大蒜渣中多酚物质的提取研究

来源 :安徽农业科学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:y4o1999
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  摘要[目的]对大蒜渣中的多酚物质进行提取研究,以提高大蒜的资源利用率。[方法] 以大蒜渣为材料,对其中的多酚类物质进行提取,在单因素试验的基础上,对溶剂浓度、提取温度、时间、料液比4个单因素进行正交试验,并采用酒石酸亚铁分光光度法测定了总酚含量。[结果]试验表明,大蒜渣中多酚物质提取的适宜工艺条件为乙醇浓度 65%,温度 50 ℃,时间 70 min,料液比 1∶20 g/ml,该类大蒜渣多酚粗提液具有一定的还原能力,为一类有开发价值的天然产物。[结论] 研究可为促进大蒜渣中活性成分的开发利用和大蒜深加工技术的应用,提升大蒜的资源利用率、加大农副产品综合利用研究提供参考。
  关键词 大蒜渣;多酚类物质;提取
  中图分类号S609.9文献标识码A文章编号0517-6611(2014)30-10669-04
  作者简介李浩(1990- ),男,安徽岳西人,本科生,专业:应用生物科学。*通讯作者,实验师,硕士,从事生物化学研究。
  大蒜,百合科葱属植物,有“土里长出的青霉素”的美称[1]。现已证实,大蒜的主要医用成分是二烯丙基三硫化物(即大蒜新素),其具有抗菌消炎、抗癌、降压、增强机体免疫力等作用[2]。大蒜还含有人体所必需的多种微量元素(如硒、锗、锌等)、维生素和氨基酸等。近年来,国际上对大蒜油的需求不断增加,故产生了大量的蒜渣。研究表明,蒸馏法提取大蒜油后的剩余蒜渣(约占大蒜总重量的99.5%左右)均被遗弃掉,这不仅造成了资源的极大浪费,且由于蒜渣具有较强的刺激性臭味,严重污染了环境[3]。因此,对大蒜渣的开发利用迫在眉睫。已有研究结果表明,提取大蒜油后的大蒜渣含有人体所必需的矿物质、多种维生素、17种氨基酸及微量元素硒、锗、碘、锌和SOD(超氧化物歧化酶),还有少量大蒜素,具有很强的抗菌、消炎、降血压、降血脂能力,对动脉硬化、心肌梗塞、血栓症、糖尿病有非常好的疗效,且有抗病毒、抑制血小板凝聚、防治癌症和肿瘤、增强免疫功能、延缓衰老等功效,有很高的开发利用价值,并具有良好的经济效益和社会效益[1-3]。
  植物多酚类化合物是一类具有多个酚羟基化合物的总称,是植物体内最重要的次生代谢产物。植物多酚具有很强的抗氧化性能和明显的抑菌、抗病毒、抗癌、抗老化以及抑制胆固醇上升等作用[4-5]。因其独特的功能活性,植物多酚已经被大量应用于医学、皮革、食品以及日用化工等相关领域,且发挥出不可代替的功用。同时,伴随着天然产物开发利用的不断兴起,植物多酚类化合物已成为研究天然产物和有机化学的重点,国内外科研学者纷纷从不同角度和领域对植物多酚展开了广泛而深入的科研工作。
  笔者以大蒜渣为材料,对其中的多酚类物质进行提取,探索大蒜渣的开发途径,以促进大蒜渣中活性成分的开发利用和大蒜深加工技术的应用,为提升大蒜的资源利用率、加大农副产品综合利用研究提供参考。
  1材料与方法
  1.1材料大蒜,购于合肥市菜市场;焦性没食子酸、酒石酸钾钠、硫酸亚铁、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、甲醇、乙醇、丙酮等,均为国产分析纯。
