甘薯叶中黄酮类化合物提取工艺研究

一１５４一　江苏农业科学２００６年第５期　甘薯叶中黄酮类化合物提取工艺研究　朱红，钮福祥，张爱君，徐飞　（江苏徐州甘薯研究中心，江苏徐州２２１１２１）　摘要：试验采用溶剂加热回流法提取甘薯叶中黄酮类化合物，详细讨论了各因素对黄酮类化合物提取的影　响，并通过正交试验确定了最佳提取工艺，即以５０％乙醇作为提取剂，料液比ｌ：３０，温度为７０℃，回流提取２　ｈ，　提取的黄酮类化合物得率为５．８７％。　关键词：甘薯叶；黄酮类物质；提取　中图分类号：ＴＱ１９４．１　文献标识码：Ａ　文章编号：１００２—１３０２（２００６）０５—０１５４—０３　黄酮类化合物是植物光合作用产生的一种天然　有机物，广泛存在于植物的各个部位，包括根、茎、　１材料与方法　叶、花、果实中，在植物叶中大部分以苷的形式存　１．１材料、试剂和仪器　在…。，现代医学研究表明，黄酮类化合物具有多种　１．１．１供试材料甘薯叶采自江苏徐州甘薯研究　生物活性和药理作用，它可以降低心肌耗氧量，使冠　中心试验田。　脉　脑血管流量增加，抗心率失常，软化血管，降血　１．１．２主要试剂　芦丁来自中国药品生物制品检　糖、血脂，具有抗氧化、消除体内自由基、抗衰老和提　定所；甲醇、乙醇、丙酮、亚硝酸钠、硝酸铝、氢氧化钠　高机体免疫力的作用。因此，国内外有关植物黄酮　均为分析纯。　类化合物提取工艺的研究报道很多　Ｉ４　Ｊ。　１．１．３主要仪器仪器有ｕＶ一２６０型紫外／可见　甘薯是世界卫生组织经多年研究后评选出的６　分光光度计、ＪＡ３００３型电子天平、ＨＨＳ　２．１８电热恒　种最健康食品之一，其抗癌作用位居４０种蔬菜之　温水浴锅、ＺＶＱ　８５Ａ旋转蒸发仪、Ａｃ—６型低压供气　首。甘薯茎叶中含有较多抗氧化活性的黄酮类化合　泵、８４１Ｙ—３型远红外快速节能干燥箱、粉碎机。　物　Ｊ，但多数是用作饲料或为废物丢弃，对它的开　１．２试验方法　发利用研究尚未见报道。为了充分利用甘薯资源，　１．２．１工作曲线回归方程的建立　变废为宝，我们对甘薯叶中黄酮类化合物的提取工　１．２．１．１　芦丁标准溶液的配制准确称取芦丁标　艺进行了研究，为其开发利用提供理论依据。　准试剂１００　ｍｇ，用６０％乙醇溶解，并转入２００　ｍｌ容　量瓶中，用６０％乙醇定容，摇匀。准确吸取上述芦　收稿日期．２００６—０１—１９　丁溶液３５　ｍｌ置于５０　ｍｌ容量瓶中，用６０％乙醇定　基金项目：江苏省农业科学院基金项目（编号：６２１０４１０）。　作者简介：朱红（１９７５一），女，江苏盐城人，助理研究员，主要从事　容，摇匀得到浓度为０．３５　ｍｇ／ｍｌ的标准应用液，待　农产品加工研究。Ｔｅｌ：（０５１６）８３３５２１４９；Ｅ—ｍａｉｌ：ｚｈｕｈ一１３５＠　用。对芦丁标样进行紫外吸收光谱测定，由计算机　１６３．ｃｏｒｎｃ　直接得到芦丁标样的最大吸收波长　为５０２　１３．ｍ。　（上接第１５３页）　ｂｉｌｏｂａ　Ｌ．［Ｊ］．Ｃｈｅｍ　Ｐｈａｒｍ　Ｂｕｌｌ，１９８７，３５（７）：３０１６—３０２０．　ｃｏｌｏｇｙ，２００２，１７７（２／３）：１６７—１７７．　［６］Ｌｅｅ　Ｊ　Ｓ，Ｃｈｏ　Ｙ　Ｓ，Ｐａｒｋ　Ｅ　Ｊ，ｅｔ　ａ１．Ｐｈｏｓｐｈｏｌｉｐａｓｅ　Ｃｒｌ　ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｙ　［２］Ｂａｒｏｎ—Ｒｕｐｐｅａ　Ｇ，Ｌｕｅｐｋｅ　Ｎ　Ｐ．