微波輔助提取的最佳工藝條件為A2B,C:,即微波時(shí)間為 2.0min,料液比為1:6,提取時(shí)間為4h。由表3的方差分析結(jié)果得出,A因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果影響顯著。工藝驗(yàn)證試驗(yàn)表明,試驗(yàn)優(yōu)化出的工藝參數(shù)條件為花生殼中木犀草素微波輔助提取的最佳工藝條件,工藝的穩(wěn)定性良好。此外,由表4 的試驗(yàn)結(jié)果可以看出,篩選出的工藝方法明顯優(yōu)于乙醇回流提取的文獻(xiàn)方法,表明試驗(yàn)所篩選的工藝方法在木犀草素的實(shí)際提取中可行,值得推廣應(yīng)用。 3.2微波處理時(shí)間對(duì)花生殼中木犀草素的提取有很大影響,時(shí)間短有效成分在溶劑中不能達(dá)到平衡,溶解量小,提取效果較差;微波處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)木犀草素會(huì)分解轉(zhuǎn)化,提取效果同樣較差,提取量低。此外,本次試驗(yàn)由于受條件的限制對(duì)微波功率未考察,對(duì)此有待于進(jìn)一步研究。 木犀草素生產(chǎn)企業(yè):長(zhǎng)沙上禾生物 www.csnutilities.com |