超声波辅助提取库尔勒香梨果肉和果皮中总黄酮的工艺研究

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  摘要
  [目的]研究库尔勒香梨果肉和果皮中总黄酮的最佳提取工艺。[方法]以乙醇为溶剂,采用超声波辅助提取,紫外-可见分光光度法测定库尔勒香梨果肉和果皮中总黄酮的含量,以总黄酮含量为指标,考察提取温度、料液比、醇浓度、提取次数对库尔勒香梨果肉和果皮中总黄酮提出率的影响。对照品溶液和供试品溶液均在371 nm处有最大吸收,回归方程为A=0.055 1C-0.007 5,r=0.999 8(0~16 μg/ml)。[结果]最终确定香梨果肉中总黄酮的最佳提取条件为:乙醇浓度75%,提取时间2 h,提取温度40 ℃,提取次数为1次;果皮中总黄酮的最佳提取条件为:乙醇浓度85%,提取时间1.0 h,提取温度40 ℃,提取次数为3次。库尔勒香梨果肉和果皮中平均总黄酮得率分别为1.79和5.12 mg/g。[结论]通过稳定性、精密度和回收率试验检验了该方法的可靠性和重现性。
  关键词 库尔勒香梨果肉和果皮;超声提取;总黄酮
  中图分类号 S661.2 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2014)26-09148-02
  Study on Extraction Technology of Total Flavonoid from Pyrus bretschneideri Rehd Peel and Pulp by Ultrasonic Assisted Extraction
  WU Ying, HAILIXI Taoerdahong et al
  (College of Pharmacy, Xinjang Medical University, Urumqi, Xinjiang 830011)
  Abstract [Objective] To study the optimum extraction technique for total flavonoids from Pyrus bretschneideri Rehd fruit and peel. [Method] Ethanol as a solvent, using ultrasonic assisted extraction, UV-visible spectrophotometry was adopted to extract total flavonoids from fruit and peel of Pyrus bretschneideri Rehd. Effects of extraction temperature, solid-liquid ratio, ethanol concentration, extraction times on total flavonoids extraction yield were investigated. The reference solution and the test solution are maximum absorption at 371 nm. The regression equation is A=0.055 1C-0.007 5, r=0.999 8(0-16 μg/ml). [Result] Eventually determine the optimum extraction conditions of total flavonoids in Pyrus bretschneideri Rehd pear flesh as follows: 75% ethanol concentration, extraction time 2 hours, extraction temperature 40 ℃, extraction times for 1 times. The best extraction conditions for total flavonoids in flesh: ethanol concentration 85%, 1.0 hours extraction time, extraction temperature 40 ℃, extraction times for 3 times. Pyrus bretschneideri Rehd in the pulp and peel, the average yield of flavonoid were 1.79 and 5.12 mg/g. [Conclusion] Through the stability, precision and recovery experiment examined the reliability and reproducibility of the method.
