超聲波提取平臥菊三七總?cè)频墓に囇芯?/h5>
2016-03-17 16:11:14 安裝信息網(wǎng)
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葉芝紅，林樂珍，熊紅霞，鄭國棟*
江西農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院江西省天然產(chǎn)物與功能食品重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(南昌330045)
摘要用超聲波提取平臥菊三七總?cè)疲疾煲掖俭w積分?jǐn)?shù)、超聲功率、超聲時(shí)間和料液比這四因素對(duì)三萜得率的影響，通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)確定了提取的最佳工藝條件。結(jié)果表明，乙醇體積分?jǐn)?shù)85%、超聲時(shí)間40min、超聲功率126 w、料液比1：30(g/m L)時(shí)提取效果最佳，三萜得率高達(dá)1.327 1%。
關(guān)鍵詞平臥菊三七；總?cè)�；超聲提�。赫辉O(shè)計(jì)
平臥菊三七(Gynura procumbens( Lour. Merr.))是一種多年生菊科三七屬植物，2012年5月被國家衛(wèi)生部批準(zhǔn)為新資源普通食品，生于林間溪旁坡地砂質(zhì)土上，攀援于灌木或喬木上，主要分布于東南亞及我國南部和西南部地區(qū)。我國于上世紀(jì)末從馬來西亞引進(jìn)，在江西省都昌縣等地采用無性繁殖技術(shù)進(jìn)行大面積人工栽培。平臥菊三七單位產(chǎn)量大，成本低，是一種具有很好開發(fā)和應(yīng)用潛力的食物。近代藥理研究表明其具有消炎、抗癌、降壓、降糖、降脂、抗菌、抗氧化。其主要活性成分有三萜類、綠原酸、黃酮類、生物堿、香豆素脂類等。
三萜類化合物是一類基本母核由30個(gè)碳原子組成的萜類化合物，在自然界中分布很廣。三萜類化合物具有廣泛的生物活性，包括抗癌、抗炎、抗菌、抗病毒、保肝、抗腫瘤、鎮(zhèn)痛、降血糖等作用。關(guān)于平臥菊三七中三萜類化合物的含量及其提取工藝的研究還鮮見報(bào)道。試驗(yàn)研究了超聲波法提取平臥菊三七中三萜類的工藝，用可見光光度法進(jìn)行測(cè)定，并運(yùn)用正交試驗(yàn)對(duì)相關(guān)工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，以確定最佳的提取條件，對(duì)平臥菊三七的進(jìn)一步開發(fā)和利用提供一定的參考意義。
1 材料與方法
1.1材料與試劑
平臥菊三七，購于江西農(nóng)業(yè)大學(xué)中藥園，曬干粉碎，過60目篩，放入干燥器中備用。
齊墩果酸標(biāo)準(zhǔn)品：成都曼思特生物科技有限公司；無水乙醇、香草醛、高氯酸、冰醋酸等，均為分析純?cè)噭?/p>
1.2儀器及設(shè)備
SB3200DTDN超聲波清洗機(jī)：寧波新芝生物科技股份有限公司；HH-60數(shù)顯恒溫磁力攪拌循環(huán)水箱：常州市國華電力儀表設(shè)備有限公司；TDL-5-A低速大容量離心機(jī)：上海安亭科學(xué)儀器廠；V5600型可見分光光度計(jì)：上海元析儀器有限公司。
1.3方法
1.3.1 工藝流程
平臥菊三七→粉碎→過60目篩→乙醇溶解→超聲提取→離心→稀釋→定容→待測(cè)提取液
1.3.2平臥菊三七總?cè)频奶崛?/p>
稱取平臥菊三七粉末0.2 g，置于試管中，加入一定量、一定體積分?jǐn)?shù)的乙醇溶液，在一定功率超聲波處理一定時(shí)間，按相應(yīng)料液比進(jìn)行萃取。將不同條件下超聲萃取的提取液按3 000 r/min進(jìn)行離心15 min。每份樣液分別吸取0.1 m L置于試管中，然后放在90℃水浴加熱揮盡乙醇溶劑，得到平臥菊三七總?cè)拼痔嵛锏拇郎y(cè)樣品。
1.3.3齊墩果酸標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制
