超聲波協(xié)同酶解法提取啤酒花黃酮類的工藝優(yōu)化及其抗氧化試驗

王如意,李 根,姜 柳,喬 楨,倪 萍,舒 剛

(四川農(nóng)業(yè)大學動物醫(yī)學院,四川 成都 611130)

啤酒花俗稱蛇麻花,是一種多年生草本蔓性植物,主要分布于北緯32°、60°之間的區(qū)域,在歐洲、亞洲和北美的分布較為集中[1]。目前已從啤酒花中分離、鑒定了400多種化合物,其中主要成分包括:α-酸、β-酸、啤酒花精油、總樹脂、多酚類以及黃酮類等化合物[2]。

黃酮類化合物是一種具有多種生理功能的生物活性物質(zhì),具有抑菌、消炎、抗過敏、抗腫瘤、抗氧化[2]等作用,能夠在一定程度上增強機體的免疫能力,抑制腫瘤細胞的擴散,延緩機體抗氧化、抗衰老,消除機體炎癥,增強心血管的功能等[3]。因此對黃酮類化合物的研究已成為當今天然植物藥物中的研究熱點。

酶解法是用酶類對植物的細胞壁進行水解,破壞植物的細胞壁結(jié)構(gòu),減少提取阻力從而提高黃酮類化合物的提取率。王曉[13]等用果膠酶和纖維素混合酶對山楂葉進行酶解后再提取,總黃酮產(chǎn)量提高了16.9%。目前利用超聲波法協(xié)同酶解法應(yīng)用于啤酒花總黃酮的提取研究尚未見報道,本文探究了啤酒花總黃酮的超聲波法協(xié)同酶解法提取工藝,同時測定提取出的啤酒花總黃酮的抗氧化性,以期為該資源的進一步開發(fā)提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗試劑與儀器 啤酒花,氧化鈉,纖維素酶140萬U/g,DPPH,維生素C。

1.2 試驗儀器 UY-2000型紫外可見分光光度計,JJ224BC型精密天平,4型電熱鼓風干燥機,HH-4型數(shù)顯恒溫水浴鍋,PB-10型酸度計,PSG60型超聲波清理器,SC-3614型低速離心機。

1.3 方法

1.3.1 試驗樣品處理方法 將啤酒花放置在50℃烘箱中烘烤3 h,待干燥后再將藥材放入配制好的乙醇溶液中浸泡。

1.3.2 樣品中總黃酮含量及黃酮提取率的測定方法 采用亞硝酸鈉-硝酸鋁比色法。

1.3.3 酶解協(xié)同超聲波法提取啤酒花黃酮工藝設(shè)計 將啤酒花放入1∶25的60%乙醇中浸泡,并添加纖維素酶2 mg/g進行酶解2 h,經(jīng)40 kHz的超聲波處理30 min,靜止30 min后進行抽濾,為不影響吸光度法的應(yīng)用,將濾液以3 000 r/min離心15 min,最后再測其黃酮含量。

1.4 提取啤酒花黃酮條件的優(yōu)化 通過設(shè)計正交試驗對提取條件進行優(yōu)化研究,確定最佳工藝條件和最佳得率。每個處理需要重復(fù)幾次,取其平均值進行分析。

1.5 啤酒花黃酮抗氧化性指標的檢測

1.5.1 啤酒花黃酮對二苯代苦味?；杂苫?DPPH)自由基的清除作用 采用DPPH清除法,對啤酒花黃酮的抗氧化性進行測定。

1.5.2 啤酒花黃酮對·OH自由基的清除作用采用·OH自由基清除法,對啤酒花黃酮的抗氧化性進行測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 以吸光度值(A)為縱坐標,蘆丁濃度(C)為橫坐標,繪制標準曲線,得回歸方程:y=0.0108x+0.0104(R2=0.9961),表明蘆丁濃度與吸光度有良好的線性關(guān)系,并用亞硝酸鈉-硝酸鋁比色法測定啤酒花黃酮的含量,進而計算啤酒花總黃酮得率。

以酶解時間(1.5 h、2 h、2.5 h),酶解溫度(40 ℃、45 ℃、50 ℃),酶解 pH 值(3.5、4.0、4.5)為三因素正交試驗設(shè)計,試驗結(jié)果表1。

表1 正交實驗結(jié)果

將最佳工藝重復(fù)3次提取啤酒花黃酮,總黃酮最高總得率為55.7(mg/g),超聲波協(xié)同酶解法可以有效地提取啤酒花中的黃酮類物質(zhì),由正交試驗設(shè)計結(jié)果可知,影響黃酮提取效果的3種因素中,其對得率的影響因素大小排序依次為酶解時間>酶解pH值>酶解溫度。最佳的提取工藝為在pH值為4,酶解溫度為30℃的情況下酶解時間1.5 h,最高的總黃酮得率為55.7(mg/g)。

