柴達木枸杞類胡蘿卜素提取工藝優(yōu)化及抗氧化活性研究

吳有鋒,馬世震,譚　亮,馮海生,李彩霞

(1.中國科學(xué)院西北高原生物研究所,中國科學(xué)院藏藥研究重點實驗室,青海西寧 810008;2.中國科學(xué)院大學(xué),北京 100049)

?

柴達木枸杞類胡蘿卜素提取工藝優(yōu)化及抗氧化活性研究

吳有鋒1,2,馬世震1,*,譚亮1,馮海生1,李彩霞1

(1.中國科學(xué)院西北高原生物研究所,中國科學(xué)院藏藥研究重點實驗室,青海西寧 810008;2.中國科學(xué)院大學(xué),北京 100049)

以柴達木枸杞子為材料,采用超聲波輔助溶劑提取方法,在單因素實驗的基礎(chǔ)上,應(yīng)用Box-Behnken Design對料液比、提取溶劑配比、提取時間進行優(yōu)化，并通過DPPH自由基清除實驗研究類胡蘿卜素的抗氧化活性,同時測定不同產(chǎn)地、不同采摘期柴達木枸杞類胡蘿卜素含量。通過響應(yīng)面分析優(yōu)化后,得出超聲波輔助提取柴達木枸杞中類胡蘿卜素的最佳工藝條件為:提取溶劑為石油醚∶無水乙醇(v/v=2.6∶1),料液比為1∶60(g/mL),提取時間41 min,提取次數(shù)1次,在此條件下,類胡蘿卜素的含量可達321.52 mg/100 g。柴達木枸杞中類胡蘿卜素DPPH自由基清除率IC50為34.09 μg/mL,柴達木枸杞類胡蘿卜素具有較好的抗氧化活性并且不同產(chǎn)地、不同采摘期柴達木枸杞類胡蘿卜素含量均存在顯著差異(p<0.05)。

柴達木枸杞,類胡蘿卜素,響應(yīng)曲面,抗氧化活性

柴達木枸杞又名柴杞,主要出產(chǎn)于柴達木盆地。粒大飽滿,肉質(zhì)肥厚,色澤鮮艷,品質(zhì)優(yōu)良,相關(guān)研究表明柴達木枸杞多糖、類胡蘿卜素、氨基酸等營養(yǎng)成分比其它地區(qū)高,這主要得益于青海柴達木盆地獨具特色的高原大陸性氣候[1]。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究證實,枸杞具有補腎養(yǎng)肝、潤肺明目,抗氧化及協(xié)同防癌等多方面的藥理作用[2]。枸杞上述功能一般認(rèn)為與其所含枸杞多糖、類胡蘿卜素和甜菜堿等活性成分密切相關(guān)。現(xiàn)代藥理學(xué)研究證明,枸杞中類胡蘿卜素具有重要的生理活性,包括抗氧化活性[3-4]、提高免疫功能[5]、預(yù)防癌癥等[4,6-7]。

表1　不同產(chǎn)地枸杞樣品信息Table 1　Sample information of Qaidam Chinese wolfberry from different producing areas

