不同工艺槐米茶中芦丁冲泡溶出率比较的研究

潘李泼,陈宗游,邹 蓉,蒋立全,杨一山,蒋海英,蒋运生,*

1.广西师范大学 生命科学学院 (桂林 541006) 2.广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所 (桂林 541006) 3.全州县金槐产业工作站 (桂林 541599)

槐米为豆科植物槐(SophorajaponicaL.)的干燥花蕾,形状呈卵圆形或长圆形[1]。根据生长状况的不同,槐米长在2～6 mm之间变化,宽在1～2 mm左右,其气味清淡,略带苦涩,加工后整体较为松脆[2]。据《中国药典》介绍,槐米具有清肝泻火、凉血止血等功效,主治便血、痨血、头晕等[3]疾病。槐米中有多种黄酮化合物,含芦丁、槲皮素、异鼠李素、山奈酚[4]等,其中芦丁又称芸香苷、维生素P,其分子式为C27H30O16·3H2O,是槐米中多种活性化合物中的主要成分[1,5]。

我国饮茶已有几千年的历史,不同地方的饮茶风俗习惯也不同,但把茶看做是纯洁化身、健康饮料和友谊桥梁,这一点是共同的。如今槐米茶是一款非常常见的保健药茶,在山西等地还是药茶中的经典代表[6]。槐米茶汤富含丰富的微量元素和维生素,同时还具备中医调理肌体的作用,有极强的凉血止血效果[7]。

近年来,已有不少对槐米中芦丁含量研究的相关报道,韦源林等[8]对栽培金槐和野生金槐中芦丁含量进行了系统的研究;舒文将等[9]对金槐花蕾和枝叶中芦丁的含量进行了测定,分析了金槐不同采收期和产地对其花蕾中芦丁含量的影响;朱华等[10]对土壤因子与金槐槐米有效成分含量之间的相关性进行了研究。目前尚未见有关对槐米冲泡液中有效成分研究的相关报道,不同的制作工艺对槐米茶的有效成分的溶出率有不同的影响,本实验对12款槐米茶5次冲泡液中的芦丁含量进行比较研究,以期为槐米茶的制作以及消费者对槐米茶的选购和泡茶方式的选择等方面提供科学参考。

1 材料与方法

1.1 材料

供试材料:三类鲜槐米(S1,S2,S3),均采自于桂林市全州县龙水镇桥渡村,其中:S1采自于村边的实生树,其树龄约18 a,树高约15 m;S2为采自于嫁接树金槐桂G9-2品种的槐米,树龄为5/6-1(即接穗为5年生,砧木为6年生,移植1次);S3为模拟商家收购的各类混合在一起的槐米,为实生树、金槐桂G9-2品种以及村边一种未进行品种登记的嫁接树的槐米按质量进行混合的槐米混合样品。

药品试剂:芦丁对照品,中国药品生物制品检定所;浓盐酸、75%乙醇,均为分析纯,西陇科学股份有限公司;纯净水、饱和石灰水、4%氢氧化钠、10%硝酸铝、5%亚硝酸钠,均为分析纯,阿拉丁(上海)有限公司。

1.2 仪器

TU-1901型双光束紫外可见分光光度计,北京普析通用仪器公司;DL-720E型智能超声波清洗器,上海之信仪器有限公司;MJN-681型电子天平,瑞金市甬衡电子衡器有限公司;AE200型电子分析天平,梅特勒—托利多仪器(上海)有限公司;TGL-16M型高速冷冻离心机,上海卢湘仪离心机仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1槐米样品的预处理