  1.2试验方法
  1.2.1原料预处理。取大蒜约200 g,剥皮,自来水浸泡20~30 min。将浸泡过的大蒜放在组织捣碎机中,加水至刚好漫过大蒜,充分捣碎。将捣碎后的蒜渣倒入圆底烧瓶,加入约等体积的水,置于水浴锅中水浴处理(50 ℃水浴2 h或者55 ℃水浴4 h)。电热套上加热,以水蒸汽进行蒸馏1~3 h不等,加热过程中可见黄色大蒜精油被蒸馏出,当观察不到精油继续馏出时即可停止加热(加热时间约为1 h)。稍冷却后用4层纱布过滤,即为蒜渣。稍拧干,均匀平铺于白瓷盘上,于50 ℃的鼓风干燥箱中进行薄层干燥,直至恒重为止[6]。粉碎机粉碎,备用。
  1.2.2单因素试验。
  1.2.2.1溶剂种类的选择。在料液比1∶10 g/ml,固定的提取温度为30 ℃和提取时间为60 min的条件下,分别用60%甲醇、60%乙醇和蒸馏水提取,比较不同溶剂对提取液中大蒜渣中多酚含量的影响,选择适合用于大蒜渣多酚物质提取的溶剂。
  1.2.2.2溶剂浓度对多酚提取的影响。固定提取温度为30 ℃、料液比1∶10 g/ml、提取时间60 min,分别用20%、40%、60%、80%、100%的乙醇对大蒜渣多酚物质进行提取,分析乙醇浓度对大蒜渣多酚物质提取效果的影响。
  1.2.2.3提取时间对多酚提取的影响。以60%的乙醇为溶剂,提取温度30 ℃,料液比1∶10 g/ml的条件下,选择20、40、60、80 min的时间进行提取,分析提取时间对大蒜渣多酚物质提取效果的影响。
  1.2.2.4提取温度对多酚提取的影响。固定料液比1∶10 g/ml、提取时间60 min、乙醇浓度60%条件下,分别选择20、30、40、50、60 ℃对大蒜渣中多酚进行提取,分析提取温度对大蒜渣多酚物质提取效果的影响。
  1.2.2.5料液比对多酚提取的影响。在提取温度为30 ℃和提取时间为60 min、乙醇浓度为60%的条件下,分别以1∶5、1∶10、1∶15、1∶20 g/ml的料液比对大蒜渣多酚进行提取,分析料液比对大蒜渣多酚物质提取效果的影响。
  1.2.3正交试验设计。根据单因素试验确定的范围,将乙醇浓度、提取温度、提取时间、料液比作为考察因素,以总多酚含量为指标,用L9(34)正交表安排试验。
  1.2.4多酚含量的测定。以焦性没食子酸为标准品,采用酒石酸亚铁分光光度法测定总酚含量,总酚含量以没食子酸当量表示[7]。
  显示剂的配制:称准确量0.25 g硫酸亚铁,1.25 g酒石酸钾钠,加蒸馏水溶解,定容至250 ml。缓冲溶液的配制:将等浓度的磷酸氢二钠和磷酸二氢钠按一定体积比混合均匀,得pH为7.40的磷酸盐缓冲溶液。标准溶液的配制:准确称取20 mg没食子酸,用60%丙酮-水溶液溶解,并在100 ml容量瓶中定容,得质量浓度为0.2 mg/ml的储备液。   1.2.4.1标准曲线的绘制。分别准确移取0.2 mg/ml焦性没食子酸标准储备液0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 ml于6支试管中,依次加入60%丙酮水溶液至试管总体积均为1.0 ml,然后再依次向其中加入1.0 ml显色剂,用缓冲溶液定容,摇匀,放置20 min,于波长540 nm处测定吸光度,以焦性没食子酸含量(μg)为横坐标,以对应的OD540 nm为纵坐标,制作标准曲线。