Ｅｖｉｄｅｎｃｅ　ｆｏｒｔｏｘｉｃ　ｅｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ａｌｋｙＪ—　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｓａｒｃｏｔｅｓｔａｓ　ｏｆ　ｆｇ０　ｂｉｌｏｂａ［Ｊ］．Ｊ　Ｎａｔ　Ｐｒｏｎｄ，　ｐｈｅｎｏｌｓ　ｆｒｏｍ　Ｇｉｎｋｇｏ　ｂｉｌｏｂａ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｈｅｎ　Ｓ　ｅｇｇ　ｔｅｓｔ（ＨＥＴ）［Ｊ］．Ｐｈｙｔｏ—　１９９８，６１：８６７—８７１．　ｍｅｄｉｃｉｎｅ，２００１，８（２）：１３３—１３８．　［７］Ｗｅｓｔｅｎｄｏｒｆ　Ｊ，Ｒｅｇａｎ　Ｊ．Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ＤＮＡ　ｓｔｅａｎｄ—ｂｒｅａｋｓ　ｉｎ　ｐｒｉｍａｒｙ　［３］唐于平，楼凤昌，王欢，等．银杏外种皮的化学成分和药理作用　ｒａｔ　ｈｅｐａｔｏｃｙｔｅｓ　ｂｙ　ｇｉｎｋｇｏｌｉｃ　ａｃｉｄｓ［Ｊ］．Ｐｈａｒｎｍａｚｉｅ，２０００，５５（１１）：　［Ｊ］．药学进展，２００ｏ，２４（３）：１５２—１５５．　８６４—８６５．　［４］倪学文，吴谋成．银杏外种皮中银杏酚酸的提取及应用研究　［８］谭卫红，沈兆邦，王成章，等．银杏叶中烷基酚化合物的分离与鉴　［Ｊ］．湖北中医学院学报，２００１，３（４）：２２—２４．　定［Ｊ］．林产化学与工业，２００１，２１（４）：ｌ一６．　［５］ｈｏｋａｗａ　Ｉ，Ｔｏｔｓｕｋａ　Ｎ，Ｎａｋａｈａｒａ　Ｋ．Ａｎｔｉｔｕｍｏｒ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ　ｆｒｏｍ　Ｃ／．ｋｇｏ　维普资讯 http://www.cqvip.com

朱红等：甘薯叶中黄酮类化合物提取工艺研究　故本试验在５０２　ｎｍ波长处测样品的吸光度。　类、物料与加入提取剂的比例、浸提温度和浸提时　１．２．１．２工作曲线的建立分别吸取上述芦丁标　间。为了确定各因素对提取效果的影响，首先做了　单因素试验，确定各影响因素的提取范围，再在此基　础上进行正交试验来确定最佳的提取工艺。　２．Ｉ．ｉ　提取溶剂种类对黄酮得率的影响在２．０００　ｇ样品中，分别加入５Ｏ　ｍｌ不同的提取剂，在７０℃下　浸提２　ｈ，抽滤，定容，测其吸光度Ａ值，分别计算黄　酮得率（表１）。　准溶液０　ｍｌ、１　ｍｌ、２　ｍｌ、３　ｍｌ、４　ｍｌ、５　ｍｌ、６　ｍｌ、７　ｍｌ、８　ｍｌ置于２５　ｍｌ容量瓶中，用６０％乙醇补至１２．５　ｍｌ，　加人５％ＮａＮＯ，０．５　ｍｌ，摇匀放置５　ｍｉｎ后加人　１０％Ａ１（ＮＯ３）　０．５　ｍｌ，摇匀，放置６　ｍｉｎ后加入５　ｍｌ　４％ＮａＯＨ，混匀，用６０％乙醇稀释至刻度，１０　ｒａｉｎ　后在波长５０２　ｎｍ处测定吸光度，参比为不含被测液　的空白试剂，结果见图１。　０．１２　０．１０　三０．Ｏ８　０．０６　蛏０．ｏ４　茳０．０２　Ｏ　Ｏ．１６５　０．３４３　０．５２８　０．７ｌ１　０．８７４　１．０６３　１．２４７　ｌ＿４２３　吸光度（Ａ）　图１芦丁标准溶液浓度（Ｃ）与吸光度（Ａ）线性回归曲线　用最小二乘法作线性回归，得芦丁溶度Ｃ与吸　光度Ａ的关系曲线回归方程为：　Ｃ＝０．０７８　３Ａ＋０．０００　７，相关系数ｒ＝０．９９９　９。　１．２．