林 蓂,杨 姗,吴静澜,2,3,张天生,张高红
(1.贵州中医药大学,贵州 贵阳 550025;2.贵州省中药民族药炮制与制剂工程技术研究中心,贵州 贵阳 550025;3.国家苗药工程技术研究中心,贵州 贵阳 550025;4.贵州康琦药械有限公司,贵州 惠水 550600)
柿叶为柿树科(Ebenaceae)柿树属(Diospyros L.)植物柿(Diospyros kaki)的新鲜或干燥叶子,主要含有有机酸、黄酮、三萜及多酚等有效化学成分[1],其中,多酚类成分主要为单宁。有试验证明,多酚类物质具有较强的抗氧化作用以及清除自由基的能力[2-3],在护肤品中有抗氧化、抗衰老、抗紫外线、增白等多种作用[4],所以柿叶提取物常作为美容护肤的原料。但目前关于柿叶中单宁提取方法的研究较少,且单宁的提取率不高[5]。为了提高柿叶中单宁的提取率,本研究以水为溶剂对柿叶中的单宁进行提取工艺研究,并通过正交试验法对提取工艺进行优化。
紫外-可见分光光度计(UⅤ-5900,上海元析仪器有限公司)、电热鼓风干燥箱(GZX-9240MBE,上海博迅实业有限公司医疗设备厂)、恒温水浴锅、电子天平等。
柿叶经贵州中医药大学药学院鉴定教研室丁宁老师鉴定为正品。没食子酸对照品(110831-201605,中国食品药品检定研究院),钨酸钠、钼酸钠、磷酸、盐酸、硫酸锂、无水碳酸钠等均为分析纯。
2.1.1 钨酸钠-钼酸钠混合溶液的配制
于250.0 mL圆底烧瓶中加入钨酸钠8 g、钼酸钠2 g、蒸馏水56.0 mL、磷酸4.0 mL及盐酸8.0 mL,充分混匀,文火加热回流2.0 h后,去冷凝管,加入硫酸锂4 g、蒸馏水4.0 mL,混匀,定容于100.0 mL棕色容量瓶中[6]。
2.1.2 对照品溶液的制备
精确称取没食子酸标准品2.53 mg,加入蒸馏水定容于100.0mL棕色容量瓶中,得质量浓度为0.025 3 mg/mL的对照品溶液。
2.1.3 标准曲线的建立
精确吸取1.0、1.2、2.0、3.0、4.0、5.0 mL没食子酸对照品溶液,分别加入1.5 mL钨酸钠-钼酸钠混合溶液、10.0 mL蒸馏水,用70 g/L Na2CO3定容于25.0 mL棕色容量瓶中,30 ℃显色1.5 h后,在765 nm下测得溶液吸光度[7]。以没食子酸对照品溶液的质量浓度为横坐标、吸光度为纵坐标作图,得标准曲线(见图1):y=116.19x+0.025 4,r=0.999 9,R2=0.999 8。
图1 没食子酸溶液标准曲线
2.1.4 柿叶中单宁的提取及测定方法
称取适量柿叶,加入一定比例的蒸馏水,置于恒温水浴锅中加热回流,过滤得到滤液,定容后取待测样品溶液 1.0 mL,与对照品同法测定吸光度,以标准曲线计算单宁的质量分数。
2.2.1 不同种类柿叶中单宁质量分数的比较
分别取新鲜柿叶、干燥新鲜柿叶与干燥落柿叶各1 g,以水为提取溶剂,料液比为1∶30,在100 ℃条件下提取1次,提取时间为1.0 h,测得单宁质量分数作为评价指标(见图2)。
图2 不同种类柿叶中单宁的质量分数
由图2可知,干燥新鲜柿叶中单宁的质量分数高于新鲜柿叶和干燥落柿叶,因此,选用干燥新鲜柿叶进行后续工艺优化试验。
2.2.2 提取时间的考察
取干燥新鲜柿叶1 g,以水为提取溶剂,料液比为1∶30,在60 ℃条件下提取1次,以提取时间分别为0.5、1.0、1.5、2.0、3.0 h时测得的单宁质量分数作为评价指标(见图3)。
图3 提取时间对柿叶单宁提取率的影响
由图3可知,适当延长提取时间可提高单宁的提取率,但随着时间的延长,单宁提取率的提升逐渐平缓,因此,应选择合适的提取时间进行提取以提高效率。
2.2.3 提取温度的考察
取干燥新鲜柿叶1 g,以水为提取溶剂,料液比为1∶30,提取时间为1.0 h,提取1次,以提取温度分别为室温29、40、60、80、100 ℃时测得的单宁质量分数作为评价指标(见图4)。
图4 提取温度对柿叶单宁提取率的影响
