陈存武,张 莉,何晓梅,程卫兵,马甲林
(皖西学院化学与生命科学系,安徽省植物生物技术实验实训中心,安徽 六安 237012)
盐肤木(Rhus chinensisMill.)又称五倍子树、五倍柴等,属于漆树科(Anacardiaceae)盐肤木属(Rhus)的落叶灌木或乔木[1],在我国广泛分布,主要用于生产中药原料五倍子,是我国的主要经济树种之一。目前,人们对盐肤木的研究主要在于如何改进其栽培技术,提高五倍子的产量,而对盐肤木植株所含有的黄酮类物质的研究报道不多见。笔者研究了盐肤木植株总黄酮类物质的含量及其最佳提取方法,旨在为更好的开发利用盐肤木资源提供理论依据。
供试材料为盐肤木(Rhus chinensisMill.),采自皖西学院植物园。
仪器:TU-1901紫外可见光分光光度计(北京普析通用仪器设备有限公司),HH—4数显恒温水浴锅(国华电器有限公司),101AS-2型不锈钢数显电热鼓风干燥箱(上海浦东跃欣科学仪器厂),FA-1004电子天平(上海精科天平厂),KQ-500B型超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司)。
试剂:芦丁、NaNO2、Al(NO3)3、NaOH、无水乙醇等,均为国产分析纯。
1.3.1 材料处理 在盐肤木果实成熟时采回植株,清洗干净,按照树皮、叶片、叶柄、果实、果皮、种子等进行分类,于103℃烘干至恒重,粉碎过40目筛,分装备用。采用索式抽提法[2],以无水乙醚为脱脂剂,于45℃水浴加热脱脂一周以上,直至回流液无色、用玻璃棒蘸取回流液滴在滤纸上风干后无印迹为止,以充分除去样品中脂类物质和脂溶性色素。脱脂后的样品除去乙醚备用。
1.3.2 提取条件研究[3](1)单因素实验:选取浸提温度、浸提时间、液料比、乙醇浓度等作为影响盐肤木叶片总黄酮提取率的研究因素。在研究其中的某个因素时,其他因素均以水平3作为实验参数。每个被研究的因素设6个水平,每个水平做3个平行样,计算平均值。每个样浸提3次,合并浸提液,以总黄酮的提取率为指标,分别找出各因素的最适提取条件。实验因素与水平设计见表1。
表1 实验因素与水平
(2)正交实验:在单因素实验的基础上,采用四因素三水平的L9(34)正交试验,找出最佳提取条件。
1.3.3 黄酮含量测定[4-5]利用黄酮类化合物与铝盐反应生成的络合物,在510 nm处有稳定吸收峰的特性,以芦丁为标准品,采用分光光度法即亚硝酸钠-硝酸铝比色法测定溶液吸光度,得到其中的总黄酮含量。
(1)制作标准曲线:精确称取103℃烘箱中烘至恒重芦丁标准品10 mg,用70%乙醇定容至100 mL为标准液。再精确吸取芦丁标准液0.0,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0 mL 分别置于 6 支具塞试管中,各补水至5 mL。加5%NaNO2溶液0.3 mL,摇匀后放置6 min,加10%Al(NO3)3溶液0.3 mL,摇匀后放置6 min,再加4%NaOH溶液4 mL,加水0.4 mL,摇匀后放置15 min,在510 nm处测吸光度。计算吸光度-浓度曲线及回归方程。
(2)样品中总黄酮含量的测定:分别取各样品的浸提液,按照标准曲线相同的方法,测定其510 nm处的吸光度,根据回归方程计算其总黄酮含量。
1.3.4 盐肤木植物各部分的总黄酮提取率测定分别精确称取1.0 g除脂后的盐肤木叶片、叶柄、树皮、果实、果皮、种子等,按照正交实验得到的最佳提取条件回流浸提10次,合并浸提液,测定其总黄酮含量,计算其总黄酮提取率。各做3个平行样,计算其平均值。
盐肤木总黄酮提取率(%)=提取液所含黄酮质量(g)/盐肤木原料质量(g)×100
按照1.3.3的方法制作的黄酮测定标准曲线如图1,其回归方程y=1.256 6x-0.004 1,相关系数R2=0.999 6,可以用作黄酮含量测定使用。