2.2 抗氧化活性測定 隨著啤酒花總黃酮濃度的提高,對DPPH清除效果明顯提高。當質(zhì)量濃度為2 mg/mL時,清除率達94.3%。啤酒花總黃酮對·OH有較好的清除能力。在質(zhì)量濃度為2 mg/mL時,其對·OH的清除率可達89.3%。

3 結(jié)論與討論

本試驗著眼于啤酒花中黃酮類化合物提取工藝的優(yōu)化,首次利用超聲波協(xié)同酶解法提取啤酒花中黃酮類物質(zhì),相比于傳統(tǒng)的有機溶劑浸漬法,例如用乙醇提取啤酒花黃酮可達38.5 mg/g,本研究中建立的方法大大的提高了黃酮類物質(zhì)的提取率,總黃酮得最高的率可達55.7 mg/g。因超聲波協(xié)同酶的作用更易將細胞內(nèi)物質(zhì)釋放出來,提高了有效成分的得率,所以此類方法亦可應(yīng)用于植物中其他化合物的提取,提高提取效果。

在本試驗中,當啤酒花總黃酮質(zhì)量濃度為2.0 mg/mL時,對·OH和DPPH清除效果較好,分別為89.3%和94.3%,抗氧化性與維生素C接近。

在本試驗中只是提取工藝以及抗氧化活性初步研究[11],啤酒花的其他部位包括葉及其枝蔓有效成分的活性有待開發(fā)和研究。隨著醫(yī)學的不斷創(chuàng)新和發(fā)展,學者們對啤酒花的研究也越來越深入[14],其良好的藥理功能也逐漸被人們了解。我們將進一步探究將啤酒花黃酮加入油脂后的抗氧化功效,試圖將其應(yīng)用為一種新型的天然油脂抗氧化劑,為啤酒花黃酮類化合物的開發(fā)利用提供了理論依據(jù),預(yù)示著黃酮類化合物必將成為啤酒花領(lǐng)域的研究熱點。

參考文獻:

[1] 陳旭健,張原琪.紅菇多糖的提取及其降血糖、血脂的作用研究[J].食品科學,2010,31(9):255-258.

[2] 劉玉梅.啤酒花的分析評價及六氫蛇麻酮類的合成與應(yīng)用[D].江蘇,江南大學,2007.

[3] 周娟,鄒翔,季于彬,啤酒花有效成分及活性研究[J].食品科學,2009,30(3):521.

[4] 劉玉梅,唐堅,劉奎鈁.啤酒花的化學研究及其和啤酒釀造的關(guān)系[J].釀酒科技,2006,14(2):71.

[5] 肖小年,吳凌偉,范青生.啤酒花浸膏及其異構(gòu)化衍生物抗食品腐敗的初步研究[J].天然產(chǎn)物研究與開發(fā),2001,13(4):47-50.

[6] 胡春.黃酮類化合物抗氧化活性[J].中國油脂,1996,21(4):18.

[7] 汪秋安.天然黃酮類化合物的生理功能及其應(yīng)用[J].香料香精化妝品,1999(1):28-33.

[8] 李莉,劉成梅,田建文,等.現(xiàn)代提取分析技術(shù)在黃酮類化合物中的應(yīng)用[J].江西食品工業(yè),2006(4):42-44.

[9] 高文秀,祝波,王亞紅.酶解法協(xié)同超聲波法提取山楂中總黃酮的工藝條件優(yōu)化[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學,2013,14(3):252.

[10] 郭鑫磊.啤酒花黃酮類化合物提取及其抗輻射活性研究[J].天津科技大學學報,2009,7(12):25.

[11] 雷靜.啤酒花黃酮的提取、濃縮及儲藏性研究[D].烏魯木齊:新疆農(nóng)業(yè)大學2010.

[12] 舒翔,雷靜,李永春,等.啤酒花黃酮抗氧化活性的提取工藝研[J].中國食品添加劑,2011(02):198.

[13] 李姣娟,戴瑜,周盡花,等.川桂葉總黃酮對油脂抗氧化作用的研究[J].中南林業(yè)科技大學學報2011,31(10):134.

[14] 穆同娜,張惠,景全榮.油脂的氧化機理及天然抗氧化物的簡介[J].食品科學,2004,25(24):241-244.