  Key words Pyrus bretschneideri Rehd peel and pulp; Ultrasonic extraction; Total flavonoids
  新疆库尔勒香梨(Pyrus Bretschneideri Rehd )为蔷薇科梨属中的白梨品种,其种植历史已有1 400~2 000年[1-2],在新疆的种植面积广、年产量高,果皮为黄绿色或略带红色,具有细嫩、多汁、甘甜、香味浓郁等特点,同时香梨富含果糖、苹果酸、维生素、矿物质等营养成分。现代药理研究表明,香梨具有抗氧化、抗溃疡、抗炎、镇咳祛痰平喘、抑菌、抗癌等功效[3]
  目前已分离出的黄酮类化合物总数超过4 000个,广泛用于医药领域。黄酮类化合物可降低血管脆性及异常的通透性,可降血脂,降血压,抑制血小板聚集及血栓的形成,有抗肝臟病毒、抗炎抗菌、抗癌防癌、抗氧化及抗衰老等作用[4]。目前,对库尔勒香梨的研究大多还停留在保鲜加工方面,还未见对库尔勒香梨中黄酮物质的提取、纯化、应用等的研究报道。笔者通过对超声波辅助提取库尔勒香梨中黄酮物质的工艺进行研究,确定提取溶剂与应用的浓度、提取时间等参数,为库尔勒香梨资源的充分开发利用提供依据[5-6]。   1 材料与方法
  1.1 材料
  1.1.1
  研究对象。干燥、粉碎的新疆库尔勒香梨的果皮和果肉。
  1.1.2
  仪器。UV9100D型紫外可见分光光度计,北京菜伯泰科仪器有限公司;BS224型电子分析天平,德国赛多利斯公司,SK5200HP超声清洗器,上海科导超声仪器有限公司;RE-52A旋转蒸发仪,上海亚荣生化仪器。
  1.1.3
  试剂。 芦丁对照品(批号:100080-200707),中国药品生物制品检定所;乙醇(95%),天津市富宇精细化工有限公司,分析纯;5%亚硝酸钠溶液、10%硝酸铝溶液、4%氢氧化钠溶液,均采用分析纯,现配现用;试验用水为蒸馏水。
  1.2 方法
  1.2.1
  香梨黄酮标准曲线的制备。 黄酮的标准品为芦丁,分别精密吸取芦丁对照品溶液(0.08 mg/ml)0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 ml于25 ml容量瓶中,加入5%亚硝酸钠溶液1.0 ml,摇匀,放置6 min,加入10%硝酸铝溶液1.0 ml,摇匀,放置6 min,加入4%氢氧化钠溶液10.0 ml,再加入75%乙醇至刻度,摇匀,放置15 min,以不加对照品溶液的相应溶液为空白对照,在371 nm波长处测定吸光度,以对照品溶液浓度(C)为横坐标,吸光度(A)为纵坐标,得校准曲线A=0.055 1C-0.007 5,r=0.999 8,线性范围在0~16 μg/ml,表明线性关系良好。
  1.2.2
  超声波辅助提取总黄酮。 精密称取1.0 g干燥的库尔勒香梨果肉和果皮适当粉碎于锥形瓶中,以总黄酮含量为评价指标,分别考察不同提取温度、不同含乙醇量、不同提取次数、不同提取时间在超声波条件下对萃取库尔勒香梨中总黄酮的影响。根据单因素试验结果,选取主要影响因素及合适的水平进行正交试验,确定香梨果肉和果皮中黄酮提取的最佳条件工艺条件。
  1.2.3
  测定液的制备。 准确移取香梨果肉供试品溶液5.0 ml、香梨果皮供试品溶液3.0 ml,于25 ml容量瓶中,加入5%亚硝酸钠溶液1.0 ml,摇匀,放置6 min,加入10%硝酸铝溶液1.0 ml,摇匀,放置6 min,加4%氢氧化钠溶液10.0 ml,再加入60%乙醇至刻度,摇匀,放置15 min,得测定液备用。
  1.2.4
  最大吸收波长的选择。 准确移取对照品溶液和供试品溶液,按“1.2.1标准曲线的制备”方法平行显色,以试剂作为空白对照,在波长200~700 nm范围内进行连续波长扫描。结果表明,对照品溶液及供试液均在371 nm处有最大吸收,故选择371 nm处为测定波长。
  1.2.5
  样品含量的测定。 根据单因素试验结果取最佳提取条件,提取9份供试品溶液,按“1.2.1”项下依法测定各个溶液的吸光度,并根据回归曲线方程计算总黄酮的浓度,推算出库尔勒香梨果肉和果肉中总黄酮的含量。
  2 结果与分析
  2.1 单因素试验
  2.1.1
  乙醇浓度对提取效果的影响。 精密称取干燥香梨果皮及果实各1.000 0 g,置于250 ml锥形瓶中,按提取时间为1 h,温度60 ℃,提取次数为1次,乙醇浓度为40%、50%、65%、75%、85%、95%,进行超声波辅助萃取,然后浓缩定容至50 ml容量瓶中,按“1.2.3”项下加入试剂显色,最后定容至刻度,在371 nm 处测定吸收度,计算总黄酮含量。试验得出,香梨果肉中总黄酮的含量随着乙醇浓度的增加而有所提高,但当乙醇浓度>75%时,增加幅度很小。香梨果皮中总黄酮的含量当乙醇浓度>85%时,增加幅度较小,所以确定了3个最佳料液比来进行香梨黄酮提取的正交试验。