２甘薯叶中黄酮类物质的提取取一定量甘　薯叶于６Ｏ℃烘箱中烘干１２　ｈ，取出后用粉碎机充分　粉碎，过５Ｏ目筛，放人干燥器内备用。准确称取　２．０００　ｇ甘薯叶粉于三角烧瓶中（带有回流冷凝装　置），按要求加入一定量提取剂，在一定条件下提　取，趁热减压过滤，浓缩滤液得到粗黄酮固体。　１．２．３黄酮含量的测定将粗黄酮固体用６０％乙　醇溶解并移至１００　ｍｌ容量瓶中，再用６０％乙醇定　容，摇匀。准确吸取１　ｍｌ上述溶液置于２５　ｍｌ容量　瓶中，加６０％乙醇稀释至刻度，摇匀，在５０２　ｎｍ波　长下测定吸光度，参比为空白试剂，然后计算黄酮类　物质的得率。　计算公式为：】，＝　￣１００％　式中：Ｙ是黄酮得率，为提取出的黄酮类化合物相对　于所加入的物料质量分数；Ｃ是被测提取液浓度　（ｍｇ／ｍ１），由标准曲线计算出被测样品的黄酮含量；　是提取液定容体积（ｍＩ）；　是吸取提取液体积　（ｍ１）；　是粗黄酮溶解体积（ｍ１）；Ｍ是称取甘薯叶　质量（ｇ）。　２结果与分析　２．ｉ工艺参数的确定　黄酮类化合物提取的主要相关因素是提取剂种　表１　提取溶剂种类对黄酮得率的影响　堡壑型壁耋　里蔓　蔓　亘　吸光度Ａ　０．２４７　８　０．４４０　６　０．４９８　１　０．１２０　１　得率Ｙ（％）　２．５１　４．４０　４．９６　１．２６　由表１可以看出，在其他浸提条件相同的情形　下，黄酮得率及吸光度均为：丙酮＞乙醇＞甲醇＞　水。用水作提取剂，成本较低，但提取的黄酮类化合　物得率较低，且提取物杂质较多，后处理麻烦；甲醇　和丙酮作为提取剂，虽然效果不错，尤其是丙酮提取　的黄酮得率最高，但二者均有毒，且溶剂不易回收，　成本较高；乙醇作为提取剂，其选择性好，渗透性强，　溶剂又可回收且对人体副作用小。因此，本试验选　定乙醇作为提取剂，进行以后的工艺研究。　２．１．２　乙醇浓度对黄酮得率的影响　在２．０００　ｇ　样品中，分别加入５Ｏ　ｍｌ浓度为４０％、５０％、６０％、　７０％、８０％、９０％的乙醇，在７０℃下浸提２　ｈ，抽滤，　定容，测其吸光度Ａ值，分别计算类黄酮得率为　３　４３％　５　０２％　４　６６％　４　７４％　３　９９％　２　９０％Ｄ　可以看出，不同的乙醇浓度对甘薯叶黄酮得率有很　大影响。乙醇浓度过低或过高均不利于黄酮的提　取，浓度为５０％时得率最高。乙醇浓度过低，提取　液中杂质含量较高，可能是水溶性的蛋白质、糖类的　大量溶出，使得提取液黏度较大，抽滤、浓缩、分离比　较困难。随乙醇浓度的提高，脂溶性的物质溶出也　越多，尤其是叶绿素几乎完全溶出，给提纯去杂带来　较大的麻烦。而５０％的乙醇对水溶性和醇溶性黄　酮类物质的提取都比较全面，提取效果最好，得率最　高。所以确定乙醇的浓度为５０％。　２．１．３　料液比对黄酮得率的影响　在２．０００　ｇ样　品中，分别加人５Ｏ％乙醇２Ｏ　ｍｌ、３Ｏ　ｍｌ、４Ｏ　ｍｌ、５Ｏ　ｍｌ、　６０　ｍｌ、７０　ｍｌ、８Ｏ　ｍｌ，即料液比分别为１：１０、１：１５、　１：２０、１：２５、１：３０、１：３５、１：４０，在７Ｏ℃下浸提２　ｈ，抽滤，定容，测其吸光度Ａ值，分别计算类黄酮得　率为４．２５％、４．６４％、４．８５％、５．００％、５．２７％、　维普资讯 http://www.cqvip.com

