玉米须、绞股蓝复合提取总黄酮工艺研究*

2023-11-28 13:08马泽刚
广州化工 2023年13期
关键词:玉米须绞股蓝黄酮

刘 霞,马泽刚

(四川化工职业技术学院,四川 泸州 646000)

绞股蓝(Gynostemmapentaphyllum)又名七叶胆,为葫芦科绞股蓝属植物绞股蓝全草,富含皂苷、氨基酸、黄酮、萜类、生物碱、多糖、蛋白质等活性物质[1-3]。其中的活性成分黄酮与抗氧化有着密切关系[4]。玉米须含有黄酮类、多糖类、氨基酸类、生物碱等含有多种生物活性物质,具有利尿、降压、降糖、降脂等功效。黄酮类物质作为玉米须最重要的活性成分之一,其含量远高于玉米粒,是天然无毒的抗氧化剂[5-7]。目前,已有文献报道了绞股蓝总黄酮[8]、玉米须总黄酮[9]的提取工艺,但对两者复配提取总黄酮的研究未有涉及,本研究以总黄酮含量为指标,采用回流提取法对玉米须、绞股蓝复配总黄酮提取工艺进行了探讨,旨在为后续玉米须、绞股蓝抗氧化功能茶饮料的研制提供数据支持。

1 材料与方法

1.1 材 料

原材料:绞股蓝、玉米须(干品),泸州江阳西路农贸市场;芦丁标准品:中国药品生物制品检验所,纯度≥99%;无水乙醇、NaOH、NaNO2,天津市福晨化学试剂厂产;Al(NO3)3,泸州北方化工;以上均为分析纯。

1.2 方 法

1.2.1 参照文献绘制标准曲线[10]

配制0.200 mg·mL-1的芦丁标准溶液。精确吸取芦丁标准溶液0、0.5、1、2、3、4.0 mL分别置于10 mL容量瓶中;加入0.3 mL 5%的亚硝酸钠溶液,静置6 min,再加入0.3 mL的10%硝酸铝溶液,静置60 min;加入4 mL的4%氢氧化钠溶液,静置15 min后用60%乙醇定容至刻度,静置15 min;测定其在505 nm处吸光度。以芦丁浓度为横坐标、吸光度为纵坐标绘制标准曲线。

1.2.2 基础提取方法[11]

称取配比为1∶1的绞股蓝、玉米须原料共100 g,用50%乙醇浸泡,控制料液比1∶10,混合搅拌均匀,60 ℃条件下搅拌回流提取2 h,共回流提取3次,合并提取液,45 ℃真空旋干乙醇,称重,得绞股蓝、玉米须复合总黄酮。取0.1 g旋干粉末,用60%乙醇溶解并定容至50 mL作为待测液备用,将待测液按1.3.1方法测定总黄酮含量。

2 单因素实验及正交实验

2.1 单因素实验

2.1.1 不同提取溶剂试验

分别用体积分数为50%的乙醇、甲醇、丙酮、乙酸乙酯、石油醚、氯仿替代基础提取方法中的提取溶剂,其余操作不变。

2.1.2 不同乙醇体积分数试验

基础提取方法中乙醇体积除50%外,其余5个处理分别用40%、60%、70%、80%、90%替代,其余操作不变。

2.1.3 不同料液比试验

分别用1∶2、1∶4、1∶6、1∶8、1∶10、1∶12、1∶16的料液比替代基础提取方法中的料液比,其余操作不变。

2.1.4 不同提取温度实验

固定基础方法中乙醇体积分数,料夜比,分别在40、50、60、70、80、90 ℃下搅拌回流提取,其余操作不变。

2.1.5 不同提取时间实验

调整基础提取方法中的提取时间,分别为1.5、2.5、3、3.5、4、4.5 h,其余操作不变。

2.1.6 不同提取次数实验

基础提取方法及药品用量不变,分别提取1、2、3、4、5次,其余操作不变。

3 结果与分析

3.1 不同溶剂对总黄酮含量的影响

采用不同极性溶剂提取总黄酮,结果表明(见图1):丙酮和甲醇对总黄酮的提取效果相当,乙醇次之,石油醚提取效果最差,考虑到后续要进行玉米须、绞股蓝饮料的制备,以及丙酮和甲醇的毒性,故该实验以下研究均以乙醇为提取溶剂。

