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      玫瑰果多酚的提取

      2013-11-19 05:36:24劉鵬莉莊桂東王珊珊于丹李群飛遲玉森
      食品與發(fā)酵工業(yè) 2013年7期
      關(guān)鍵詞:果肉容量瓶提取液

      劉鵬莉,莊桂東,王珊珊,于丹,李群飛,遲玉森

      (青島農(nóng)業(yè)大學(xué),山東青島,266109)

      玫瑰果也稱作薔薇果,是玫瑰花謝后由花托發(fā)育而成的肉質(zhì)漿果?!吨兴幋筠o典》中記載:玫瑰果具有健脾消食,活血調(diào)經(jīng),斂肺止咳等作用[1]。新近研究發(fā)現(xiàn),玫瑰果還具有抗衰老、抗疲勞、抗輻射、耐缺氧、除血栓、降血壓、防癌、治癌、強(qiáng)身壯陽、健腦增智、延年益壽的作用[2-3]。

      植物多酚又稱單寧或鞣質(zhì),廣泛存在于蔬菜、水果及茶等植物中,具有抗氧化、抗癌、降血壓和預(yù)防心腦血管疾病等作用。[4]

      本實(shí)驗(yàn)采用溶劑法提取玫瑰果中多酚類物質(zhì),通過單因素和正交試驗(yàn)篩選,確定提取工藝參數(shù)。

      1 材料與方法

      1.1 材料、試劑與儀器

      1.1.1 材料

      玫瑰果,青島農(nóng)業(yè)大學(xué)校園內(nèi)種植。

      1.1.2 試劑

      沒食子酸對照品,中國藥品生物制品檢定所;Na2CO3,95%乙醇,福林酚,均為分析純。

      1.1.3 儀器

      1 000~5 000 μL移液槍,DRAGON;TU-1810S型紫外可見分光光度計,北京普析通用儀器有限責(zé)任公司;RE-52AA型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器,上海亞榮生化儀器廠;AR1140電子分析天平,奧豪斯國際貿(mào)易(上海)有限公司;SX-7001D電子天平,順德拓普域電子有限公司;102型電熱鼓風(fēng)干燥箱,中國龍口市先科儀器公司;雙列四孔電熱恒溫水浴鍋,中國龍口市先科儀器公司。

      1.2 實(shí)驗(yàn)方法

      1.2.1 玫瑰果處理方法

      將凋謝的玫瑰花花托去除殘余花瓣、花萼、花蕊及花柄,留曲玫瑰果實(shí)。

      1.2.1 玫瑰果干物質(zhì)含量測定

      定量稱取10 g玫瑰果,放入干燥箱中90℃干燥至前后兩次稱量總重變化小于0.02 g。真空冷卻,稱量干燥后的玫瑰果質(zhì)量,計算玫瑰果干物質(zhì)含量。

      1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制[5]

      1.2.2.1 試劑配制

      10%福林酚(Folin-Ciocalteu)試劑:將20 mL福林酚(Folin-Ciocalteu)試劑轉(zhuǎn)移到200 mL容量瓶中,用水定容并搖勻。

      75 g/L NaCO3溶液配制:稱取37.50 g±0.01 g NaCO3,加適量水溶解,轉(zhuǎn)移至500 mL容量瓶中,定容至刻度,搖勻。

      1.2.2.2 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線

      精密稱取0.110 g±0.001 g沒食子酸,加水溶解并定容至100 mL,搖勻,得沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液(1 000 μg/mL)。用移液槍分別移取 1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)溶液于100 mL容量瓶中,分別用蒸餾水定容至刻度,搖勻,得沒食子酸工作液,質(zhì)量濃度分別為 10、20、30、40、50 μg/mL。

      用移液槍分別移取沒食子酸工作液各1.0 mL于10 mL容量瓶中,向容量瓶中分別加入5 mL 10%福林酚試劑,搖勻,靜置2~3 min,再加入4 mL 75 g/L NaCO3溶液,搖勻,靜置60 min。同時做空白。

      用10 mL比色皿進(jìn)行光譜掃描,確定770 nm處為最大吸收波長。在770 nm波長條件下,用分光光度計測定沒食子酸工作液的吸光度(A)。以吸光度A為縱坐標(biāo),沒食子酸質(zhì)量濃度c(μg/mL)為橫坐標(biāo),制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。建立回歸方程如下:

      1.2.3 玫瑰果多酚的提?。?-7]

      定量稱取10 g玫瑰果果肉,粉碎,加入提取劑,在一定溫度條件下提取一定時間,將提取液過濾,既得玫瑰果多酚提取液。取少量提取液用于多酚含量測定,剩余提取液真空濃縮至質(zhì)量恒定,既得多酚粗提物。

      1.2.4 總酚的測定[21]

      取1 mL待測液至50 mL容量瓶中,定容至刻度。取1 mL定容后的溶液于10 mL容量瓶中,加入5 mL 10%福林酚試劑,搖勻,靜置2~3 min,再加入4 mL 75 g/L NaCO3溶液,搖勻,靜置60 min。同樣條件下以蒸餾水設(shè)置空白對照。用10 mL比色皿在770 nm下測定吸光度,并計算多酚得率。