一１５６一　江苏农业科学２００６年第５期　５．０８％、３．５８％。可以看出，随着料液比的增大，黄　酮类物质的得率逐渐增加，当料液比达到１：３５，得　率不再增加反而有所下降。可能是可溶性的物质溶　出太多，造成杂质含量太高。从浸提效果、减少溶剂　用量和降低浓缩负荷等方面综合考虑，溶剂用量不　宜过大，故选择料液比为１：３０。　２．１．４浸提温度对黄酮得率的影响　在２．０００　ｇ　样品中，加人５０％乙醇６０　ｍｌ，分别在３０℃、４Ｏ℃、　５０℃、６０℃、７０℃、８０℃、９０℃下浸提２　ｈ，抽滤，定　容，测其吸光度Ａ值，分别计算黄酮得率为４．０１％、　４　４６％、５ｊ　００　、５　１１　５　４７％　４　７０％　４　７２％　可以看出，随着温度的升高，黄酮得率也随之提高，　这可能是黄酮类化合物在乙醇中的溶解度随温度的　升高而提高的缘故。同时由于温度升高，提取液黏　度减小，扩散系数增加，促使提取速度加快。但当温　度超过７Ｏ℃后，得率有所下降，同时因温度过高，２　３　４　５　６　７　８　杂　质大量溶出，给后续的提纯增加难度。温度过高容　易引起溶剂的损失，增加成本。因此综合各方面因　０　５　５　５臼自臼７　７　７～０　ｏ　０　０　ｏ　ｏ　ｏ一＂　　素选择浸提温度为７０℃。　２．１．５浸提时间对黄酮得率的影响　在２．０００　ｇ　样品中，分别加人５０％乙醇６０　ｍ１，二二二∞　二二二二二二∞　二二二二在７０℃下浸提　二二∞　二二二一一　：％　。　∞　０．５　ｈ、１　ｈ、１．５　ｈ、２　ｈ、２．５　ｈ、３　ｈ、３．５　ｈ，抽滤，定容，　测其吸光度Ａ值，分别计算黄酮得率为３．２５％、　４．０５％、４．９２％、４．８１％、４．５０％、４．４７％、４．４７％。∞加∞加∞∞∞∞加～　㈣　　可以看出，黄酮得率总体上随浸提时间的增加而提　高，因为时间长，使黄酮类化合物能够充分浸出。但　超过１．５　ｈ后，延长浸提时间对浸提效果影响不大。　因此，从缩短生产周期考虑，选择浸提时间为１．５　ｈ。　２．２正交试验　在单因素的基础上，选择乙醇浓度、料液比、浸　提温度、浸提时间为考虑因素，以黄酮得率为考察指　标，选用Ｌ９（３　）进行正交试验来确定最佳的提取工　艺（表２）。由表２可以得出，各因素对黄酮提取影　响的主次顺序为：Ａ＞Ｃ＞Ｄ＞Ｂ，即乙醇浓度＞浸提　温度＞浸提时间＞料液比。最好的提取条件为：　５Ｏ％乙醇，温度７Ｏｏｃ，料液比１：３０，回流提取２ｈ，　提取黄酮类化合物的得率为５．８７％。　３结论　各因素对甘薯叶中黄酮类化合物提取率影响的　表２正交试验设计及分析结果　５．５８　５．８７　５．３２　５．５５　５．３８　５．５６　４．７６　４．７１　５．３７　１６．３３　１６．１９　１５．５８　５．４４　５．４０　５．１９　ｂ　０．２５　强烈程度依次为乙醇浓度＞浸提温度＞浸提时间　＞料液比。　７０℃，舵　本研究得到的最佳提取工艺为：５０％乙醇，温度　料液比１：３０，回流提取２　ｈ，提取黄酮类化合　物的得率最高，为５．８７％。　本研究仅以黄酮得率为参考指标，黄酮粗提物　中的黄酮含量仅为２０％一２５％。但其结果对进一　步改进工艺、提高黄酮得率和含量有一定的参考　价值。　参考文献：　［１］刘成梅，游海．天然产物有效成分的分离与应用［Ｍ］．北京：　化学工业出版社，２００３．　［２］杨世军，张会香，周怡静．葛根中异黄酮的提取与纯化工艺研究　［Ｊ］．食品科学，２００４（２）：１２４—１２５．　［３］刘世民．洋葱中黄酮类物质的提取与研究［Ｊ］．食品研究与开　发，２００４（２）：４３—４５．　［４］高金燕，曾小花，王毅辉，等．从西芹中提取黄酮类物质的初步研　究［Ｊ］．中国食品添加剂，２００４（３）：１９．　［５］马代夫，刘庆昌．中国甘薯育种与产业化［Ｍ］．北京：中国农业　大学出版社，２００５．　∞