图1 不同提取溶剂对总黄酮的影响Fig.1 Effect of different extracted solvents on total flavonoids

3.2 不同乙醇体积分数对总黄酮含量的影响

图2 不同乙醇体积分数对总黄酮影响Fig.2 Effect of ethanol volume fraction on total flavonoids

不同乙醇体积分数对总黄酮含量影响见图2。由图2可知随着乙醇体积分数的增加,黄酮含量逐步趋于平稳,当乙醇体积分数达到50%,继续加大乙醇体积分数,总黄酮含量变化不大,当体积分数达到80%略有下降趋势,分析原因,可能是因为当乙醇体积分数增大,导致提取液极性发生变化,从而提取出了许多可溶于大浓度乙醇的杂质。

3.3 不同料液比对总黄酮含量的影响

采用不同料液比进行提取实验,结果表明(见图3):随着料液比的提高提取出的总黄酮也随之提高,虽然当料液比≥1∶14时,总黄酮含量最大,但从减少溶剂用量、减少能耗、降低浓缩负荷等多方面综合考虑,乙醇用量不宜过大,因此选择1∶10的作为最佳料液比。

图3 不同料液比对总黄酮含量影响Fig.3 Effect of different liquid ratio on total flavonoids

3.4 不同提取温度对总黄酮含量的影响

图4 不同提取温度对总黄酮含量影响Fig.4 Effect of different temperatures on total flaconoids

由图4可知,随着提取温度的提高,总黄酮含量也不断提高,在70 ℃时达到最高,但考虑提取温度会直接影响原料中黄酮分子的运动,过高的提取温度容易造成黄酮的结构被破坏,溶出的杂质增多,另一方面也容易造成溶剂损失,考虑提取的安全问题,选择60 ℃为最佳的提取总黄酮温度。

3.5 不同提取时间对总黄酮含量的影响

图5 不同提取时间对总黄酮含量影响Fig.5 Effect of different extraction time on total flaconoids

浸提时间对总黄酮含量的影响见图5。由图5可知,当提取时间达3.0 h,黄酮含量已基本达到平稳,随着提取时间的增加,黄酮含量变化不大,从节约能耗以及总黄酮纯度考虑,若持续提取,可能会提取出更多的杂质,因此,选择3 h作为最佳的黄酮提取时间。

3.6 不同提取次数对总黄酮含量的影响

由图6可知,提取3次时的总黄酮含量较提取1次和2次时的呈直线上升状态;当多提取1次时,黄酮含量则有下降的趋势。分析原因,可能是因为随着提取次数的增加,总提取时间也相应增加,提取出了很多杂质,从而影响总黄酮含量。如果继续增加提取次数,势必会造成能耗的升高及杂质的增多,选择最佳提取次数为3次。

图6 不同提取次数对总黄酮含量影响Fig.6 Effect of different extraction times on total flaconoids

4 结 论

黄酮类化合物是玉米须和绞股蓝中含量较高的有效成分之一,可溶于水或者部分有机溶剂,而大部分能溶于乙醇,故选用乙醇回流提取法进行提取。绞股蓝藤状茎较多,而玉米须亦是如此,故提取前先将两种提取物料充分粉碎,混匀,使提取溶剂乙醇和物料能够有充足的接触面积,从而提高黄酮类化合物的溶出效率。

单因素实验结果表明:提取总黄酮最佳的溶剂体积分数为50%,料液比为1∶14,这与潘志浩[12]的研究(乙醇体积分数60%,料液比1∶40)存在较大差异,分析原因,可能与此研究所用原料为复合原料不同有关。本研究得60 ℃为最佳的总黄酮提取温度,3 h作为最佳提取时间,与谭曾勇的研究[13]:单因素最佳提取温度为90 ℃提取2 h有一定差异,产生此差异的原因可能是因为采用的提取方法不同。

查询资料,绞股蓝总黄酮能够清除氧自由基、有抗氧化的功效,能较好的改善心脑血管疾病、扩张冠状动脉血管,具有一定的药用价值,而玉米须也常被用于降压、降糖、降脂的材料之一,这都与玉米须里含有丰富的黄酮有关。但目前以玉米须、绞股蓝为原料的产品仅有袋泡茶,尚未形成饮料产品,本研究证实玉米须、绞股蓝复合提取液黄酮含量丰富,主要可为后续开发玉米须、绞股蓝抗氧化功能茶饮料、玉米须绞股蓝降三高片剂的制备提供有利的数据支持。

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