  2.1.2
  提取时间对提取效果的影响。 精密称取干燥香梨果皮及果实1.000 0 g,置于250 ml锥形瓶中,按料液比1∶20 g/ml加入75%乙醇,温度60 ℃,提取次数为1次,分别按提取时间30、60、90、120、180 min进行回流,然后浓缩定容至50 ml容量瓶中,按“1.2.3”项下加入试剂显色,最后定容至刻度,在371 nm 处测定吸收度,计算总黄酮含量。根据得到的香梨黄酮含量可得知,香梨果肉中总黄酮随时间的增长提取量越高,超声时间120 min后变化较小;香梨果皮中总黄酮提取量则在超声时间90 min内可以得到较高水平。
  2.1.3
  提取温度对提取效果的影响。 精密称取干燥香梨果皮及果实1.000 0 g,置于250 ml锥形瓶中,按料液比1∶20 g/ml加入75%乙醇,提取次数为1次,分别按提取温度20、40、60、80、100 ℃进行回流,然后浓缩定容至50 ml容量瓶中,按“1.2.3”项下加入试剂显色,最后定容至刻度,在371 nm处测定吸收度,计算总黄酮含量。试验得出,香梨果肉和果皮中总黄酮提取量在40 ℃时含量最高。
  2.1.4
  提取次数对提取效果的影响。 精密称取干燥香梨果皮及果实1.000 0 g,置于250 ml锥形瓶中,按料液比1∶20 g/ml加入75%乙醇,提取温度60 ℃,提取时间1 h,分别按提取次数为1、2、3、4、5次进行回流,然后浓缩定容至50 ml容量瓶中,按“1.2.3”項下加入试剂显色,最后定容至刻度,在371 nm处测定吸收度,计算总黄酮含量。由试验可知,总黄酮提取量随着超声次数的增加而提高,但超声次数为3次时,总黄酮的提取量最高。
  根据单因素试验结果确定了库尔勒香梨果肉及果皮进行正交试验的最佳因素水平,见表1、2。
  2.2 正交试验结果
  由表3可知,   各因素水平对香梨中果肉总黄酮的影响顺序为乙醇浓度(A)>提取时间(D)>提取次数(C)>温度(B),即A3D3C1B1。结合方差分析,可知A、B、C、D因素的P均小于0.05,有显著差异,果肉中各因素对试验的影响大小为:A>D>C>B,该结果与直观分析的结果一致,所选条件成立:即乙醇浓度75%,提取时间2 h,提取温度40 ℃,提取次数为1次。
  0.05,有显著差异,果皮中各因素对试验的影响大小为:C>A>B>D,该结果与直观分析的
  结果一致,所选条件成立:乙醇浓度85%,提取时间1.0 h,提取温度40 ℃,提取次数为3次。
  2.3 提取工艺验证
  2.3.1
  重现性试验。 精密称取3份干燥的库尔勒香梨果肉和果皮,每份1.0 g,按最佳工艺提取,按“1.2.3”项下显色处理后于371 nm波长处测定吸光度, 求得果肉的RSD=0.02%(n=6),果皮的RSD=0.3%,表明所选工艺合理可行。
  2.3.2
  精密度试驗。 精密称取6份干燥的库尔勒香梨果肉和果皮,每份1.0 g,按最佳工艺提取,按“1.2.3”项下显色处理后于371 nm波长处测定吸光度。求得果肉RSD=0.8%(n=6),果皮的RSD=0.45%,表明仪器精密度良好。
  2.3.3
  加样回收率试验。 精密称取1.0 g 6份库尔勒香梨果肉和果皮至250 ml锥形瓶中,经提取显色处理浓缩后放置50 ml容量瓶,按低、中、高浓度分别加入芦丁对照品1 ml(80 μg),2 ml(160 μg),3 ml(240 μg),稀释至刻度。于371 nm波长处测定吸光度。结果表明,果肉平均回收率为100.12%,RSD=1.3%(n=6),果皮平均回收率为98.5%,RSD=0.8%(n=6)。
  2.3.4
  稳定性试验。 取供试品2 ml至25 ml容量瓶中按“1.2.3”项下显色处理,分别于0、5、10、15、20、25、30 min测定吸光度,表明其显色后30 min中基本稳定,求得果肉RSD值为0.3%(n=6),果皮RSD值=0.5%(n=6),表明稳定性良好。
  3 讨论
  该试验采用超声波辅助提取库尔勒香梨中的总黄酮,考察了超声波对库尔勒香梨果肉和果皮中总黄酮提取效果的影响。结果表明,超声波对库尔勒香梨果肉和果皮中总黄酮的提取过程影响明显,且通过单因素和正交试验确定了影响库尔勒香梨果肉中总黄酮的最佳提取条件为:乙醇浓度75%,提取时间2 h,提取温度40 ℃,提取次数为1次。果皮中总黄酮的最佳提取条件为:乙醇浓度85%,提取时间1 h,提取温度40 ℃,提取次数为3次。库尔勒香梨果肉和果皮中平均总黄酮得率分别为1.79和5.12 mg/g,该研究为开发和利用香梨有效部位提供了理论依据。
  参考文献
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