采撷下树的3类鲜槐米各抽取少量槐米进行熏蒸杀青10 min,晒干,以备用于芦丁含量的测定;同时,按照相关制作工艺(见表1)进行各类槐米茶的制作。

表1 四种槐米的加工工艺

1.3.2对照品溶液的制备

精密称取0.012 5 g芦丁标准品,用75%乙醇定容于25 mL容量瓶,摇匀,使完全溶解,制成0.5 mg/mL的对照品溶液。

1.3.3供试溶液的制备

1.3.3.1 三类槐米供试溶液的制备

每类槐米均按如下步骤进行操作:称取1.0 g槐米,置于离心管中,加入10 mL纯净水,摇匀,加入饱和石灰水(2 mL)调pH至8～9,用超声波清洗器在50 ℃、300 W,高频条件下提取30 min,离心,收集上清液。重复以上操作步骤2次,合并上清液,用浓盐酸调pH至2～3,静置过夜,离心,倒上清液,加75%乙醇3 mL使沉淀溶解。吸取1 mL溶解液至25 mL容量瓶,加5%亚硝酸钠1 mL,静置5 min;加10%硝酸铝1 mL,静置5 min;加4%氢氧化钠溶液10 mL,75%乙醇定容至刻度,摇匀,静置15 min,在510 nm处检测波长。

1.3.3.2 槐米茶冲泡液的供试溶液的制备

共12款槐米茶,每款槐米茶均按如下步骤进行操作:称取0.2 g槐米茶,置于烧杯中,加入100 mL沸水,冲泡5 min,连续冲泡5次,收集茶汤,作为待测样品,然后分别吸取5次槐米茶冲泡液10 mL至25 mL容量瓶,加5%亚硝酸钠1 mL,静置5 min;加10%硝酸铝1 mL,静置5 min;加4%氢氧化钠溶液10 mL,75%乙醇定容至刻度,摇匀,静置15 min,在510 nm处检测波长。

1.3.4标准曲线的绘制

分别精密吸取0.0 mL、0.4 mL、0.8 mL、1.2 mL、1.6 mL的对照品溶液置于25 mL容量瓶,用75%乙醇加至2 mL,各瓶中加入5%亚硝酸钠1 mL,静置5 min;加10%硝酸铝1 mL,静置5 min;加4%氢氧化钠溶液10 mL,75%乙醇定容,摇匀,静置15 min,在510 nm处检测波长。以芦丁浓度(mg/mL)为横坐标,吸光度值为纵坐标进行线性拟合,得到标准方程y=9.707 5x-0.005 2,R2=0.999 4,线性关系良好(图1)。

图1 芦丁标准曲线

1.3.5测定方法

对准备好供试溶液进行检测,分别测定四类槐米芦丁含量以及不同槐米茶各次冲泡液的芦丁含量。同时,根据测定结果分别计算各次冲泡液中芦丁的溶出率和总溶出率。

芦丁溶出率(%)=(冲泡液中芦丁含量×5/槐米中芦丁含量)×100

芦丁总溶出率(%)=(5次冲泡液中芦丁之和×5/槐米中芦丁含量)×100

1.3.6数据处理

实验平行3次,实验数据用平均值±标准差表示,采用SPSS Statistics 25和Excel进行数据分析,使用Origin 2021软件进行绘图。

2 结果与分析

2.1 不同槐米芦丁含量的测定结果

实验中四类槐米芦丁含量的测定结果如表2所示,其中:S2的芦丁含量最高(418.59 mg/g),其次是S3(361.24 mg/g),最低为S1(350.37 mg/g)。

表2 不同槐米茶5次冲泡液中芦丁含量测定

2.2 不同工艺槐米茶5次冲泡液中芦丁含量的测定结果

4种工艺的槐米茶5次冲泡液中芦丁含量比较如图2所示。工艺1和工艺2处理的槐米茶在5次冲泡中芦丁含量呈递减趋势。工艺3处理的槐米茶冲泡液中芦丁含量呈先升高后降低的趋势,在第3次冲泡中芦丁含量到达峰值。工艺4处理的槐米茶在5次冲泡中芦丁含量变化趋势较小。整体而言,工艺1和工艺2处理过的槐米茶芦丁溶出率较高,尤其是在第1次冲泡中,芦丁溶出量显著高于工艺3和工艺4。

图2 4种工艺的槐米茶芦丁溶出量的比较

2.3 不同制作工艺槐米茶冲泡液中芦丁含量比较

4种不同制作工艺的槐米茶中,以熏蒸进行杀青的工艺(工艺1、工艺2)制作的槐米茶,其芦丁总溶出率均高于以烘制或炒制进行杀青的工艺(工艺3、工艺4)制作的槐米茶的芦丁总溶出率;4种不同制作工艺的槐米茶中,以在烘干机直接烘至干燥的(S1-3、S2-3、S3-3)的芦丁总溶出率最低(表2)。

