王 欣,郝 巖,楊鑫淼,孫莉歡,趙晉彤
(哈爾濱商業(yè)大學(xué),黑龍江 哈爾濱 150076)
余甘子(Phyllanthus emblica L.)為大戟科葉下珠屬植物余甘子的果實(shí),在我國西南等地區(qū)分布廣泛,是我國藥食兩用的傳統(tǒng)藥材之一,具有清熱涼血、消食健脾、生津止咳等藥效[1]。余甘子內(nèi)富含多酚類、萜類、維生素及各種微量元素等多種活性成分[2],大量研究表明,余甘子多酚具有抗氧化、抗菌、抗炎、抗腫瘤、護(hù)肝、降血糖、免疫調(diào)節(jié)等多種藥理作用[3],在藥物研發(fā)及食品保健等方面具有廣闊的前景。因此,余甘子多酚的高效提取對后續(xù)的深入研究及產(chǎn)品開發(fā)具有重要意義。本文在現(xiàn)有文獻(xiàn)報(bào)道的基礎(chǔ)上,對余甘子多酚的多種提取工藝及測定方法進(jìn)行梳理綜述,以期為余甘子多酚的高效利用提供理論依據(jù)及參考。
溶劑浸提法作為多酚提取中的傳統(tǒng)方法,對于溶劑的選擇,首先,要求溶劑能夠較好地溶解多酚,其次,還要考慮其極性及安全性等性質(zhì)。提取多酚類化合物所用溶劑多為有機(jī)溶劑,例如甲醇、乙醇、丙酮等。曹維等[4]以廣東普寧產(chǎn)余甘子鮮果實(shí)為原料,通過正交實(shí)驗(yàn)對余甘子多酚的最佳提取工藝進(jìn)行優(yōu)化。首先,對3 種不同提取溶劑(50%甲醇、80%乙醇、蒸餾水)進(jìn)行考察,結(jié)果表明,50%甲醇提取得到的多酚含量為3.6%,提取效果最佳。進(jìn)而通過正交實(shí)驗(yàn)得出影響多酚提取效果的因素依次為料液比>提取次數(shù)>提取時間,且當(dāng)料液比為1∶10、提取時間為90min、提取次數(shù)為1 次時,多酚含量達(dá)到最高。吳丹玲等[5]在余甘子多酚提取條件優(yōu)化的研究中,以水及不同濃度的丙酮、甲醇、乙醇作為提取溶劑,對余甘子多酚進(jìn)行提取,并對提取溶劑的濃度及提取次數(shù)進(jìn)行優(yōu)化實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,水提取5次、70%丙酮提取3 次、70%甲醇提取4 次、80%乙醇提取3 次的多酚提取率均在96%以上。其中,當(dāng)70%丙酮提取3 次時,所得多酚含量最高,可達(dá)到17.21g·kg-1。甘瑾等[6]以乙醇為提取溶劑對余甘子果渣多酚進(jìn)行提取,在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,以提取溫度、乙醇體積分?jǐn)?shù)、提取時間為考察因素,以多酚提取量為指標(biāo),采用三因素三水平的Box-Behnken 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn),對余甘子果渣中的多酚進(jìn)行了提取優(yōu)化。以此確定出余甘子果渣多酚的最佳提取條件為:提取溫度60℃、乙醇體積分?jǐn)?shù)60%、提取時間80min、料液比1∶33(g∶mL),在此條件下多酚的提取量為126.25mg·g-1。楊冰鑫等[7]選用四川產(chǎn)余甘子鮮果實(shí)為研究對象,通過單因素實(shí)驗(yàn)篩選出浸提時間、浸提溫度和乙醇濃度3 個因素對總多酚提取影響較大,進(jìn)一步采用正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化提取工藝。當(dāng)浸提時間為135min、浸提溫度為70℃、乙醇濃度為45%時,總多酚含量為(0.2427±0.008)mg GAE·mg-1。
溶劑浸提法較其他提取方法來說,操作簡單、可行性高、整體實(shí)驗(yàn)更為穩(wěn)定,但其提取時間較長且得率較低,同時,有機(jī)溶劑消耗量大且成本較高。
植物細(xì)胞壁由纖維素、半纖維素及果膠等構(gòu)成,因此,可以選用相應(yīng)的生物酶水解這些組成成分,以達(dá)到破壞植物細(xì)胞壁,有利于其中活性物質(zhì)提取的目的。提取生物活性物質(zhì)常用的生物酶類有纖維素酶、果膠酶及木瓜蛋白酶等。王小艷等[8]采用了酶解輔助法提取余甘子多酚并測定總多酚的含量。在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)L16(45)進(jìn)行工藝優(yōu)化,以總多酚的提取率作為參考指標(biāo),最終確定余甘子總多酚的最佳提取工藝為:纖維素酶和果膠酶比例為1∶1、總加酶量為2%、提取溫度60℃、料液比1∶30(g∶mL)、最適pH 值為4.0、恒溫低速振蕩、提取時間為4h,總多酚提取率為13.68%。