目前,胡蘿卜素提取的方法主要包括超聲提取、微波提取、CO2超臨界萃取等方法,而常用的有超聲提取、微波提取,它們操作方便、成本經(jīng)濟。此外枸杞類胡蘿卜素所用的提取溶劑種類、形式(單一溶劑、不同比例混合溶劑)各不相同。王曉璇[8]等通過超聲波和微波處理的方法,用乙酸乙酯∶乙醇=1∶1(v/v)提取枸杞皮渣中的類胡蘿卜素;張業(yè)輝[9]等比較了幾種單一溶劑和混合溶劑所提取類胡蘿卜素溶液的吸光度值,確定異丙醇的提取效果較佳;Wang[10]等采用乙烷-乙醇-丙酮-甲苯(v/v/v/v=10∶6∶7∶7)提取枸杞中的類胡蘿卜素。但是,前人的研究多采用毒性較大的提取溶劑,而本研究采用毒性較小的石油醚-無水乙醇混合液進行提取,并進行了柴達木枸杞類胡蘿卜素提取條件的優(yōu)化和抗氧化活性的研究。本研究采用超聲輔助溶劑提取柴達木枸杞類胡蘿卜素,在單因素實驗基礎(chǔ)上,通過Box-Behnken Design對類胡蘿卜素提取工藝影響較大的三個因素即料液比、提取溶劑配比和提取時間進行優(yōu)化。采用DPPH法研究類胡蘿卜素抗氧化活性,同時測定了不同產(chǎn)地采摘期柴達木枸杞類胡蘿卜素含量,為柴達木枸杞類胡蘿卜素的進一步開發(fā)和應(yīng)用提供依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

柴達木枸杞2015年8月～10月采集于都蘭縣、諾木洪、格爾木等6個地區(qū),樣品具體信息見表1,樣品經(jīng)中國科學(xué)院西北高原生物研究所馬世震研究員鑒定確認(rèn)為正品,經(jīng)干燥處理(小于50 ℃干燥)、粉碎后備用;1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)德國Sigma公司;三氯甲烷、石油醚(沸點:60～90 ℃)、甲醇、正己烷、乙酸乙酯、丙酮、無水乙醇、無水硫酸鈉均為分析純,天津市百世化工有限公司;超純水實驗室自制。

VarianCary300Bio型紫外-可見分光光度儀美國Varian公司;AG135型精密電子天平瑞士Mettler Toledo公司;KQ-100E型超聲波清洗器昆山超聲儀器科技公司;優(yōu)普UPE-Ⅱ-40L型超純水機上海優(yōu)普實業(yè)有限公司;SL-500A型高速多功能粉碎機浙江省永康市松青五金廠。

1.2實驗方法

1.2.1枸杞類胡蘿卜素超聲提取工藝經(jīng)干燥處理的枸杞子(含水量低于11%)用超微粉碎機粉碎并過40目篩,精密稱取1.000 g,置于具塞錐形瓶中,以一定的料液比加入提取劑,密塞,搖勻,超聲處理[8]。冷卻至室溫,用盛有無水Na2SO4的漏斗過濾至100 mL棕色容量瓶中,并用提取溶劑潤洗錐形瓶和漏斗2～3次,定容[11]。經(jīng)適當(dāng)?shù)南♂?確保吸光度值A(chǔ)在0.2～0.8的范圍)后用紫外-可見分光光度計進行測定。實驗的全過程需要避光操作。

1.2.2類胡蘿卜素含量的測定類胡蘿卜素含量的測定參考了康保珊等[12]的方法并進行改進。根據(jù)Beer-Lambert定律,每100 g枸杞樣品中類胡蘿卜素含量(mg/100 g)按如下公式計算[13]:

式(1)

式中,m:樣品中類胡蘿卜素含量,mg/100 g;A:檢測到的枸杞樣品的吸光值;V:樣品液定容體積,mL;n:稀釋倍數(shù);2480:在1 cm光程長的比色杯中1 g/L枸杞樣品提取液的理論吸收值(按玉米黃素計);m1:枸杞樣品的質(zhì)量,g。

1.2.3類胡蘿卜素最大吸收波長的確定將石油醚-無水乙醇提取的柴達木枸杞類胡蘿卜素溶液稀釋定容后,以提取液為空白,在紫外-可見分光光度儀上從350～600 nm進行全波段掃描,以確定提取液的最大吸收波長。