稱取齊墩果酸標(biāo)準(zhǔn)品1.5 mg，溶解于10 m L無水乙醇中配制成0.15 mg/m L的齊墩果酸標(biāo)準(zhǔn)溶液。精確吸取0，0.1，0.2，0.3，0.4，0.5和0.6 m L齊墩果酸標(biāo)準(zhǔn)溶液分別于試管中，放入90℃ 水浴加熱揮盡乙醇溶劑。各試管分別加入新配制的5%香草醛一冰醋酸溶
液0.4 m L和高氯酸1 m L，置于60℃水浴加熱15 min，取出流水冷卻至室溫，用冰醋酸定容至5.0 m L，充分搖勻，室溫放置15 min，于547 nm處測(cè)定吸光度。以齊墩果酸質(zhì)量m為橫坐標(biāo)，吸光度A為縱坐標(biāo)繪制齊墩果酸標(biāo)準(zhǔn)曲線，得標(biāo)準(zhǔn)回歸方程為：A=0.008 3m+0.005 7，R2=0.999 3。
1.3.4超聲波提取單因素試驗(yàn)
按照1.3.2中平臥菊三七三萜的提取方法，分別研究乙醇體積分?jǐn)?shù)65%，70%，75%，80%，85%和90%；提取時(shí)間10，20，30，40，50和60 min;超聲功率90，108, 126，144，162和180 W;料液比1：15，1:20,1:25,1:30,1:35和1:40( g/m L)等可能影響提取效果的因素做單因素試驗(yàn)。以總?cè)铺崛÷蕿榭疾熘笜?biāo)，確定各因素的合適范圍。在考察某一單因素對(duì)平臥菊三七總?cè)频寐实挠绊憰r(shí)，固定其他因素及水平，每次試驗(yàn)做3個(gè)平行。
1.3.5超聲波提取正交優(yōu)化試驗(yàn)
在單因素的基礎(chǔ)上，對(duì)乙醇體積分?jǐn)?shù)、超聲時(shí)間、超聲功率和料液比采用正交試驗(yàn)L9(34)，以總?cè)频寐蕿樵u(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行工藝優(yōu)化。正交設(shè)計(jì)的各因素水平見表1。
2結(jié)果與分析
2.1單因素試驗(yàn)對(duì)平臥菊三七總?cè)频寐实挠绊?/p>
2.1.1 乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)得率的影響
從圖1可知，不同的乙醇體積分?jǐn)?shù)提取時(shí)三萜的得率不同，隨著乙醇體積分?jǐn)?shù)的增加，三萜的得率先增加后下降，當(dāng)乙醇體積分?jǐn)?shù)在85%時(shí)，三萜的得率最大，為1.129%。這可能是由于溶劑不同的介電性能和極性所造成的。85%體積分?jǐn)?shù)的乙醇對(duì)對(duì)平臥菊三七三萜的溶出性能在所試驗(yàn)范圍內(nèi)時(shí)最好的。
2.1.2超聲時(shí)間對(duì)得率的影響
從圖2可知，在超聲波提取10～40 min內(nèi)，三萜的得率隨提取時(shí)間的延長增加，得率達(dá)到最大值1.298%；當(dāng)超聲時(shí)間超過40 min后，得率隨時(shí)間的延長開始下降，結(jié)果表明，當(dāng)提取了40 min后再延長時(shí)間得率也不會(huì)提高，反而會(huì)下降。原因可能是當(dāng)超聲波提取時(shí)間太短時(shí)，三萜不能全部迅速游離到溶劑中；超聲波提取時(shí)間過長時(shí)，除三萜以外的醇溶性物質(zhì)充分游離至溶劑中，從而與三萜競爭溶劑，使得三萜的得率下降，故超聲時(shí)間以40 min為宜。
2.1.3超聲功率對(duì)得率的影響
從圖3可知，功率在90～126 W范圍內(nèi)，隨著超聲功率的增大，三萜得率呈上升趨勢(shì)，當(dāng)超聲功率大于126 W時(shí)，三萜得率迅速下降。這可能由于超聲功率的增大，加強(qiáng)了胞內(nèi)物質(zhì)的釋放、擴(kuò)散及溶解，從而提高了三萜得率，但是隨著超聲功率的進(jìn)一步增大，會(huì)對(duì)三萜造成一定的破壞，以致三萜的得率降低，因此，最佳的超聲功率應(yīng)該是126 W。
2.1.4料液比對(duì)得率的影響