酶解輔助提取法具有作用條件溫和、提取率較高、有機(jī)溶劑使用量少等優(yōu)點(diǎn),但提取時間相對較長,且酶制劑成本較高。
超聲波輔助提取法是在超聲波所產(chǎn)生的空化作用和機(jī)械作用下,使組織細(xì)胞發(fā)生破裂,進(jìn)而在超聲波高頻振動作用下,能夠促進(jìn)多酚類物質(zhì)的溶出和擴(kuò)散。黃秋萍等[9]以丙酮為提取試劑,通過設(shè)計(jì)單因素實(shí)驗(yàn)與正交實(shí)驗(yàn),對超聲波輔助提取余甘子果核多酚工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)果表明,最佳提取條件為:體積分?jǐn)?shù)70%的丙酮、料液比1∶4(g∶mL)、提取溫度40℃、提取時間30min,在此條件下,余甘子果核多酚的提取率為7.37%。林長彬等[10]以乙醇為提取試劑,以余甘子總多酚的提取量為評價指標(biāo),采取單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)合Box-Behnken 響應(yīng)面法,探究乙醇濃度、超聲時間、超聲溫度對余甘子多酚提取工藝的影響,并對其提取工藝進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明,余甘子多酚提取的影響因素為乙醇濃度>超聲溫度>超聲時間;最佳提取條件為:乙醇濃度64%、超聲時間39min、超聲溫度43℃,余甘子總多酚的提取量可達(dá)186.17mg·g-1。Tsai 等[11]選取提取時間、乙醇濃度及超聲頻率等影響因素,通過L9(34)正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)對超聲輔助提取余甘子多酚的工藝進(jìn)行優(yōu)化,結(jié)果表明,以70%乙醇為提取溶劑,料液比為1∶50(g∶mL),在提取時間為15min、提取溫度60°C、超聲頻率為56kHz 的條件下,酚類化合物的浸出量達(dá)55.34mg·g-1,其得率可達(dá)56.82%。而常規(guī)溶劑(70%乙醇)萃取酚類成分的產(chǎn)率為16.78%,遠(yuǎn)低于超聲輔助提取法。
超聲波輔助提取法操作簡便、提取時間短且效率高,作為新型提取方法,具有廣闊前景。
微波輔助提取法是指電磁波與極性化合物相互作用時所產(chǎn)生熱量,能夠提高提取溶劑的溫度,進(jìn)而增加溶劑在樣品中的滲透率,同時高溫可破壞植物細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)和細(xì)胞壁,更有利于活性成分的溶出。李潔等[12]采用微波-熱水浸提法對余甘子多酚進(jìn)行提取,并通過單因素實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)對最佳提取工藝進(jìn)行優(yōu)化。在微波功率640W 條件下處理3min,料液比為1∶20(g∶mL),在50°C 下浸提6min 后,與傳統(tǒng)的熱水浸提法相比,總酚提取量提高了50.26%。Li 等[13]選用產(chǎn)自福建省惠安縣的余甘子進(jìn)行研究,通過響應(yīng)面分析法,以總多酚含量為評價指標(biāo),對微波功率、輻照時間、乙醇濃度及料液比進(jìn)行優(yōu)化,確定其最佳提取工藝:在微波功率為480W,輻射時間29s、乙醇濃度為66%、料液比為1∶25(g∶mL)的條件下,總酚含量可達(dá)(133.58±15.61)mg·g-1。
因此,微波輔助提取法因其提取效率高、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)被廣泛用于植物多酚的提取。
