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应用溶剂萃取法提取洋葱中类黄酮

作者:原创论文网 时间:2015-08-13 09:28 加入收藏
摘要

  1引言

  黄酮类化合物(flavonoids)是一类在植物界中分布广泛、具有多种生物活性的多酚类化合物,早在20世纪30年代初就已经被发现。它们通常以与糖类合成苷或以游离态(苷元)的形式存在,在花、叶、果实等组织中,多为苷类,而在木质部组织中则多为游离的苷元。经研究发现,黄酮类化合物主要是泛指两个具有酚羟基的苯环(A,B环),通过中央3个碳原子相互连接而成,分子结构中具有C6一C3一C6基本碳架的一系列化合物[1].黄酮苷元一般难溶或不溶于水,易溶于甲醇、乙醇、乙酸乙酯、乙醚、丙酮等有机溶剂。黄酮类化合物具有很好的药用价值,到目前为止,已发现黄酮类化合物的生理功能主要有:

  ①抗心血管疾病功能;②抗氧化、清除自由基功能;③镇咳、怯痰、平喘功能;④抗炎、镇痛功能;⑤抗心律失常功能;⑥抑制肿瘤功能;⑦防治糖尿病型白内障功能;⑧抗菌抗病毒功能;⑨类激素样功能;⑩保肝功能;瑏瑡?降 血 压、血 脂 功 能;瑏瑢?增 强 免 疫 调 节 功能[2~5];瑏琐?解痉功能等。

  洋葱(onion)又名球葱、圆葱、玉葱、葱头、荷兰葱、皮牙子,属二年生草本植物。洋葱栽培历史悠久,原产于西南亚,20世纪初才在我国大量栽培,其鳞茎中含有较多的类黄酮,在叶和皮中也有少量的存在[6].洋葱通常以鳞茎入药,具有消炎抑菌、活血化瘀、降脂止泻、防癌抗癌、利尿、降血糖、助消化、杀菌、抗感冒、预防心血管疾病及骨质疏松等功效,尽管洋葱的营养价值及保健功能己被国内外、各方面所证实和认可,且洋葱产量有每年增加的趋势,但至今洋葱的消费方式主要是传统的烹炒和少量直接食用,其量相对较小,同时洋葱的深加工业停留在脱水等初级加工水平上。因此充分挖掘和利用洋葱所含生物功能性因子,进行深加工研究具有重要意义[7].

  本实验以市售鲜洋葱为材料,以95%的乙醇做溶剂采用溶剂萃取法对洋葱中类黄酮进行提取,探究其最佳萃取条件,为以后的研究提供参考。

  2实验内容

  2.1材料与方法

  实验 药 品:95%CH3CH2OH、芦 丁 标 准 品、10%NaNO3溶液、5%NaOH溶液。

  实验仪器:食品粉碎机、电子天平、烧杯、玻棒、移液管、解压抽滤装置、回流装置、恒温水浴箱、紫外分光光度计。

  实验方法:粉碎→称取→蒸馏→减压抽滤→分光光度法测定总黄酮含量→计算类黄酮的提取率。

  2.2实验步骤

  2.2.1 芦丁标准曲线的绘制(1)对 照 品 溶 液 的 制 备。精 确 称 取 芦 丁 对 照 品200mg置烧杯中,加95%乙醇溶液搅拌溶解,并移置于50mL容量瓶中,加入95%乙醇溶液稀释至刻度线,摇匀。用移液管精确量取10mL所配溶液置于100mL容量瓶中,再加入95%乙醇溶液稀释至刻度线,摇匀即得(每1mL含有无水芦丁0.2mg)。

  (2)标准曲线的制备:精密吸取对照品溶液0.0,2.0,4.0,6.0,8.0,12.0mL分别置于6个25mL容量瓶中,各 加 入95%乙 醇12mL,加 入10%硝 酸 钠 溶 液2.0mL,混 匀,放 置6min,再 加 入10%硝 酸 钠 溶 液2.0mL,混匀,放置6min,加入5%氢氧化钠溶液20mL,最后用95%乙醇稀释至刻度线,摇匀,以第1瓶为空白溶液,用紫外分光光度计,在510nm测定吸光度,绘制标准曲线[8].