  1.2.4.2大蒜渣多酚类物质得率的测定。在一定试验条件下对原料进行多酚物质提取,4 000 r/min离心10 min,取上清液,即得多酚粗提液。按“1.2.4.1”方法测定提取液吸光度,计算大蒜渣中多酚类物质的得率(μg/g)。
  1.2.4.3多酚含量计算。公式如下:
  式中,W为多酚提取含量(μg/g);C为酒石酸亚铁分光光度法测定的提取液多酚质量(μg);n为酒石酸亚铁分光光度法测定时提取液稀释倍数;V为提取液体积(ml);m为提取时大蒜渣质量(g)。
  1.2.5多酚还原能力的测定[8]。pH 6.6的磷酸盐缓冲液2.5 ml中分别加入不同浓度的试样液2.5 ml、1%铁氰化钾溶液2.5 ml,混合均匀,50 ℃恒温20 min,加入10%三氯乙酸溶液2.5 ml,3 000 r/min离心10 min。取上层清液2.5 ml加蒸馏水2.5 ml和0.1%FeCl3溶液0.5 ml,于波长700 nm处测定吸光度,吸光度越高,还原能力越强。
  2结果与分析
  2.1提取溶剂的选择多酚类物质具有较大极性,易溶于极性溶剂。试验采用乙醇、甲醇2种常规有机溶剂和蒸馏水研究大蒜渣多酚提取的效果(图1)。图1表明,3种不同溶剂的提取效果存在一定差异,其中以60%乙醇的提取效果最好,60%甲醇的提取效果次之,而蒸馏水的提取效果最差。因此,后续试验采用乙醇、水混合体系作为提取溶剂。
  2.2乙醇浓度对多酚提取效果的影响试验得出,在乙醇浓度为20%、40%、60%、80%、100%时,大蒜渣多酚提取含量依次为29.50、26.89、40.80、166.8、199.9 μg/g。
  由试验发现,乙醇浓度在20%~60%时,大蒜渣多酚的提取含量随着乙醇浓度的上升呈一定的增加趋势,原因可能是多酚在乙醇水溶液中的溶解度逐渐增大。当乙醇浓度达到80%以上时,由于提取液中除多酚外的其他杂质逐渐增多及提取溶剂中水分减少引起的通透性变差等原因,造成多酚含量测定体系中具有一定的浑浊或絮状沉淀,测定数据跃升,无法以酒石酸亚铁分光光度法来准确测量其中的多酚含量。
  2.3提取时间对大蒜渣多酚提取效果的影响图2表明,大蒜渣中多酚的提取量随提取时间的增加呈现先增加后下降的趋势,在60 min时达到峰值,60 min后随着时间的增加多酚提取量出现下降。这可能是因为随着时间的增加,大蒜渣中多酚物质的溶解程度逐渐增强,而在60 min时达到峰值后,多酚的溶出已经接近于饱和,再继续增加提取时间的时候,析出的多酚由于受光、热、多酚氧化酶等各种外界因素的影响,极易被氧化。因此,60 min后反而随着时间的增加多酚提取量出现下降的情况。
  2.4料液比对多酚提取量的影响图3表明,随着料液比中溶剂的逐步增加,大蒜渣中多酚提取量也逐渐增加。这可能是因为随着料液比中溶剂的增加,大蒜渣多酚在提取液中的溶解度逐渐增大。
  2.5提取温度对多酚提取量的影响图4表明,随着提取温度的升高,多酚提取量增加,当提取温度为40 ℃时,多酚提取量达到最大,再增加提取温度,多酚提取量逐渐下降。这可能是因为随着温度的上升而产生大量的热能,从而破坏了大蒜渣内各物质之间的氢健和疏水健,致使大量多酚物质扩散出来;提取温度达到40 ℃以后,再增加提取温度,大蒜渣多酚提取量的下降可能与多酚的热稳定性或者多酚氧化酶催化作用的加强有关。