亞臨界水萃取法是以水作為提取溶劑,在溫度為100~374℃之間時,通過改變壓力使其仍然保持液體狀態(tài)。亞臨界狀態(tài)下,亞臨界水的氫鍵強(qiáng)度會隨著溫度的升高而減弱,使其具有與有機(jī)溶劑相似的性質(zhì),有利于提取率的增加[14]。該方法已被廣泛應(yīng)用于多酚、多糖以及精油等天然產(chǎn)物提取,且提取效果較好。唐仕榮等[15]以余甘子干果粉作為實(shí)驗(yàn)材料,通過設(shè)計(jì)單因素實(shí)驗(yàn)探究了亞臨界水萃取余甘子多酚的提取條件,進(jìn)而利用響應(yīng)曲面分析法對提取工藝進(jìn)行優(yōu)化。得到最佳提取條件為:余甘子干果粉碎過40 目篩、純水80mL、液料比47∶1(mL∶g)、亞臨界萃取溫度212℃、提取時間11min,此時余甘子多酚的平均提取率為17.08%。李曉強(qiáng)等[16]采用5 種提取方法(亞臨界水提取法、溶劑提取法、微波-熱水提取法、微波提取法、超聲波提取法)對5 個產(chǎn)地(廣東、廣西、福建、云南、海南)的余甘子多酚進(jìn)行提取并比較其提取效果。結(jié)果表明,在不同產(chǎn)地中,產(chǎn)自云南的余甘子中多酚含量最高,可達(dá)345.24mg GAE·g-1,繼而選取云南余甘子,評估不同方法的提取效果,其中亞臨界水提取所得余甘子多酚含量最高,為387.33mg GAE·g-1。
亞臨界水萃取法具有無需利用有機(jī)溶劑且提取時間短、提取率高、價廉易操作等優(yōu)點(diǎn),是極具開發(fā)潛力的綠色、高效提取技術(shù)。
紫外-可見分光光度法是常見的光譜學(xué)測量方法,常用于多酚類成分的測定。亓旗等[17]采用三氯化鐵-鐵氰化鉀比色法,以沒食子酸為對照品,對余甘子提取物中總酚含量進(jìn)行測定。該方法平均回收率為101.57%,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為2.65%。王宬研等[18]通過Folin-Ciocalteu 試劑比色法對余甘子的乙醇-水溶液提取物中的多酚含量進(jìn)行測定,樣品中總多酚含量為77.8%。
紫外-可見分光光度法具有操作簡便、靈敏準(zhǔn)確、儀器易得及降低檢測成本等優(yōu)點(diǎn)。
液相色譜法具有高效高速、靈敏度高、易操作等優(yōu)點(diǎn),也常用于多酚類成分的檢測。吳玲芳等[19]建立高效液相色譜法(HPLC)對8 個不同產(chǎn)地的余甘子藥材中的8 種成分(沒食子酸、安石榴苷B、沒食子酸甲酯、老鸛草素、柯里拉京、訶子林鞣酸、訶黎勒酸和鞣花酸)進(jìn)行含量測定。采用Diamonsil C18色譜柱(250×4.6mm,5μm),流動相為甲醇-0.2%冰醋酸水溶液,檢測波長為270nm。結(jié)果表明,不同產(chǎn)地的余甘子藥材中主要成分含量具有一定差異,其中產(chǎn)自尼泊爾的余甘子所含的沒食子酸、訶黎勒酸和鞣花酸含量較高,產(chǎn)自印度的余甘子所含的安石榴苷B 和沒食子酸甲酯含量較高,而產(chǎn)自四川的余甘子所含老鸛草素含量最高。于濤等[20]建立超高效液相色譜法(UPLC)對余甘子中的沒食子酸和葡糖倍苷的含量進(jìn)行測定。采用CAPCELL PAK C18MG 色譜柱(150×4.6mm,5μm),流動相為甲醇-0.2%乙酸水溶液,檢測波長為273nm。結(jié)果表明,兩種成分質(zhì)量濃度與峰面積在測定范圍內(nèi)均呈現(xiàn)出良好的線性關(guān)系,平均加樣回收率分別為100.57%和99.22%。利用該方法對3 批中試規(guī)模加工獲得的余甘子原料藥進(jìn)行檢測,兩種成分含量之和均高于50%以上。所建立的方法可用于余甘子總酚原料的質(zhì)量控制。
超高效液相色譜-高分辨飛行時間質(zhì)譜(UPLCESI-QTOF-MS)聯(lián)用技術(shù)具有高分辨率、高靈敏度、高質(zhì)量精度等優(yōu)點(diǎn),是復(fù)雜未知樣品中化學(xué)組成分析、鑒定的重要工具,為中藥質(zhì)量控制研究提供了高效地分析手段。Wu 等[21]建立UPLC-ESI-QTOF-MS方法對余甘子多酚提取物進(jìn)行分析,采用ACQUITY UPLC BEH C18色譜柱(100×2.1mm,1.7μm),流動相A 為0.1%甲酸水溶液,流動相B 為乙腈-0.1%甲酸水溶液,進(jìn)行梯度洗脫。結(jié)果表明,余甘子中含有大量的酚酸,主要包括15 種羥基苯甲酸和10 種羥基肉桂酸,例如沒食子酸、丁香酸、鞣花酸以及咖啡酸、綠原酸。
我國余甘子資源豐富,多酚類化合物是余甘子的主要活性成分,且具有多種藥理活性,在預(yù)防及治療各種疾病方面已被廣泛應(yīng)用。因此,對余甘子中多酚類成分的提取工藝進(jìn)行探索及優(yōu)化具有重要的意義。目前,所應(yīng)用的提取方法均較為傳統(tǒng),應(yīng)嘗試采用新技術(shù),如超臨界提取、雙水相提取、低共熔溶劑提取等對余甘子多酚進(jìn)行高效提取。對于總酚含量的測定多選用紫外-分光光度法,而對于單一成分的測定則需要選擇準(zhǔn)確度、精密度較高的色譜法及聯(lián)用檢測技術(shù)。