1.2.4提取溶劑體系的選擇精密稱取枸杞粉末,置于具塞錐形瓶中,分別加入5種提取溶劑體系(1.氯仿∶甲醇=2∶1(v/v)[12];2.正己烷∶丙酮=1∶1(v/v);3.石油醚∶丙酮=2∶1(v/v)[14-15];4.乙酸乙酯∶丙酮=1∶1(v/v)[12];5.無水乙醇∶石油醚=1∶1(v/v)),在40 ℃下超聲提取40 min,提取2次,冷卻至室溫,用盛有無水Na2SO4的漏斗過濾至100 mL棕色容量瓶中,定容。經(jīng)適當(dāng)?shù)南♂尯?用相應(yīng)的提取溶劑作為參比,在450 nm波長處測定吸光度值,根據(jù)上述公式(1)計算類胡蘿卜素的含量,確定最適宜的提取溶劑體系。

1.2.5單因素實驗

1.2.5.1提取液配比的選擇采用“1.2.1”下的方法提取,固定提取條件為:提取溫度40 ℃、料液比1∶30(g/mL)、超聲提取40 min、提取次數(shù)2次,考察無水乙醇-石油醚混合液配比(1∶1,1∶2,1∶3,1∶4,2∶1)對所得類胡蘿卜素含量的影響。

1.2.5.2料液比的選擇采用“1.2.1”下的方法提取,固定提取條件為:提取溫度40 ℃、無水乙醇-石油醚混合液配比(v/v=1∶2)、超聲提取40 min、提取次數(shù)2次,考察不同料液比(1∶30、1∶40、1∶50、1∶60、1∶70 g/mL)對所得類胡蘿卜素含量的影響。

1.2.5.3提取時間的選擇采用“1.2.1”下的方法提取,固定提取條件為:提取溫度40 ℃、無水乙醇-石油醚混合液配比(v/v=1∶2)、料液比1∶50(g/mL)、提取次數(shù)2次,考察超聲時間(20、30、40、50、60 min)對所得類胡蘿卜素含量的影響。

1.2.5.4提取次數(shù)的選擇采用“1.2.1”下的方法提取,固定提取條件為:提取溫度40 ℃、無水乙醇-石油醚混合液配比(v/v=1∶2)、料液比1∶50(g/mL)、超聲時間40 min,考察提取次數(shù)(1、2、3、4次)對所得類胡蘿卜素含量的影響。

1.2.6響應(yīng)面實驗設(shè)計采用Design-Expert 8.0.6軟件,根據(jù)Box-Behnken中心組合實驗設(shè)計原理,綜合單因素實驗的結(jié)果,選取對柴達木枸杞中類胡蘿卜素含量有較明顯影響的三個因素(提取液配比、提取時間、料液比)進行對比實驗。在單因素的實驗基礎(chǔ)上采用三因素三水平L9(34)的響應(yīng)面分析方法,實驗因素與水平見表2。

表2　響應(yīng)面設(shè)計因素與水平Table 2　Factors and levels of response surface design

1.2.7抗氧化活性測定

1.2.7.1DPPH溶液的配制精密稱取DPPH粉末3.94 mg,置于100 mL棕色錐形瓶中,用無水乙醇溶解并稀釋至刻度,搖勻,得濃度為0.1 mmol/L的DPPH乙醇溶液,待用。操作全過程避光。

1.2.7.2供試品溶液的配制分別準(zhǔn)確移取提取液0.0、0.5、1.0、1.5、2.0 mL于具塞試管中,用無水乙醇稀釋至2.0 mL,搖勻,待用。

1.2.7.3DPPH自由基清除率的測定精密吸取0.1 mmol/L DPPH溶液2.0 mL與2.0 mL類胡蘿卜素提取液于同一具塞試管中振蕩搖勻,置于暗處反應(yīng)30 min后于517 nm處測定其吸光度A樣品,空白為2.0 mL無水乙醇與2.0 mL蒸餾水混合液,同時測定2.0 mL 0.1 mmol/L DPPH溶液與2.0 mL無水乙醇混合后的吸光度A對照,以及2.0 mL測試樣品溶液與2.0 mL無水乙醇混合后的吸光度A空白。DPPH自由基清除率的計算公式如下：