由图4可知,温度对单宁提取率的影响较大,较高的温度对单宁的提取有利。但由于单宁的化学性质较为活泼,在高温下易发生化学反应,因此,应在适当的温度下进行提取。
2.2.4 料液比的考察
取干燥新鲜柿叶1 g,以水为提取溶剂,在60 ℃条件下提取1.0 h,提取1次,以料液比分别为1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50时测得的单宁质量分数作为评价指标(见图5)。
图5 料液比对柿叶单宁提取率的影响
由图5可知,随着浸提液的增加,单宁的提取率先提升后趋于平稳,在一定料液比下,大部分有效成分被完全提取,因此,应选取合适的料液比以免造成浪费。
2.2.5 提取次数的考察
取干燥新鲜柿叶1 g,以水为提取溶剂,料液比为1∶30,在60 ℃条件下提取1、2、3、4、5次,测得单宁质量分数作为评价指标(见图6)。
由图6可知,并非提取的次数越多越好,提取3次之后,单宁提取率的提升幅度减小,说明大部分单宁已被提取,因此,从效率方面考虑,应提取3次。
图6 提取次数对柿叶单宁提取率的影响
根据单因素试验结果,确定单宁提取率的影响因素主要为提取温度(A)、提取时间(B)、料液比(C),建立因素水平表L9(34)(见表1),以单宁质量分数和出膏率为评价指标进行正交试验,结果如表2所示。
表1 因素水平
表2 正交试验结果
结合正交试验的分析结果以及单因素试验结果可知,柿叶单宁提取率影响因素的主次顺序为料液比、提取温度、提取时间,柿叶单宁的最优提取工艺:在100 ℃下提取1.0 h,料液比为1∶30,提取次数为3次。
在最优提取条件下进行3次平行试验,单宁平均质量分数达到27.43 mg/g,出膏率为16.57%,证明了结果的可靠性。
2.5.1 精密度
精确吸取质量浓度为0.025 3 mg/mL的标准品溶液 1.0 mL,按2.1.3的方法操作,在765 nm下连续测定6次吸光度,结果依次为0.374、0.374、0.374、0.374、0.375、0.375,相对标准偏差(Relative Standard Deviation,RSD)为0.14%,表明该仪器精密度良好。
2.5.2 重复性
在100 ℃条件下,以1∶30的料液比提取1 g干燥落柿叶 1.0 h,平行提取6次,按2.1.3的方法操作,在765 nm下测定,计算单宁的平均质量分数为13.31 mg/g,RSD为1.90%。
2.5.3 稳定性
取干燥落柿叶的提取液1.0 mL(制备方法见2.1.4),室温下分别放置0、1.0、1.5、2.0、4.0、6.0 h后,按2.1.3的方法操作,在765 nm下测定吸光度,结果依次为0.633、0.633、0.635、0.635、0.636、0.638,RSD为0.30%,表明提取液在 6.0 h内的稳定性良好。
2.5.4 加样回收率
精确吸取已知质量浓度的提取液,随后加入没食子酸对照品溶液,按2.1.3的方法操作测定吸光度,按公式“加样回收率=(测得量-原质量)/加样量×100%”计算加样回收率,结果如表3所示。由表3可知,加样回收率均在95.00%~105.00%,可见该方法的系统误差较小。
表3 加样回收率试验结果
柿叶中的单宁具有抗氧化、抗衰老等作用,常被用于美容制品中,柿叶中单宁的提取率直接影响美容制剂的使用效果。本研究通过单因素试验及正交试验探讨了柿叶单宁的提取工艺,结果发现,柿叶单宁提取率的影响因素主次顺序为料液比、提取温度、提取时间。其中,提取时间并非越长越好,在长时间的高温下进行提取,柿叶中的单宁成分会发生一些不可逆的化学反应,例如氧化、降解等。基于这一点,可以通过增加提取次数来提高单宁的提取率。
在对单宁质量分数进行测定时,显色时间以及显色温度对最后结果的影响较大,因此,要严格控制显色条件,使结果更加准确。
在本试验的最优提取条件下,单宁平均质量分数达到27.43 mg/g,出膏率为16.57%,高于其他多数研究中的单宁提取率[5-8]。
综上所述,本试验的提取方法操作简单便利、提取率高,有利于将来对柿叶单宁的研究以及开发利用。