  2.6大蒜渣多酚提取工艺条件的优化根据以上单因素试验结果,设计4因素3水平的正交试验L9(34),对影响大蒜渣多酚提取率的4个主要影响因素乙醇浓度、提取时间、料液比、提取温度进行研究,以便进一步优化多酚提取条件。正交试验因素水平设计见表1,结果见表2。
  由表2结果可知,影响大蒜渣中多酚物质提取量4因素主次顺序为:C>B>A>D,即提取时间>温度>乙醇浓度>料液比,表明提取时间对大蒜渣多酚提取影响最大,其次为提取温度和乙醇浓度,料液比影响较小。从大蒜渣中提取多酚的最佳条件为A3B3C3D3,即提取温度为50 ℃、乙醇浓度65%、料液比1∶20 g/ml、提取时间70 min。
  2.7多酚还原能力的测定抗氧化剂是一类能够抑制有害物质并使生物组织的生理氧化过程趋于正常的物质。作用机制主要是通过本身的还原作用给出电子以中和自由基,在此过程中,抗氧化剂自身将被氧化,其还原能力越强则抗氧化活性越强。因此,可通过测定物质还原能力来表明其抗氧化活性的强弱。测定还原能力的大小是以被测样品的电子供应是否良好为指标的,供应的电子不仅可以使Fe3+被还原成Fe2+外,还能同自由基发生反应,使得自由基转变为更为稳定的惰性类物质,从而中断自氧化连锁反应。同时,还原能力还可能与样品的分子结构有关,分子的未共用电子对越多,它的还原能力就越强。由图5可知,在试验检测的浓度范围内,大蒜渣多酚粗提液是很好的电子供应者,拥有良好的还原能力,且随着多酚浓度越高,其还原能力变得越强。
  3结论与讨论
  作为一类多羟基化合物,多酚易溶或可溶于水、醚、醇、酮、酯类等,因此,因工艺简便、成本低廉、纯度高等优点,溶剂萃取法成为目前国内使用最普遍的多酚提取方法之一。在溶剂萃取法提取多酚的过程中,溶剂起到的作用就是最大限度地去削弱生物分子之间作用力,以便尽可能地增强目标分子与溶剂分子之间相互作用力[9-10]。因此,试验中乙醇、甲醇、蒸馏水对大蒜渣多酚提取的效果差异可能与3种提取剂的极性大小有关,也可能跟大蒜渣的细胞膜通透性有关,或者可能与植物组织中蛋白质、生物碱等物质键之间的相互缔合方式有关。
其他文献
摘要将物联网技术与微信公众平台相结合,设计了一套接入方便、交互友好的温室监测系统。该系统以虚拟仪器为核心,STM8S105C6单片机作为数据处理器和多个传感器实现温室环境监测,传感器采集温室内信息,通过RS232传至Lab VIEW进行显示存储及报警。监测系统的服务器与公众平台服务器连接,从而实现移动终端对温室情况的实时查询和历史回溯等功能。  关键词温室测系统;Lab VIEW;数据处理;微信公
期刊
摘要 在罗平大水井烟叶基地单元采用定点采集的方法进行样品采集,采样等级为中橘三(C3F1)。对所取烟样的烟碱、总糖、还原糖、淀粉氮、钾、钙、镁、氯、多酚、石油醚提物等主要化学成分和单叶重、含梗率、叶面密度、填充值、平衡含水率等物理性质进行了全面系统分析。明确了基地烟叶主要化成分和物理指标情况,并与其他产区烟叶相关指标情况进行了对比分析。研究对基地单元内所有村民小组的烟叶均进行了定点采集,为烟叶原料
期刊
摘要[目的] 利用糖基化改性提高鱿鱼肌原纤维蛋白的凝胶性。[方法]将葡萄糖、乳糖、壳聚糖、麦芽糖、果糖及淀粉分别与鱿鱼肌原纤维蛋白混合,经二段加热方式制备凝胶,筛选合适用糖后进一步研究加糖量、二段式加热温度和加热时间对鱿鱼肌原纤维蛋白凝胶性影响。[结果]在鱿鱼肌原纤维蛋白中添加糖有助于提高凝胶性,其中鱿鱼肌原纤维蛋白(以10 g湿重计)与2.0 g果糖和1.5 g淀粉混合,经50 ℃加热1 h和9