2.2.1 浸提温度对盐肤木叶片总黄酮提取率的影响 按照表1中设定的浸提温度,其他因素均以水平3作为实验参数,对盐肤木叶片总黄酮的提取率进行实验研究,其结果见图2。
图1 芦丁标准曲线
由图2可以看出,随着温度升高,叶片总黄酮的提取率由 40℃时的 1.8%升高到 70℃时的4.04%,但当温度超过70℃时提取率有所下降。考虑到温度对黄酮成分稳定性的影响,浸提温度以70℃比较合适。
图2 浸提温度对盐肤木叶片总黄酮提取率的影响
2.2.2 提取时间对盐肤木叶片总黄酮提取率的影响 按照表1中设定的提取时间,其他因素均以水平3作为实验参数,对盐肤木叶片总黄酮的提取率进行实验研究,其结果见图3。
图3 提取时间对盐肤木叶片总黄酮提取率的影响
由图3可知,随着提取时间的延长,黄酮类物质的提取率也逐渐增大,但在提取时间达到150 min后,提取率增加的幅度逐渐减小。综合提取效率等因素,合适的提取时间应选150 min为宜。
2.2.3 液料比对盐肤木叶片总黄酮提取率的影响按照表1中设定的液料比,其他因素均以水平3作为实验参数,对盐肤木叶片总黄酮的提取率进行实验研究,其结果见图4。由图4可以看出,提取剂的液料比为80∶1时,盐肤木叶片总黄酮的提取率最高,液料比增大或减小都不利于盐肤木叶片总黄酮的提取。
图4 液料比对盐肤木叶片总黄酮提取率的影响
2.2.4 乙醇浓度对盐肤木叶片总黄酮提取率的影响 按照表1中设定的乙醇浓度,其他因素均以水平3作为实验参数,对盐肤木叶片总黄酮的提取率进行实验研究,其结果见图5。由图5可知,随着乙醇浓度的增高,总黄酮的提取率增大,当乙醇浓度超过90%时提取率降低,当乙醇浓度为95%时,提取率为2.92%。可见在乙醇浓度为90%时提取效果最佳。
图5 乙醇浓度对盐肤木叶片总黄酮提取率的影响
在单因素实验的基础上,选取了合适的提取时间、浸提温度、乙醇浓度、液料比,采用四因素三水平的L9(34)正交试验,以总黄酮的提取率为指标,对盐肤木叶总黄酮提取工艺进行研究,实验结果见表2。
表2 L9(34)正交实验结果
从表2中的极差R值可以看出,ABCD四因素对盐肤木叶总黄酮提取率的影响依次是:B>A>C>D,即提取时间影响最大,其次是浸提温度与料液比,乙醇浓度影响最小。从正交实验的总黄酮提取率可以看出,第九组即A3B3C2D1,为总黄酮的最佳提取工艺,即在80℃条件下,用70%的乙醇为提取剂,以80∶1的液料比提取180 min,其提取率可以达到5.22%,与单因素实验结果有一定的差异。
采用正交实验得到的最佳提取工艺,分别提取盐肤木叶片、叶柄、树皮、果实、果皮、种子的总黄酮,共提取10次,合并浸提液。每个样做三个平行。按照标准曲线方法测定其总黄酮含量,计算提取率。结果如表3所示,盐肤木叶片、叶柄、树皮、果实、果皮、种子的总黄酮提取率分别为5.84%、2.32%、1.02%、2.01%、1.80%和0.54%。。
表3 盐肤木植株各部分的总黄酮提取率 (%)
植物黄酮类物质的提取方法有超声波法、微波法等多种[6-7],本文采用乙醇为提取剂的有机溶剂提取法,具有设备简单、操作方便快捷的特点,也容易实现产业化。从单因素实验结果看,最适合的浸提温度是70℃,浸提时间是150 min,液料比在80∶1,乙醇浓度为70%,但是正交实验的最佳提取条件是80℃,80∶1的液料比,70%的乙醇浓度,提取180 min。两者在浸提温度与浸提时间上虽然有些差异,但是一次正交实验的总黄酮提取率就达到5.22%,达到叶片的总黄酮提取得率5.84%的89.4%,这也反映出正交实验在提取工艺优化过程中的优选性能。用正交实验优选出的提取工艺提取盐肤木总黄酮,叶片总黄酮的提取率达到5.84%,高于银杏叶[11]总黄酮2.87%的提取率,果实的总黄酮提取率也达到2.01%。这说明该优化工艺合适盐肤木总黄酮的提取,盐肤木总黄酮含量较高,具有较高的应用价值,有待于进一步的开发研究。
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