冯丽娟
(山西省林业和草原科学研究院,山西 太原 030012)
沙棘(HippophaerhamnoidesL.),为胡颓子科沙棘属落叶灌木或小乔木,具有较高的营养价值及药用价值。目前,国内沙棘的研发主要为利用果实制作饮料和沙棘食品,沙棘果渣一般被丢弃,不仅污染环境,还浪费资源[1]。据国内外文献报道,沙棘黄酮在沙棘果渣中的含量很高,且具有抗肿瘤、抗衰老、增强免疫力等药理功效[2]。因此,笔者采用热水浸提法、回流法、超声辅助提取法、微波辅助提取法以及酶-超声双辅助法提取沙棘果渣总黄酮,比较其提取率和方法特性,旨在为沙棘果渣的开发利用提供理论依据及指导。
试验材料:沙棘果渣(山西省沙棘饮料厂废弃果渣),芦丁、果胶酶、无水乙醇、亚硝酸钠、硝酸铝、氢氧化钠等试剂皆为市售国产分析纯。
试验仪器:电子天平、鼓风干燥箱、电热恒温水浴锅、超声波提取仪、微波提取仪、紫外可见分光光度计、台式离心机。
1.2.1 原料预处理
将沙棘果渣于60 ℃鼓风干燥箱中烘干,粉碎机粉碎,过80目筛后备用。
1.2.2 标准曲线的制作
分别吸取0.0 mL、1.0 mL、2.0 mL、3.0 mL、4.0 mL、5.0 mL、6.0 mL芦丁标准溶液于25 mL容量瓶中,各加30%乙醇至6 mL。加入5%NaNO2溶液1 mL,摇匀静置6 min。加入10%Al(NO3)3溶液1 mL,摇匀静置6 min。加4%NaOH溶液10 mL,加30%乙醇至刻度,摇匀静置15 min。于510 nm处测定吸光度。以X轴为芦丁浓度,Y轴为吸光度,制作标准曲线。
1.2.3 黄酮提取液的获取
本研究采取5种方法提取沙棘果渣总黄酮。
1) 热水浸提法。精确称取3份沙棘果渣粉末,每份1 g(精确至0.000 1 g),均加入60%乙醇30 mL,在水浴锅中进行浸提[3],冷却后过滤定容。
2) 回流法。精确称取3份沙棘果渣粉末,每份1 g(精确至0.000 1 g),按照药典回流法[4]制备黄酮提取液。
3) 超声辅助提取法。精确称取3份沙棘果渣粉末,每份1 g(精确至0.000 1 g),均加入60%乙醇30 mL,在超声提取仪中进行浸提[5],冷却后过滤定容。
4) 微波辅助提取法。精确称取3份沙棘果渣粉末,每份1 g(精确至0.000 1 g),均加入60%乙醇30 mL,在微波提取仪中进行浸提[6],冷却后过滤定容。
5) 酶-超声双辅助提取法。精确称取3份沙棘果渣粉末,每份1 g(精确至0.000 1 g),均加入0.05 g果胶酶,60%乙醇30 mL,在超声提取仪中进行浸提[7],冷却后过滤定容。
1.2.4 总黄酮含量的测定
分别吸取1 mL黄酮提取液于25 mL容量瓶中,按照上述标准曲线制作的方法加入显色剂,于510 nm处测定吸光度。
以X轴为芦丁浓度,Y轴为吸光度,制作标准曲线,结果见图1。
图1 芦丁标准曲线
不同提取方法沙棘果渣总黄酮含量见表1。
由表1可知,回流法所测得沙棘果渣总黄酮含量最高,为6.60%。该方法主要用乙醇等挥发性有机溶剂浸提,浸提液被加热,溶剂馏出后又被冷凝流回浸出器中浸提,直至有效成分被完全提取。回流法可以将沙棘果渣中的黄酮充分提取出来,但操作复杂、提取时间较长(需要4 h),且乙醇需要量大。
表1 不同提取方法沙棘果渣总黄酮含量
酶-超声双辅助提取法测得的沙棘果渣总黄酮含量仅次于回流法,为6.28%。该方法同时结合了2种提取辅助方法,生物酶法是利用酶的专一性高效降解并充分释放出原料中的总黄酮,可以提高提取率;超声的空化作用对细胞膜的破坏有助于黄酮类化合物的释放和溶出,超声波使提取液不断震荡,有助于溶质扩散。
超声辅助提取法测得沙棘果渣总黄酮含量为5.15%,低于酶-超声双辅助提取法。该方法操作简单,耗时短,仅用30 min,试验条件易于控制。
热水浸提法测得沙棘果渣总黄酮含量为4.57%。该方法是最传统的浸提法,其工艺简单、成本低、不破坏有效成分、安全,适合于工业化生产。但仅限于黄酮苷类物质的提取,提取液中杂质较多(如,无机盐、蛋白质、糖等),且耗时较长,需要提取120 min。
微波辅助提取法测得沙棘果渣总黄酮含量为3.70%,提取率最低。该方法主要是利用微波对细胞的破壁和加热作用,使细胞内黄酮快速溶出,具有穿透力强、选择性和加热效率高的优点。考虑到连续辐射时间较长,提取液易暴沸、溶剂易挥发,设置提取时间为5 min。若提取时间太短,则不能完全将黄酮提取出来,使提取率降低。
采用5种不同方法对沙棘果渣黄酮进行提取,测得的沙棘果渣总黄酮含量存在明显差异,由高到低依次为回流法、酶-超声双辅助提取法、超声辅助提取法、热水浸提法、微波辅助提取法。回流法提取率最高,但是提取时间长,不适合工业化提取。酶-超声双辅助提取法仅次于回流法,且成本低廉、操作简单、省时省力,是一种比较理想的提取方法。
山西是我国沙棘资源大省之一。目前,沙棘果加工成饮料或油之后,果渣一般作为废弃物丢弃,仅有极少部分被用作饲料,造成了极大的浪费[8]。本研究可为沙棘果渣中黄酮类物质的提取提供参考,对沙棘果渣的开发利用具有积极意义。