两种主要制作工艺(工艺1、工艺2)槐米茶5次冲泡液中芦丁含量的比较见表3,在S1和S2两类槐米中,使用工艺2制作成的金槐茶,其各次冲泡液的芦丁含量均分别极显著的高于使用工艺1制作成的金槐茶的各次冲泡液的芦丁含量;而在S3中则相反,使用工艺1制作成的金槐茶,其各次冲泡液的芦丁含量均分别极显著的高于使用工艺1制作成的金槐茶的各次冲泡液的芦丁含量。

表3 两种主要制作工艺槐米茶5次冲泡液中芦丁含量比较研究

3 结论

目前,芦丁的提取方法主要有浸提法、煎煮法、超临界流体萃取法、渗漉法、回流提取法、超声提取法和微波辅助提取法等[8]。本研究以槐米为原料,采用超声辅助提取法提取芦丁,并用紫外分光光度计对其含量进行测定。超声辅助提取法是利用超声波的空化作用、机械效应和热效应等加速胞内有效物质的扩散和溶解,显著提高提取效率的提取方法。在实验室操作中,超声提取法相对其他几种提取方法具有省时、节能、操作简单、提取效率高等优点。季梅等[11]对超声法、煎煮法、渗漉法、回流法4种芦丁提取方法进行比较,发现超声提取法不仅效率高,芦丁的提取率相对也比较高。

在12款槐米茶中以熏蒸进行杀青的,其芦丁总溶出率均高与以烘制或炒制进行杀青的芦丁总溶出率。谢锋等[12]人也发现经蒸汽杀青后芦丁含量较高,造成这种现象的原因,可能是在蒸的过程中槐米粒吸水润胀,经过晒后失水收缩,再经后续的微波、炒或烘干后,槐米壳变得松脆,从而使得芦丁的溶出率要高于没经过蒸晒的槐米茶。然而,在熏蒸杀青的过程中,水蒸气会在槐米表面结成水滴,在高温的作用下槐米的有效成分会渗出并随水滴跌落而出现流失,而以烘制或炒制进行杀青的槐米茶则不会出现类似的有效成分的流失情况。在同样经过熏蒸和晒干的槐米茶中,再经微波炉加热后芦丁溶出率要高于炒黄和烘干。微波炉的工作原理是通过磁控管把电能转变成高频微波并传给炉腔,炉腔内的食物分子中的正负带电粒子随高频电磁场的变化而不停地来回做震荡运动[13]。经过熏蒸、晒干再炒黄的槐米茶芦丁溶出率要大于在烘干机直接烘至干燥的槐米茶的芦丁溶出率,究原因可能是在炒制等过程中槐米不断与锅铲和锅壁发生碰撞,槐米壳相较于烘干型的槐米壳受损程度更深,有利于有效物质析出,所以在冲泡液中其芦丁溶出率更高。

在槐米茶的制作过程中是否挤压破坏槐米结构对槐米茶的芦丁溶出率有较大影响,槐米经过挤压,结构受破坏后,冲泡时热水更容易进入槐米内部,从而有利于槐米内部的芦丁等有效成分的渗出。

本实验用紫外分光光度法对12款槐米茶中的芦丁含量进行测定,该方法简便快捷,检测结果准确。通过对不同工艺的槐米茶冲泡液中芦丁含量的比较得出,芦丁含量整体溶出率由高到低分别是:工艺2(熏蒸杀青10 min、晒干、微波炉低火模式处理10 min);工艺1(熏蒸杀青10 min、晒干、炒黄);工艺4(挤压破坏槐米结构,大火炒制杀青4 min,继而炒干、炒黄);工艺3(90 ℃直接烘干)。茶汤中芦丁总溶出率由高到低分别是:S3-1、S3-2、S1-2、S2-2、S2-1、S1-1、S3-4、S3-3、S2-4、S1-4、S1-3、S2-3。挤压破坏槐米结构和熏蒸杀青处理有利于提高槐米芦丁等有效成分在冲泡过程中的溶出率,但熏蒸杀青会造成槐米芦丁等有效成分渗出并随槐米表面结成的水滴的跌落而流失。