DPPH自由基清除率(%)

式(2)

1.3數(shù)據(jù)處理

采用Design-Expert8.0.6軟件進行多元回歸并對回歸模型進行方差分析,顯著性分析采用SPSS17.0軟件,進行單因素方差分析。實驗數(shù)據(jù)重復(fù)測定3次。

2　結(jié)果與分析

2.1類胡蘿卜素最大吸收波長確定

柴達木枸杞類胡蘿卜素提取液最大吸收波長如圖1所示,類胡蘿卜素提取液在450 nm處出現(xiàn)最大吸收峰,在420 nm和480 nm出現(xiàn)典型的雙尖峰,符合類胡蘿卜素的特征吸收[16],所以確定450 nm為最大吸收波長。

圖1　類胡蘿卜素紫外-可見光吸收光譜圖Fig.1　UV-Visible Spectrum of the carotenoid

2.2提取溶劑體系選擇

不同溶劑體系提取后,類胡蘿卜素的含量結(jié)果如圖2所示。

圖2　不同溶劑提取結(jié)果(n=3)Fig.2　Extraction results of different solvents(n=3) 注:不同小寫字母表明差異顯著(p<0.05)。

由圖2可知,在相同條件下,無水乙醇-石油醚(v/v=1∶1)提取效果最好,類胡蘿卜素含量為265.50 mg/100 g。乙酸乙酯-丙酮(v/v=1∶1)提取效果最差,類胡蘿卜素含量為132.03 mg/100 g。氯仿-甲醇(v/v=2∶1)和石油醚-丙酮(2∶1)這兩者差異不顯著(p>0.05),但與其它溶劑體系差異顯著(p<0.05)。無水乙醇-石油醚提取效果較好,這與理論相一致。類胡蘿卜素按其化學(xué)結(jié)構(gòu)和溶解性可分為兩類,即:胡蘿卜素類(Carotenes)系共軛烯烴,包括α-胡蘿卜素、β-胡蘿卜素、γ-胡蘿卜素等,其易溶于石油醚、苯、氯仿、難溶或不溶于乙醇和甲醇;葉黃素類(Xanthophylls)系共軛多烯烴含氧衍生物,可以以醇、醛、酮、酸等形式存在,包括玉米黃素、隱黃素、葉黃素等,能溶于甲醇、乙醇和石油醚。文獻中多報道使用不同比例的石油醚和丙酮,但無水乙醇的極性略大于丙酮更易將類胡蘿卜素中極性大的提取出來并且葉黃素類易溶于乙醇,同時無水乙醇無毒。綜合考慮安全性和提取效果,故選擇無水乙醇-石油醚為提取溶劑。本研究采用超聲輔助提取類胡蘿卜素,操作簡便,但由于超聲過程中溫度會隨超聲時間的持續(xù)而升高,不便于控制,其次,類胡蘿卜素在高溫下不穩(wěn)定以及其提取溶劑容易揮發(fā)等原因,所以未選擇超聲溫度作為優(yōu)化的因素。根據(jù)前人的研究結(jié)果[17],所以研究過程中控制溫度在40 ℃以內(nèi)。

2.3單因素實驗結(jié)果

2.3.1提取溶液配比的選擇不同比例的無水乙醇-石油醚提取類胡蘿卜素含量結(jié)果如圖3所示。

圖3　不同配比提取液的提取結(jié)果(n=3)Fig.3　Extraction results of different proportion of extracts(n=3)

由圖3可知,無水乙醇與石油醚的配比為1∶2時,提取效果最好,類胡蘿卜素的含量為291.08 mg/100 g。配比小于1∶2時,溶劑極性較小,反之極性較大。枸杞中胡蘿卜素類和葉黃素類都能溶于石油醚,而葉黃素類還能溶于乙醇,適度提高石油醚的比例有利于類胡蘿卜素提取更完全,但隨著石油醚比例的增高,類胡蘿卜素的含量下降。當(dāng)無水乙醇和石油醚的比例為2∶1時,類胡蘿卜素含量最低。故確定無水乙醇和石油醚的比例為1∶2。

