靳雅楠 孫 琛 王 權(quán) 趙旭峰 魏 昭 梁 勃 馮玉冰 孫金旭
(1 衡水市綜合檢驗檢測中心 河北 衡水 053000; 2 衡水學院 河北 衡水 053000)
山茱萸為山茱萸科山茱萸屬小灌木或落葉喬木植物[1~2],山茱萸被列為藥食同源類植物,主產(chǎn)于浙江、山西、江蘇等地。研究發(fā)現(xiàn),山茱萸中生物活性物質(zhì)含量豐富,如黃酮類化合物、多糖類化合物、多酚類化合物、氨基酸等[3~4],皂苷含量也很豐富,具有抗氧化、抑菌、降血糖、抗腫瘤的功效[5]。黃酮類物質(zhì)是山茱萸中的主要功效性成分,山茱萸中黃酮類成分的提取分離及應(yīng)用也是食品、藥品工業(yè)化生產(chǎn)的需要。有關(guān)山茱萸黃酮提取的報道不多,但其它類物質(zhì)黃酮提取的報道較多,有超聲波法、超臨界法、水提法、醇提法等方法,各種方法都各有優(yōu)缺點。閃式提取法是利用高速切割振動攪拌的剪切力破壞植物的細胞壁,在真空負壓條件下充分溶解植物細胞中的化學成分,在較短時間內(nèi)達到提取的效果,和其它提取方法相比,閃式提取法具有操作簡便、效率高、用時短、對活性成分破壞損失小的特點[6~7]。本研究利用閃式提取法提取山茱萸中黃酮類物質(zhì),對提取工藝進行優(yōu)化研究,以期為之后的工業(yè)化閃式提取山茱萸黃酮提供技術(shù)支持。
1.1 試驗材料。山茱萸(購自北京同仁堂衡水分店),經(jīng)清洗、烘干,粉碎機粉碎后過80 目篩;蘆丁標準品(購于國家標準物質(zhì)網(wǎng))。
1.2 儀器設(shè)備。破壁機(深圳市凈品環(huán)??萍加邢薰?;電子天平(梅特勒-托利多儀器上海有限公司);分光光度計(722G 可見分光光度計廣州廣一科學儀器有限公司); 閃式提取器( 實驗型, 型號:KM1-JHBE-50T,產(chǎn)自北京海富達科技有限公司)。
1.3 黃酮測定方法。黃酮測定法參考李志清《發(fā)酵法對比提取丹參黃酮研究》[8]。
2.1 料液比例對閃式提取山茱萸黃酮的影響。料液的濃稀度對黃酮的提取會有一定的影響。太濃,分子間的距離小,閃式提取波對細胞壁作用時受到的阻力大,不利于提取的進行;太稀也會影響提取破壁的效果。閃式提取過程中,只有適宜的料液比例才能提高提取率,因此設(shè)定不同的料液比例,研究其對閃式提取山茱萸黃酮的影響,以求得到適宜的料液比例。由圖1 可知,在閃式提取初始溫度自然、提取電壓60V、提取次數(shù)1 次、提取時間5min 的條件下,閃式提取山茱萸黃酮,隨料液比例的增高,山茱萸黃酮提取量呈現(xiàn)先升后降的趨勢,料液比例1∶15時,閃式提取山茱萸黃酮的提取量最高,因此料液比例以1∶15 較為適宜。
圖1 料液比例對閃式提取山茱萸黃酮的影響
2.2 閃式提取初始溫度對山茱萸黃酮提取量的影響。根據(jù)分子運動理論,液體中分子運動的速率與液體的溫度呈正相關(guān),溫度越高,分子運動的速率也越快,在提取過程中,一定速率的分子運動有利于破壁,提取量會增大。由圖2 可知,在閃式提取電壓60 V、提取1 次、料液比例1∶15、提取時間5min 的條件下,設(shè)置不同的閃式提取初始溫度,結(jié)果表明,60℃以下時,山茱萸黃酮提取量隨閃式提取溫度的升高而增大;60 ℃以上時,山茱萸黃酮提取量隨溫度的升高而減小,因此將閃式提取山茱萸黃酮的提取溫度設(shè)定為60℃較適宜。
圖2 初始溫度對閃式提取山茱萸黃酮的影響
2.3 閃式提取電壓對山茱萸黃酮提取量的影響。設(shè)定閃式提取初始溫度60 ℃,提取時間10 min,料液比例1∶15,分別在不同的提取電壓下進行山茱萸黃酮提取。由圖3 可知,當提取電壓在60 ~160 V 時,山茱萸黃酮提取量隨閃式提取電壓的升高而增大,增幅在11.05 ~21.22 mg/g,相對增幅92.04%,閃式提取電壓在160 ~180 V 時,山茱萸黃酮提取量隨提取電壓的增加而呈現(xiàn)逐步降低的趨勢,降低的幅度不是很大,具體原因有待于進一步分析。因此,確定閃式提取山茱萸黃酮的電壓以160V 較為適宜。
圖3 提取電壓對閃式提取山茱萸黃酮的影響
2.4 閃式提取的次數(shù)對山茱萸黃酮提取量的影響。增加閃式提取山茱萸黃酮的提取次數(shù),相當于增加閃式提取的時間,在提取初始溫度60 ℃、料液比例1∶15、提取電壓160 V 的情況下,將一份料液依次提取5 min、10 min、15 min、20 min,測定閃式提取次數(shù)對山茱萸黃酮提取的影響。結(jié)果由圖4 可知,幾次提取山茱萸黃酮的變化幅度不是很大,2 次提取比1 次提取提高了8.8%,2 次提取比3、4 次提取略高有限,2、3、4 次之間差別不大,考慮到生產(chǎn)成本等諸多因素,確定2 次閃式提取山茱萸黃酮較為適宜。
圖4 提取次數(shù)對閃式提取山茱萸黃酮的影響
閃式提取器是一種新型的對植物莖、葉、花、根等部位進行快速高效提取的儀器,其利用高速剪切力將物料在數(shù)十秒的瞬間破碎成細小的微粒,利用超動分子滲濾達到提取過濾效果,其最大的優(yōu)勢在于時間短、溶劑用量少、效率高、不會受熱破壞、能很好地對植物有效成分進行保護。試驗研究閃式提取法提取山茱萸黃酮,對閃式提取山茱萸黃酮工藝進行優(yōu)化,經(jīng)研究,提取條件為料液比例1∶15、提取初始溫度60 ℃、提取電壓160 V、提取次數(shù)2 次(每次5 min),此工藝條件下,山茱萸黃酮的提取量達到23.01 mg/g,表明優(yōu)化閃式提取山茱萸黃酮提取工藝對提高山茱萸黃酮提取量、節(jié)約提取成分行之有效。