      A,樣品吸光度;V,樣品提取液體積(mL);d,稀釋因子(通常為1 mL,稀釋成100 mL,則其稀釋因子為100),50;SLOPEstd,沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率,0.0108;m,樣品干物質(zhì)含量(g);m0,樣品質(zhì)量(g)。

      2 結(jié)果與分析

      2.1 玫瑰果多酚提取單因素試驗(yàn)研究

      2.1.1 提取劑對多酚提取效果的影響

      由于乙醇安全無毒、廉價易得、回收率高,本實(shí)驗(yàn)只選用乙醇與水2種試劑作為提取劑。

      定量稱取10 g玫瑰果果肉2份,粉碎,分別加入20倍量(mL/g)的無水乙醇、水,置于70℃水浴中提取40 min。結(jié)果如圖1所示。

      從學(xué)生認(rèn)為這門課程需要改進(jìn)的方面來看,在學(xué)習(xí)資源方面,學(xué)生希望增加英語歌曲、視頻等多媒體資源。在學(xué)習(xí)內(nèi)容方面,學(xué)生希望能更多地接觸到與日常生活密切相關(guān)的話題。

      由圖1可以看出,用無水乙醇做提取劑時,多酚得率較高。并且,由于水中易溶解氧,當(dāng)用水作為提取劑提取多酚時,易造成多酚氧化,而氧氣在乙醇中溶解度較低,因此將乙醇選為提取劑。

      2.1.2 乙醇體積分?jǐn)?shù)對多酚提取效果的影響

      定量稱取10 g玫瑰果果肉5份,粉碎,分別加入20倍量(mL/g)不同體積分?jǐn)?shù)的乙醇溶液(55%、65%、75%、85%、95%),置于 70℃ 水浴中提取 40 min。結(jié)果如圖2所示。

      圖1 提取劑對多酚得率的影響Fig.1 Effect of solvent type on the yield of polyphenols

      圖2 乙醇體積分?jǐn)?shù)對多酚得率的影響Fig.2 Effect of ethanol concentration on the yield of polyphenols

      由圖2可知,當(dāng)乙醇體積分?jǐn)?shù)為75%,多酚得率最高??赡苁怯捎诙喾宇愇镔|(zhì)以氫鍵與蛋白質(zhì)、多糖結(jié)合為穩(wěn)定的化合物,而有機(jī)溶劑能夠使氫鍵斷裂;同時,玫瑰果中多酚類物質(zhì)可能為水溶性物與脂溶性物的混合體,乙醇與水的混合體更利于多酚的溶解。因此,確定乙醇體積分?jǐn)?shù)為75%。

      2.1.3 料液比對多酚提取效果的影響

      定量稱取10 g玫瑰果果肉5份,粉碎,分別加入10、15、20、25、30 倍量(mL/g)體積分?jǐn)?shù)為 75% 的乙醇溶液,置于70℃水浴中提取40 min。結(jié)果如圖3所示。

      由圖3可知,隨著料液比的減小,多酚得率增加,當(dāng)料液比小于1∶20時,多酚得率略微降低。這說明當(dāng)料液比為1∶20時,提取劑已足夠?qū)⒚倒骞械亩喾尤芙?,同時考慮提取劑用量及濃縮時間,選取1∶20為提取料液比。

      定量稱取10 g玫瑰果果肉5份,粉碎,加入20倍量(mL/g)體積分?jǐn)?shù)為75%的乙醇溶液,分別置于40、50、60、70、80℃ 水浴中提取 40 min。結(jié)果如圖 4所示。

      圖3 料液比對多酚得率的影響Fig.3 Effect of material/liquid ratio on the yield of polyphenols

      圖4 提取溫度對多酚得率的影響Fig.4 Effect of extraction temperature on the yield of polyphenols

      由圖4可知,隨溫度升高,多酚得率增加,當(dāng)溫度超過60℃時,多酚得率又有所減少??赡苁怯捎跍囟壬呤苟喾尤芙舛仍龃?,而過高溫度使多酚氧化造成損失。因此,選擇60℃為提取溫度。

      2.1.5 提取時間對多酚提取效果的影響

      定量稱取10 g玫瑰果果肉5份,粉碎,加入20倍量(mL/g)體積分?jǐn)?shù)為75%的乙醇溶液,置于60℃水浴中分別提取 10、20、30、40、50 min。結(jié)果如圖 5所示。

      由圖5可知,隨提取時間的延長,多酚得率增大,當(dāng)提取超過40 min時,多酚得率無明顯變化。因此,選擇40 min為提取時間。

      2.1.6 提取次數(shù)對多酚提取效果的影響

      定量稱取10 g玫瑰果果肉5份,粉碎,加入20倍量(mL/g)體積分?jǐn)?shù)為75%的乙醇溶液,置于60℃水浴中提取40 min。分別提取 1、2、3、4、5 次。結(jié)果如圖6所示。