2.3.2料液比的選擇不同料液比提取類胡蘿卜素含量結(jié)果如圖4所示。

圖4　不同料液比的提取結(jié)果(n=3)Fig.4　Extraction results of different solid-liquid ratio(n=3)

由圖4可知,隨著料液比從1∶30到1∶50(g/mL)時,類胡蘿卜素的含量呈現(xiàn)緩慢增加的趨勢,但從1∶50到1∶70(g/mL)時,類胡蘿卜素含量呈現(xiàn)迅速降低的趨勢。這可能是由于在一定范圍內(nèi)增加提取液的體積可以增加接觸面積,使得較多類胡蘿卜素被提取出來,但提取液的體積繼續(xù)增大會使類胡蘿卜素的提取達到飽和,同時提取液的揮發(fā)量增大,導(dǎo)致提取量趨于平穩(wěn)或降低。考慮到提取溶劑體積過大會增加成本,體積過小類胡蘿卜素提取不完全,導(dǎo)致原料浪費,故確定料液比為1∶50(g/mL)。

2.3.3提取時間的選擇不同提取時間提取類胡蘿卜素含量結(jié)果如圖5所示。

圖5　不同提取時間提取結(jié)果(n=3)Fig.5　Extraction results of different time(n=3)

由圖5可知,類胡蘿卜素的含量提取時間在20～40 min,類胡蘿卜素的含量逐漸增加,但40 min后,類胡蘿卜素含量先下降,后基本不變。這可能由于長時間的超聲提取溶劑揮發(fā)或類胡蘿卜素發(fā)生受溫度的影響部分分解所致[18]。故提取的最佳時間確定為40 min。

2.3.4提取次數(shù)的選擇不同提取次數(shù)提取類胡蘿卜素含量結(jié)果如圖6所示。

圖6　不同超聲次數(shù)提取結(jié)果(n=3)Fig.6　Extraction results of different times(n=3)

由圖6可知,隨著超聲次數(shù)的提高,類胡蘿卜素含量降低。這可能由于多次超聲導(dǎo)致類胡蘿卜素的結(jié)構(gòu)受到破壞,而發(fā)生分解所致。從節(jié)省資源、降低能耗、成本等角度來考慮故選擇提取次數(shù)為1次。

表4　回歸模型方差分析Table 4　Variance analysis of regression model

表5　回歸方程系數(shù)顯著性分析Table 5　Analysis of the significant coefficients of regression equation

注:* 顯著(p<0.05),**極顯著(p<0.01)。

2.4響應(yīng)面法優(yōu)化實驗

2.4.1響應(yīng)面實驗結(jié)果在單因素實驗的基礎(chǔ)上,根據(jù)Box-Behnken設(shè)計進行了17組實驗,其中5組中心點重復(fù),結(jié)果見表3。利用 Design-Expert8.0.6軟件對表3實驗數(shù)據(jù)進行多元回歸擬合,所得的回歸方程為:

Y=321.89-3.21A+0.44B+0.70C+6.66AB-0.27AC+0.28BC-17.12A2+3.36B2-7.91C2

表3　實驗設(shè)計及其實驗結(jié)果Table 3　Box-Behnken design matrix and the experimental result

對回歸模型進行方差分析,結(jié)果見表4。從表4可以得知,模型F=328.69,p<0.0001(p<0.01),本實驗?zāi)Ｐ褪菢O其顯著的,該模型可用于預(yù)測柴達木枸杞類胡蘿卜素的提取工藝;失擬項為p=0.0501(p>0.05),失擬項不顯著,表示單因素實驗結(jié)果可以和數(shù)學(xué)模型擬合良好,實驗誤差小,即可以使用此模型對類胡蘿卜素的提取量進行分析和預(yù)測[17]。