從圖4可知，三萜得率隨著料液比增大而迅速提高，特別是當(dāng)料液比在1：15～1：25( g/m L)范圍內(nèi)時(shí)，溶劑比例增加對(duì)三萜得率的影響更為顯著；在1：25～1：30( g/m L)時(shí)，隨著溶劑比例上升三萜得率平緩提高；但是當(dāng)料液比達(dá)到1：30( g/m L)后，三萜得率有下降趨勢(shì)，考慮到節(jié)約經(jīng)濟(jì)和能源等因素，料液比在1：25～1：30( g/m L)為宜。
2.2正交試驗(yàn)結(jié)果與分析
在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，按表1正交試驗(yàn)因素水平表優(yōu)化提取條件，正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果分析見表2—4。
由表2正交試驗(yàn)極差分析可知各因素對(duì)三萜得率的影響主次順序?yàn)椋毫弦罕?gt;超聲時(shí)間>超聲功率>乙醇體積分?jǐn)?shù)。由表3方差分析顯示料液比、超聲時(shí)間為差異極顯著。從表4 Duncan多重比較可知B和D因素各水平之間的差異極顯著，A和C兩因素各水平間差異不顯著�？紤]到節(jié)約能源和經(jīng)濟(jì)的原因及提取效果，最佳提取工藝為：A2B2C2D2，即乙醇體積分?jǐn)?shù)85%，超聲時(shí)間40 min，超聲功率126 W，料液比1：30( g/m L)。
2.3驗(yàn)證試驗(yàn)
因最佳提取工藝不在正交試驗(yàn)處理內(nèi)，故需對(duì)A2B2C2D2，即乙醇體積分?jǐn)?shù)85%，超聲時(shí)間40 min，超聲功率126 W，料液比1：30( g/m L)，進(jìn)行6次重復(fù)驗(yàn)證試驗(yàn)。平臥菊三七三萜得率分別為1.335 7%，1.323 2%, 1.331 4%, 1.328 3%, 1.321 5%和1.322 52%,其均值為1.327 1%。由此可見，經(jīng)過正交試驗(yàn)篩選出來平臥菊三七三萜超聲波提取的工藝條件合理可行，穩(wěn)定可靠，具有較好的可操作性和重復(fù)性。
3結(jié)論
以平臥菊三七為原料，乙醇為提取劑，通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)，超聲波法提取平臥菊三七中三萜的最佳工藝條件是：乙醇體積分?jǐn)?shù)85%，料液比1：30(g/m L)，超聲功率126 W，超聲時(shí)間40 min，在此條件下進(jìn)行提取，三萜得率為1.327 1%。試驗(yàn)優(yōu)化了平臥菊三七中三萜的提取工藝，測(cè)定了其含量，為以后進(jìn)一步提取分離純化三萜提供了數(shù)據(jù)和理論依據(jù)。
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平臥菊三七(Gynura procumbens( Lour. Merr.))是一種多年生菊科三七屬植物，2012年5月被國家衛(wèi)生部批準(zhǔn)為新資源普通食品，生于林間溪旁坡地砂質(zhì)土上，攀援于灌木或喬木上，主要分布于東南亞及我國南部和西南部地區(qū)。我國于上世紀(jì)末從馬來西亞引進(jìn)，在江西省都昌縣等地采用無性繁殖技術(shù)進(jìn)行大面積人工栽培。平臥菊三七單位產(chǎn)量大，成本低，是一種具有很好開發(fā)和應(yīng)用潛力的食物。近代藥理研究表明其具有消炎、抗癌、降壓、降糖、降脂、抗菌、抗氧化。其主要活性成分有三萜類、綠原酸、黃酮類、生物堿、香豆素脂類等。
三萜類化合物是一類基本母核由30個(gè)碳原子組成的萜類化合物，在自然界中分布很廣。三萜類化合物具有廣泛的生物活性，包括抗癌、抗炎、抗菌、抗病毒、保肝、抗腫瘤、鎮(zhèn)痛、降血糖等作用。關(guān)于平臥菊三七中三萜類化合物的含量及其提取工藝的研究還鮮見報(bào)道。試驗(yàn)研究了超聲波法提取平臥菊三七中三萜類的工藝，用可見光光度法進(jìn)行測(cè)定，并運(yùn)用正交試驗(yàn)對(duì)相關(guān)工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，以確定最佳的提取條件，對(duì)平臥菊三七的進(jìn)一步開發(fā)和利用提供一定的參考意義。