  2.2.2 分光光度法测定洋葱提取物中总黄酮的含量

  吸取提取液20mL于50mL容量瓶中,加95%乙醇溶液至刻度按标准曲线制备操作测定吸光度。

  2.2.3乙醇提取洋葱中类黄酮物质

  采用单因素设计性实验方案考察单因素(时间、温度、固液比)对乙醇提取洋葱中类黄酮的影响。

  (1)温度的影响。称取鲜洋葱40g,萃取时间为4h,固液配比为1∶1.5,提取温度选取为35℃,40℃,45℃,50℃,55℃,测定不同温度下类黄酮的提取率。

  (2)时 间 的 影 响。称 取 鲜 洋 葱40g,萃 取 温 度 为40℃,固液配比为1∶1.5,提取时间选取为1h,2h,3h,4h,5h,测定不同提取时间条件下类黄酮的提取率。

  (3)固液配比的影响。称取鲜洋葱40g,萃取时间为4h,萃取温度为40℃,固液配比选取1∶1,1∶1.5,1∶2,1∶2.5,1∶3,测定不同固液比条件下类黄酮的提取率。

  2.2.4正交实验

  以乙醇与洋葱的固液配比W/V,萃取温度T和萃取时间t这3个条件作自变量,以黄酮萃取率作为因变量,选用正交设计的正交表L9(34),以单因素最佳的3组条件做3因素3水平的试验,最终确定最佳萃取条件[9~11].

  2.2.5 最佳工艺条件的验证在最佳提取条件下,进行了3次平行验证性试验,以考察最佳条件的合理性和可靠性。

  3实验结果与分析

  3.1芦丁标准曲线的绘制

  按照芦丁标准曲线的绘制的实验过程方法进行类黄酮标准工作曲线的测定,绘制的标准工作曲线如图l所示。回归方程:A=1.0946 C+0.0003.

  3.2乙醇提取洋葱中类黄酮物质

  采用单因素设计性实验方案考察单因素(温度、时间、固液比)对乙醇提取洋葱中类黄酮的影响结果如下所示。

  (1)温度的影响。萃取时间为4h,固液配比为1∶1.5时,不同温度条件下类黄酮的提取率见表1.

  从表1、图2可以看出萃取时间4h,固液配比为1∶1.5时,温度为40℃时类黄酮的提取率,达到最大产率为0.0125%.

  (2)时间的影响:萃取温度为40℃,固液配比为1∶1.5时,不同时间下黄酮的提取率见图2.

  从表2、图3可以看出在此条件下提取时间为4h时,类黄酮的提取率最高,达到0.0136%.

  (3)固液配比的影响。萃取时间为4h,萃取温度为40℃时,不同固液配比下的类黄酮的提取率见表3.

  从表3、图4可以看出在此条件下固液比为1∶1到固液配比1∶1.5时,类黄酮的提取率增长幅度大,当继续增大溶剂用量时类黄酮的提取率基本趋于稳定。

  (4)正交表。以单因素最佳的3组条件做3因素3水平的试验。共需做9个试验,最终确定最佳萃取条件。计划实施方案及方案中各参数的意义,取值范围分别见表4、表5.

  表中的K1K2K3为经过运算得到的各个因素各水平之和,极差的大小可以反映出因素的影响程度,极差(R)越大,该因素对结果的影响越大,反之亦然。由黄酮萃取率的极差值可以看出,影响黄酮实际产率的因素排序为:w/v>T>t,即固液配比影响最大,而萃取时间影响最小。由K值的大小可得出理论上得到黄酮产品的最优组合为提取时间4h,固液比为1∶1.5(g/mL),提取温度为40℃,其萃取率为0.0137%.

  (5)最佳工艺条件验证。在提取时间4h,固液比为1∶1.5(g/mL),提取温度为40℃的最佳提取条件下,进行了3次平行验证性试验得出萃取率(R)并求其平均值和相对标准偏差见表6.通过验证得出最优实验组合验证结果为0.01366%.

  4结语

  有机溶剂提取是目前国内外最广泛地提取类黄酮化合物的方法,本实验采用有机溶剂萃取法,以95%乙醇为溶剂来提取洋葱中的类黄酮,并探究萃取的最佳工艺条件。实验中探讨了萃取温度、萃取时间、固液配比对萃取率的影响,用分光光度法测萃取液吸光度,并且根据标准曲线计算出萃取后的类黄酮质量,与洋葱质量的比值作为提取率。实验中采用正交设计性实验,选用正交表L9(34)安排试验各因素,各工艺条件取值范围40℃~50℃,萃取时间3h~5h经过实验得出提取类黄酮产品的最佳工艺条件为:提取时间4h,固液比为1∶1.5(g/mL),提取温度为40℃。在最佳工艺条件下,类黄酮提取率为0.0137%.此外,洋葱的品种不同,类黄酮的提取率也可能存在差异,本实验采用的是红皮洋葱,类黄酮的含量相对较高。

  参考文献:

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  [7]王建军,孙智华,侯喜林。洋葱油提取工艺的研究[J].南京农业大学学报,2003,26(2):20~23.

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  [11]高金燕,曾小花,王毅辉。从西芹中提取黄酮类物质的初步研究[J].中国食品添加剂,2004(3):19~21.

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