回歸方程中各變量對指標(biāo)(響應(yīng)值)影響的顯著性,由F檢驗來判斷,概率p的值越小,相應(yīng)的變量顯著程度就越高。從表5可知,用上述回歸方程描述各因素中一次項A極顯著,C項顯著。其次二次項AB、A2、B2、C2極顯著。各因素對類胡蘿卜素含量的影響是A>C>B(A、B、C分別為無水乙醇-石油醚的比例、料液比和時間)。交互項AB極顯著,表明無水乙醇-石油醚的比例與料液比存在極顯著的交互作用,因此每個實驗因素對響應(yīng)值的影響呈現(xiàn)的不是線性關(guān)系。

2.4.2響應(yīng)面及等高線的分析根據(jù)軟件Design-Expert獲得響應(yīng)值的3D曲面,分析各因素對類胡蘿卜素含量的影響及其各因素間的交互作用。圖7中所示當(dāng)溶劑比例(A)、料液比(B)和提取時間(C)中任意一個因素為零水平時,其余兩個因素的交互作用及對類胡蘿卜素含量的影響。類胡蘿卜素含量隨其中任意兩個變量的增加呈現(xiàn)上升趨勢,達到一定值時,曲面稍下降或趨于平緩。結(jié)果如圖7(a～c)所示,其中圖7(a)等高線出現(xiàn)明顯的交互,說明料液比和溶劑比例之間交互作用較明顯,與方差分析結(jié)果相符。圖7(b)等高線趨向于圓形,說明溶劑比例和提取時間的交互作用不明顯。隨提取時間和溶劑比例的增加,類胡蘿卜素含量先增加后降低。圖7(c)等高線圖沒有發(fā)生交互,料液比和提取時間的交互作用不明顯。隨提取時間增加,類胡蘿卜素含量先增加后降低;隨料液比增加類胡蘿卜素含量變化不大。

圖7　兩因素交互作用對提取量的響應(yīng)面圖Fig.7　Response surface plots showing the effect of different extraction conditions on the extraction yield of carotenoid

2.4.3驗證實驗和DPPH自由基清除率測定通過Box-Behnken設(shè)計優(yōu)化的條件,得到最佳提取條件為:石油醚∶無水乙醇(v/v=2.61∶1),料液比為1∶60(g/mL),提取時間40.53 min,類胡蘿卜素的含量最高為321.52 mg/100 g。對響應(yīng)面分析優(yōu)化的提取工藝條件進行適當(dāng)調(diào)整:石油醚∶無水乙醇(v/v=2.6∶1),料液比為1∶60(g/mL),提取時間41 min,在此工藝條件下進行實驗驗證,重復(fù)三次得到類胡蘿卜素平均含量為321.55 mg/100 g,RSD為0.401%。實驗值與預(yù)測值比較相差不大,說明該模型能很好的預(yù)測類胡蘿卜素的含量。按“2.7.3”的方法測定吸光度值A(chǔ)樣品、A對照、A空白,根據(jù)公式(2)計算樣品的DPPH自由基清除率,再計算樣品IC50值,結(jié)果IC50為34.09 μg/mL。

2.5不同產(chǎn)地、不同采摘期柴達木枸杞類胡蘿卜素含量測定

在最佳提取條件下,于450 nm波長處測定吸光度值,以相應(yīng)的提取溶劑作為參比,測定不同產(chǎn)地、不同采摘期柴達木枸杞的類胡蘿卜素含量,具體見表6。

表6　不同產(chǎn)地、不同采摘期柴達木枸杞 類胡蘿卜素含量測定(n=3)Table 6　The content of carotenoid in Qaidam Chinese Wolfberry from different producing areas and different picking period(n=3)