1 材料與方法
1.1材料與試劑
平臥菊三七，購于江西農(nóng)業(yè)大學(xué)中藥園，曬干粉碎，過60目篩，放入干燥器中備用。
齊墩果酸標(biāo)準(zhǔn)品：成都曼思特生物科技有限公司；無水乙醇、香草醛、高氯酸、冰醋酸等，均為分析純?cè)噭?/p>
1.2儀器及設(shè)備
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1.3方法
1.3.1 工藝流程
平臥菊三七→粉碎→過60目篩→乙醇溶解→超聲提取→離心→稀釋→定容→待測(cè)提取液
1.3.2平臥菊三七總?cè)频奶崛?/p>
稱取平臥菊三七粉末0.2 g，置于試管中，加入一定量、一定體積分?jǐn)?shù)的乙醇溶液，在一定功率超聲波處理一定時(shí)間，按相應(yīng)料液比進(jìn)行萃取。將不同條件下超聲萃取的提取液按3 000 r/min進(jìn)行離心15 min。每份樣液分別吸取0.1 m L置于試管中，然后放在90℃水浴加熱揮盡乙醇溶劑，得到平臥菊三七總?cè)拼痔嵛锏拇郎y(cè)樣品。
1.3.3齊墩果酸標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制
稱取齊墩果酸標(biāo)準(zhǔn)品1.5 mg，溶解于10 m L無水乙醇中配制成0.15 mg/m L的齊墩果酸標(biāo)準(zhǔn)溶液。精確吸取0，0.1，0.2，0.3，0.4，0.5和0.6 m L齊墩果酸標(biāo)準(zhǔn)溶液分別于試管中，放入90℃ 水浴加熱揮盡乙醇溶劑。各試管分別加入新配制的5%香草醛一冰醋酸溶
液0.4 m L和高氯酸1 m L，置于60℃水浴加熱15 min，取出流水冷卻至室溫，用冰醋酸定容至5.0 m L，充分搖勻，室溫放置15 min，于547 nm處測(cè)定吸光度。以齊墩果酸質(zhì)量m為橫坐標(biāo)，吸光度A為縱坐標(biāo)繪制齊墩果酸標(biāo)準(zhǔn)曲線，得標(biāo)準(zhǔn)回歸方程為：A=0.008 3m+0.005 7，R2=0.999 3。
1.3.4超聲波提取單因素試驗(yàn)
按照1.3.2中平臥菊三七三萜的提取方法，分別研究乙醇體積分?jǐn)?shù)65%，70%，75%，80%，85%和90%；提取時(shí)間10，20，30，40，50和60 min;超聲功率90，108, 126，144，162和180 W;料液比1：15，1:20,1:25,1:30,1:35和1:40( g/m L)等可能影響提取效果的因素做單因素試驗(yàn)。以總?cè)铺崛÷蕿榭疾熘笜?biāo)，確定各因素的合適范圍。在考察某一單因素對(duì)平臥菊三七總?cè)频寐实挠绊憰r(shí)，固定其他因素及水平，每次試驗(yàn)做3個(gè)平行。
1.3.5超聲波提取正交優(yōu)化試驗(yàn)
在單因素的基礎(chǔ)上，對(duì)乙醇體積分?jǐn)?shù)、超聲時(shí)間、超聲功率和料液比采用正交試驗(yàn)L9(34)，以總?cè)频寐蕿樵u(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行工藝優(yōu)化。正交設(shè)計(jì)的各因素水平見表1。
2結(jié)果與分析
2.1單因素試驗(yàn)對(duì)平臥菊三七總?cè)频寐实挠绊?/p>
2.1.1 乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)得率的影響
從圖1可知，不同的乙醇體積分?jǐn)?shù)提取時(shí)三萜的得率不同，隨著乙醇體積分?jǐn)?shù)的增加，三萜的得率先增加后下降，當(dāng)乙醇體積分?jǐn)?shù)在85%時(shí)，三萜的得率最大，為1.129%。這可能是由于溶劑不同的介電性能和極性所造成的。85%體積分?jǐn)?shù)的乙醇對(duì)對(duì)平臥菊三七三萜的溶出性能在所試驗(yàn)范圍內(nèi)時(shí)最好的。
2.1.2超聲時(shí)間對(duì)得率的影響