      圖5 提取時間對多酚得率的影響Fig.5 Effect of extraction time on the yield of polyphenols

      圖6提取次數(shù)對多酚得率的影響Fig.6 Effect of extraction times on the yield of polyphenols

      由圖6可知,提取3次時,多酚得率最高,但與提取2次相比,無明顯優(yōu)勢。而且,當(dāng)提取次數(shù)達(dá)到4次時,多酚得率反而有所下降,可能是由于長時間提取使多酚氧化損失。因此,可慮到生產(chǎn)成本,選擇2次為提取次數(shù)。

      2.2 玫瑰果多酚提取優(yōu)化實(shí)驗(yàn)結(jié)果

      在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上,采用L9(34)正交試驗(yàn),對乙醇體積分?jǐn)?shù)、料液比、提取溫度及提取時間進(jìn)行試驗(yàn),確定優(yōu)化工藝參數(shù)。

      由表1極差(R)分析可知,各因素對多酚提取率的影響次序?yàn)镈>A>C>B,即乙醇體積分?jǐn)?shù)(D)為主要影響因素,其次為提取溫度(A)、料液比(C)、提取時間(B),最佳提取工藝為D2A2C2B2。

      由于得出的最佳工藝組合在正交試驗(yàn)中并沒有出現(xiàn),需進(jìn)行補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)。定量稱取10 g玫瑰果果肉,粉碎,按工藝組合D2A2C2B2進(jìn)行提取實(shí)驗(yàn),即加入20倍量(mL/g)體積分?jǐn)?shù)為75%的乙醇溶液,置于70℃水浴中提取40 min,測定多酚得率為9.17%,大于正交試驗(yàn)結(jié)果中的最大值9.03,因此,確定最佳提取工藝為D2A2C2B2。

      2.3 重復(fù)實(shí)驗(yàn)

      利用正交試驗(yàn)得出的最佳提取工藝,定量稱取3份玫瑰果,按料液比1∶20加入體積分?jǐn)?shù)為75%的乙醇,在70℃下提取40 min,重復(fù)提取2次。結(jié)果見表2。

      表1 正交試驗(yàn)設(shè)計及結(jié)果Table 1 Orthogonal array design arrangement and experimental results

      表2 重復(fù)性實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 2 Repeatability verification for optimized extraction conditions

      3 結(jié)論與討論

      (1)實(shí)驗(yàn)采用乙醇法提取玫瑰果多酚,具有安全、環(huán)保、操作簡單的特點(diǎn)。

      (2)實(shí)驗(yàn)采用新國標(biāo)法測定玫瑰果多酚得率,實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加準(zhǔn)確、可信。

      (3)正交試驗(yàn)確定了最佳提取工藝為:提取溫度70℃,提取時間40 min,料液比 1∶20(g∶mL),乙醇體積分?jǐn)?shù)75%,提取次數(shù)2次。方差分析表明,乙醇體積分?jǐn)?shù)對提取效果影響顯著,提取溫度和料液比次之,提取時間影響不顯著。

      (4)乙醇浸提法提取玫瑰果多酚得率達(dá)9%以上,這表明玫瑰果中多酚物質(zhì)含量較高,可以作為多酚的提取原料,為保健食品領(lǐng)域提供新的資源。

      (5)玫瑰果多酚的提取溫度在單因素試驗(yàn)中的結(jié)論為60℃較好,但在正交試驗(yàn)中則70℃較好,這可能是由于單因素試驗(yàn)中提取次數(shù)選取為一次,提取液中多酚濃度大、與氧氣接觸的機(jī)會大,提取溫度超過60℃時,繼續(xù)升溫,多酚幾乎不再溶出,而過高的溫度使多酚氧化破壞;正交試驗(yàn)中提取次數(shù)選取為兩次,第二次提取液中多酚的濃度較小,升高溫度使多酚的溶解度及擴(kuò)散速度增大,利于其溶出,同時,提取液中多酚含量較少,不易與氧氣接觸,升溫造成的氧化損失少。因此,受提取次數(shù)的影響,最終通過正交試驗(yàn)確定的提取溫度為70℃。

      [1] 南京中醫(yī)藥大學(xué).中藥大辭典[M].上海:科學(xué)技術(shù)出版社,2006.

      [2] 史鳳英,吳英俊,吳景時.牡丹江產(chǎn)野玫瑰果對血管藥理作用研究[J].中國林副特產(chǎn),2005(2):36.

      [3] 李明,李艷芳,孫永超.中藥玫瑰花的研究進(jìn)展[J].衛(wèi)生職業(yè)教育,2007,25(8):146-148.

      [4] 石碧,狄瑩.植物多酚[M].北京:科學(xué)出版社,2000.

      [5] GB/T 8313-2008.茶葉中茶多酚和兒茶素類含量的檢測方法[S].

      [6] 黃皓,毛志方,涂云飛等.兩種方法測定茶葉中茶多酚含量的比較[J].中國茶葉加工,2009(2):43-44.

      [7] 汪躍華,孟祥春,林銀鳳等.南山茶茶籽多酚的提取及測定[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2011,39(1):118-119.

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