由表6可以得出,不同產(chǎn)地、不同采摘期柴達木枸杞中類胡蘿卜素含量均存在顯著差異(p<0.05)。8月份于德林哈市采摘的枸杞中類胡蘿卜素含量最高,都蘭縣宗加鎮(zhèn)含量最低;9月份于烏蘭縣采摘的枸杞中類胡蘿卜素含量最高,格爾木市含量最低。導(dǎo)致這些差異可能的原因是本身的基因型,獨特的地理環(huán)境,不同生長期的生理特征,不同生長季節(jié)的氣候因素等等。由于產(chǎn)地的不同枸杞的營養(yǎng)成分和藥用成分存在差異,在實際的應(yīng)用中可以根據(jù)不同的需求選擇不同產(chǎn)地的枸杞。

3　結(jié)論

在單因素實驗的基礎(chǔ)上,通過響應(yīng)曲面法對枸杞類胡蘿卜素提取工藝進行優(yōu)化,得到最佳工藝條件為提取溶劑石油醚∶無水乙醇(v/v=2.6∶1),料液比1∶60(g/mL),提取時間41 min,提取次數(shù)為1次。在最佳工藝條件下提取枸杞中類胡蘿卜素的含量可達321.52 mg/100 g。

通過對枸杞中類胡蘿卜素DPPH自由基清除能力的測定,得出枸杞中類胡蘿卜素具有很好的抗氧化能力,其IC50為 34.09 μg/mL。進一步驗證了枸杞中類胡蘿卜素作為抗氧化活性物質(zhì)具有很好的應(yīng)用前景,為柴達木枸杞深加工和開發(fā)利用提供了理論依據(jù)。

不同產(chǎn)地、不同采摘期柴達木枸杞中類胡蘿卜素含量均存在顯著差異,導(dǎo)致這種差異可能的原因不僅有植物自身基因型、生理特征方面的因素,而且還有諸多環(huán)境因素。由于這種差異性的存在,在實際使用中可以根據(jù)需求選擇不同產(chǎn)地、不同采收期的柴達木枸杞。

[1]葉英,索有瑞,韓麗娟,等. 柴達木枸杞研究開發(fā)現(xiàn)狀及產(chǎn)業(yè)前景分析[J]. 食品工業(yè),2014,35(2):210-213.

[2]王亞軍,安巍,石志剛,等. 枸杞藥用價值的研究進展[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2008,36(30):13213-13214，13218.

[3]B?hm F,Edge R,George Truscott T. Interactions of dietary carotenoids with singlet oxygen(O2)and free radicals:potential effects for human health[J]. Acta Biochimica Polonica,2012,59(1):27.

[4]黃麗,於洪建,吳巍. 枸杞中類胡蘿卜素的研究進展[J]. 食品研究與開發(fā),2012,33(5):233-236.

[5]Hughes DA. Dietary carotenoids and human immune function[J]. Nutrition,2001,17(10):823-827.

[6]孫玉敬,喬麗萍,鐘烈洲,等. 類胡蘿卜素生物活性的研究進展[J]. 中國食品學(xué)報,2012,12(1):160-166.

[7]Zhang X,Zhao W-e,Hu L et al. Carotenoids inhibit proliferation and regulate expression of peroxisome proliferators-activated receptor gamma(PPARγ)in K562 cancer cells[J]. Archives of biochemistry and biophysics,2011,512(1):96-106.

[8]王曉璇,牛黎莉,張盛貴. 響應(yīng)面法優(yōu)化枸杞皮渣中類胡蘿卜素提取工藝[J]. 食品工業(yè)科技,2013,34(4):232-

235，238.

[9]張業(yè)輝,張桂,孫衛(wèi)東,等. 枸杞中類胡蘿卜素的提取研究[J]. 食品研究與開發(fā),2006,127(11):84-87.

[10]Wang C,Chang S,Inbaraj BS et al. Isolation of carotenoids,flavonoids and polysaccharides from Lycium barbarum L. and evaluation of antioxidant activity[J]. Food Chemistry,2010,120(1):184-192.