從圖2可知，在超聲波提取10～40 min內(nèi)，三萜的得率隨提取時(shí)間的延長增加，得率達(dá)到最大值1.298%；當(dāng)超聲時(shí)間超過40 min后，得率隨時(shí)間的延長開始下降，結(jié)果表明，當(dāng)提取了40 min后再延長時(shí)間得率也不會(huì)提高，反而會(huì)下降。原因可能是當(dāng)超聲波提取時(shí)間太短時(shí)，三萜不能全部迅速游離到溶劑中；超聲波提取時(shí)間過長時(shí)，除三萜以外的醇溶性物質(zhì)充分游離至溶劑中，從而與三萜競爭溶劑，使得三萜的得率下降，故超聲時(shí)間以40 min為宜。
2.1.3超聲功率對(duì)得率的影響
從圖3可知，功率在90～126 W范圍內(nèi)，隨著超聲功率的增大，三萜得率呈上升趨勢(shì)，當(dāng)超聲功率大于126 W時(shí)，三萜得率迅速下降。這可能由于超聲功率的增大，加強(qiáng)了胞內(nèi)物質(zhì)的釋放、擴(kuò)散及溶解，從而提高了三萜得率，但是隨著超聲功率的進(jìn)一步增大，會(huì)對(duì)三萜造成一定的破壞，以致三萜的得率降低，因此，最佳的超聲功率應(yīng)該是126 W。
2.1.4料液比對(duì)得率的影響
從圖4可知，三萜得率隨著料液比增大而迅速提高，特別是當(dāng)料液比在1：15～1：25( g/m L)范圍內(nèi)時(shí)，溶劑比例增加對(duì)三萜得率的影響更為顯著；在1：25～1：30( g/m L)時(shí)，隨著溶劑比例上升三萜得率平緩提高；但是當(dāng)料液比達(dá)到1：30( g/m L)后，三萜得率有下降趨勢(shì)，考慮到節(jié)約經(jīng)濟(jì)和能源等因素，料液比在1：25～1：30( g/m L)為宜。
2.2正交試驗(yàn)結(jié)果與分析
在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，按表1正交試驗(yàn)因素水平表優(yōu)化提取條件，正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果分析見表2—4。
由表2正交試驗(yàn)極差分析可知各因素對(duì)三萜得率的影響主次順序?yàn)椋毫弦罕?gt;超聲時(shí)間>超聲功率>乙醇體積分?jǐn)?shù)。由表3方差分析顯示料液比、超聲時(shí)間為差異極顯著。從表4 Duncan多重比較可知B和D因素各水平之間的差異極顯著，A和C兩因素各水平間差異不顯著�？紤]到節(jié)約能源和經(jīng)濟(jì)的原因及提取效果，最佳提取工藝為：A2B2C2D2，即乙醇體積分?jǐn)?shù)85%，超聲時(shí)間40 min，超聲功率126 W，料液比1：30( g/m L)。
2.3驗(yàn)證試驗(yàn)
因最佳提取工藝不在正交試驗(yàn)處理內(nèi)，故需對(duì)A2B2C2D2，即乙醇體積分?jǐn)?shù)85%，超聲時(shí)間40 min，超聲功率126 W，料液比1：30( g/m L)，進(jìn)行6次重復(fù)驗(yàn)證試驗(yàn)。平臥菊三七三萜得率分別為1.335 7%，1.323 2%, 1.331 4%, 1.328 3%, 1.321 5%和1.322 52%,其均值為1.327 1%。由此可見，經(jīng)過正交試驗(yàn)篩選出來平臥菊三七三萜超聲波提取的工藝條件合理可行，穩(wěn)定可靠，具有較好的可操作性和重復(fù)性。
3結(jié)論
以平臥菊三七為原料，乙醇為提取劑，通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)，超聲波法提取平臥菊三七中三萜的最佳工藝條件是：乙醇體積分?jǐn)?shù)85%，料液比1：30(g/m L)，超聲功率126 W，超聲時(shí)間40 min，在此條件下進(jìn)行提取，三萜得率為1.327 1%。試驗(yàn)優(yōu)化了平臥菊三七中三萜的提取工藝，測(cè)定了其含量，為以后進(jìn)一步提取分離純化三萜提供了數(shù)據(jù)和理論依據(jù)。