期刊
摘要[目的]为单粒精播快繁技术在花生良种快繁上的应用提供科学依据。[方法]以吉花3号(多粒型)为研究材料,系统研究大田单粒精播节本增效高产栽培技术和大棚单粒精播高效快繁技术对花生植株性状、产量和繁殖系数的影响。[结果]两种单粒精播技术均可明显降低花生株高,增加单株结果数及饱果率,提高产量和繁殖系数,其中大棚单粒精播高效快繁技术的繁殖系数达到34.3,比常规双粒穴播提高84.5%。[结论]两种快繁技
期刊
摘要[目的]研究TGA2在植物系统获得抗性中所起的作用,阐明其作用机制。[方法]通过PCR扩增获得拟南芥中TGA2基因全长CDS序列,克隆至pGADT7酵母表达载体,并转化至AH109酵母菌株中。[结果]重组质粒通过大肠杆菌转化获得了阳性克隆,经过菌落PCR及单、双酶切验证重组质粒构建成功。将重组质粒又转化到AH109酵母菌中,并在相应筛选培养基上成功获得了转酵母菌成功的阳性克隆。[结论]为进一步
期刊
摘要[目的]对高效液相色谱法测定保健食品中叶酸含量的不确定度进行评定。[方法]建立了不确定度评价数学模型,对测定过程中各影响因素进行分析评估。[结果]合成了各变量的不确定度,最终得到测定结果的扩展不确定度:(33.0±1.7)g/kg(K=2)。[结论]分析了产生不确定度的主要来源,为有效地控制用该方法来测定叶酸的含量提供可靠的理论依据。  关键词 不确定度;高效液相色谱法;保健食品;叶酸  中图
期刊
摘要[目的]驯化大字杜鹃(Rhododendron schlippenbachii Maxim.),使其适应黑龙江省东南部地区露地栽培,为园林应用提供新品种。[方法]引种大字杜鹃进行露地栽培试验,研究喷施生根粉、遮阴、覆盖松针土3种方法的影响。[结果]喷施ABT生根粉对大字杜鹃生长促进作用显著;在高温天气下,选择遮阴率为50%的遮阴网遮阴,或在土壤表面覆盖5 cm厚的松针土较均适宜大字杜鹃的生长。
期刊
摘要 以北京农学院为例,通过对都市型现代农业特色资源的特征、开放与共享的技术要求的描述,进而对都市型现代农业特色资源开放与共享建设的关键要素进行分析,提出都市型现代农业特色资源的用户需求中心、本体分类,以及都市型现代农业特色资源开放与共享平台构建的措施。  关键词 都市型现代农业;特色资源;特征;关键要素;对策  中图分类号S181.3文献标识码A文章编号0517-6611(2014)30-106
期刊
摘要 以地质调查项目为依托,对淮河流域内4 000余组浅层地下水样品测试结果进行评价分析。评价依据为地下水污染调查评价技术要求和地下水质量标准。结果显示,淮河流域浅层地下水中As检出较多,超标严重,超标率9.76%,Hg、Cr6+检出率和超标率稍低。分析认为,Hg、As有原生成因,也有人为活动影响成因,Cr6+主要由人为活动造成。在评价研究基础上,针流域内农村居民饮用水和农业灌溉用水两种用途,提出
期刊
摘要 从现代农业要求出发,重新认识了农业清洁生产的内涵与作用,强调必须进行全过程、全系统清洁控制,从源头最大限度地减少甚至消除污染,总结分析了安徽省农业科学院农业工程研究所在农业示范园区规划、沿淮采煤沉陷区生态清洁治理、农业废弃物沼气化利用等方面的研究与应用情况,探讨农业清洁生产理论、技术、方法和模式,在创新清洁生产技术、创造清洁产业模式等方面取得了重要成效。  关键词 农业;清洁生产;全程防控;
期刊