[11]曹靜亞,譚亮,遲曉峰,等. 枸杞子中β-胡蘿卜素的快速溶劑萃取提取條件優(yōu)化及HPLC測定[J]. 中藥材,2013,36(7):1168-1171.

[12]康保珊,趙文恩,焦鳳云,等. 不同提取溶劑系統(tǒng)對類胡蘿卜素總含量的影響[J]. 食品工業(yè)科技,2007,128(1):84-86.

[13]曲云卿,張同剛,劉敦華. 不同產(chǎn)地枸杞中主要類胡蘿卜素的聚類分析[J]. 食品與機械,2015,31(2):76-79.

[14]陳敏,李赫,馬文平,等. 反相高效液相色譜法測定枸杞中類胡蘿卜素及酯類化合物[J]. 分析化學(xué),2006,34(S1):27-30.

[15]李赫,陳敏,馬文平,等. 不同成熟期枸杞中類胡蘿卜素含量的變化規(guī)律[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué),2006,39(3):599-605.

[16]楊亞玲,趙榆林,林強,等. 固相萃取-高效液相色譜法測定枸杞中的類胡蘿卜素[J]. 分析實驗室,2004,23(6):25-27.

[17]王孝榮,羅佳麗,潘年龍,等. 響應(yīng)面優(yōu)化枸杞色素提取工藝及穩(wěn)定性研究[J]. 西南師范大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2013,38(8):108-113.

[18]張春蘭. 枸杞色素的提取及穩(wěn)定性研究[M].新疆:新疆農(nóng)業(yè)大學(xué),2005.

Extraction optimization and antioxidant activity for carotenoid in Qaidam Chinese wolfberry

WU You-feng1,2,MA Shi-zhen1,*,TAN Liang1,FENG Hai-sheng1,LI Cai-xia1

(1.Key Laboratory of Tibetan Medicine Research,Northwest Institute of Plateau Biology,Chinese Academy of Science,Xining 810008,China;2.University of Chinese Academy of Science,Beijing 100049,China)

The Qaidam Chinese Wolfberries were used as the raw material in carotenoid extracting. In order to improve extraction content,the method of ultrasonic-assisted organic solvent extraction was adopted. Based on the single factor experiments,solid-liquid ratio,the ratio of the extraction solvent and the extraction time were optimized by Box-Behnken Design. The inhibitory rate of DPPH scavenging activity was analyzed antioxidant activity of carotenoid. Under optimal extraction conditions,the contents of carotenoid in Qaidam Chinese Wolfberry from different producing areas and different picking period were determined. By the optimizing of response surface method,the optimalizing technique was obtained,which was that the extraction solvent was petroleum ether and ethanol mixtures(v/v=2.6∶1),the solid-liquid ratio was 1∶60(g/mL),extraction time and extraction times were 41 min and 1,respectively. The content of carotenoid in Qaidam Chinese wolfberry was 321.52 mg/100 g under optimized conditions. The half maximal inhibiting concentration(IC50)of DPPH scavenging activity of carotenoid was 34.09 μg/mL. There were statistically significant differences in carotenoid content in Qaidam Chinese Wolfberry compared with different producing areas and different picking period(p<0.05).

Qaidam Chinese wolfberry;carotenoid;response surface methodology;antioxidant activity

2016-01-04

吳有鋒(1989-)，男，碩士研究生，研究方向：藥材質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和藥物分析,E-mail:wuyoufeng14@mails.ucas.ac.cn。

馬世震(1963-)，男，研究員，研究方向：植物化學(xué)和新產(chǎn)品研發(fā)，E-mail：szma@nwipb.cas.cn。

中國科學(xué)院藏藥現(xiàn)代化重點實驗室項目(Y4496110Z1)。

TS201.1

B

1002-0306(2016)14-0250-07

10.13386/j.issn1002-0306.2016.14.042