不同植物来源绿原酸的提取工艺优化
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湖南农业科学(HUNAN AGRICULTURAL SCIENCES) DOI:10.16498/ki.hnnykx.2019.001.0192019,(1):206189-7年0,1 7月3 不同植物来源绿原酸的提取工艺优化 杨焕治,胡佑帆,杨 岚,张 城,杨中杨,彭国平 (湖南农业大学生物科学与技术学院,道地药用植物规范化栽培与综合利用 湖南省工程实验室,湖南 长沙 410128)摘 要:为优化绿原酸的提取工艺,试验对比了不同的提取溶剂、溶液浓度、提取温度、提取时间、料液比等因素对金银花、 山银花、杜仲叶和烟叶中绿原酸提取率的影响。
试验结果表明,最佳工艺优化方案为:金银花、山银花、杜仲叶的绿原酸提取 溶剂为 60% 乙醇,烟叶中绿原酸提取溶剂为蒸馏水;提取温度 60℃,料液比 1 ∶ 16,提取时间 60 min。
在此条件下,金银花、 山银花、杜仲叶、烟叶中的绿原酸提取率最高分别可达 6.05%、6.01%、2.07%、2.33%。
该提取工艺确保提取物成分与其天然状 态相近,有利于进一步的纯化。
关键词:绿原酸;提取工艺;金银花;山银花;杜仲叶;烟叶 中图分类号:Q946 文献标识码:A 文章编号:1006-060X(2019)01-0068-03 Extraction Process Optimization of Chlorogenic Acid from Different Plant Sources YANG Huan-zhi,HU You-fan,YANG Lan,ZHANG Cheng,YANG Zhong-yang,PENG Guo-ping (College of Bioscience and Biotechnology, Hunan Agricultural University, Hunan Engineering Laboratory for Good Agricultural Practice and Comprehensive Utilization of Famous-Region Medicinal Plants, Changsha 410128, PRC)Abstract: To explore the effects of extraction rate of chlorogenic acid in Honeysuckle, Flos Lonicerae, Eucommia ulmoides Oliver leaves and tobacco leaves, in different extraction solvents, solution concentration, extraction temperature, extraction time, solid-liquid ratio and to find the best extraction process. Through experiment and data analysis, the chlorogenic acid extraction conditions of Honeysuckle, Flos Lonicerae and Eucommia ulmoides Oliver leaves as follows: 60% ethanol solvent, extracting temperature 60 ℃ , solid-liquid ratio 1:16, extracting time 60 min; and chlorogenic acid in tobacco leaf extract solvent is distilled water. Under these conditions, the extraction rates of chlorogenic acid in Honeysuckle, Flos Lonicerae. Eucommia ulmoides Oliver leaves and tobacco leaves reached the highest: 6.05%, 6.01%, 2.07% and 2.33% respectively. The extraction process ensures that the components of the extract are similar to its natural state and lays a foundation for further purification. Key words: chlorogenic acid; extraction technology; Honeysuckle; Flos lonicerae; Eucommia ulmoides Oliver leaf; tobacco leaf绿原酸是植物有氧代谢的产物,其分子式为 : C16H18O9,相对分子量 354.3,在 25℃的水中绿原酸溶 解度为 4%,易溶于丙酮和乙醇,难溶于亲脂性有机溶 剂 [1]。
不同植物或同一植物不同部位的绿原酸含量差 异很大,其中烟叶、杜仲叶、金银花、向日葵籽、咖 啡豆中绿原酸类似物的含量较高 [2]。
研究表明,绿原酸 具有抗氧化 [3-5]、抗菌消炎 [5]、抗肿瘤 [6]、增加白细胞 数量 [7-8]、抑制前列腺增生 [9]、保护心血管和预防糖 尿病等诸多作用 [10]。
以植物的花作为提取原料,普通 的浸提法可以达到较高的绿原酸提取率 [11-12] ;以植物 的果实为提取原料,常采用超声波 [13]、高压力萃取 法 [14-15]、酶辅助提取法 [16]、红外光谱技术微波辅助萃 取法 [17-18]、微波 [19] 等提取法 ;以根茎等为提取原料, 则用超临界 CO2 萃取法 [20]。
试验采用水浴醇提、水浴收稿日期:2018-09-28 基金项目:国家自然科学基金面上项目(31471446) 作者简介:杨焕治(1991-),男,湖南邵阳市人,硕士研究生,研 究方向:中药生物技术与资源开发利用。
通讯作者:彭国平水提法,研究不同的提取条件对 4 种不同植物来源的 绿原酸提取率的影响,力求寻找最佳绿原酸提取工艺。
1 材料与方法1.1 试验材料1.1.1 供试材料 金银花(山东临沂金银花基地提 供),山银花(隆回小沙江金银花基地提供),杜仲叶(保 靖县杜仲基地提供),烟叶(常德卷烟厂提供),绿原 酸标准样品(中国食品药品检定研究院)。
1.1.2 主要试剂 乙醇、盐酸、乙酸乙酯、甲醇、氢 氧化钠、石油醚、氯仿均为分析纯(国药集团化学试 剂有限公司);提取溶剂为蒸馏水。
1.1.3 仪 器 设 备 DZKW-S-4 电 热 恒 温 水 浴 锅( 北 京市永光明医疗仪器有限公司),DK-8B 电热恒温水 槽(上海精宏实验设备有限公司),Agilent 8453 紫 外 - 可见分光光度计(美国安捷伦科技公司),DHG9146A 电热恒温鼓风干燥箱(上海精宏实验设备有限 公司),SHZ- Ⅲ循环水真空泵(上海亚荣生化仪器- 68 - 加工贮藏 • 检测分析杨焕治 等:不同植物来源绿原酸的提取工艺优化厂),5417R 冷冻高速离心机(德国 Eppendorf 公司), DHG-9146A 真空冷冻干燥机(北京博医康实验仪器 有限公司),RQ3200E 超声波清洗器(昆山市超市仪 器有限公司)。
1.2 试验方法 1.2.1 绿原酸标准曲线的制备 精确称量 5 mg 绿原 酸标准品溶于 50% 乙醇,定容至 50 mL 制成母液。
用 移 液 管 分 别 移 取 4.0、3.5、3.0、2.5、2.0、1.5 mL 母液溶于 50% 乙醇,定容至 25 mL,配制成绿原酸含 量分别为 15.5、13.5、11.6、9.7、7.7、5.8 μg/mL 的梯 度溶液用作测试。
50% 乙醇溶液做空白,紫外 - 可见 分光光度计做全光谱扫描,确定溶液最大吸收峰波长, 测定溶液吸光度。
以绿原酸的质量浓度 C 为横坐标、 吸光度 A 为纵坐标生成标准曲线。
1.2.2 绿原酸醇提与水提工艺比较 用蒸馏水和 60% 乙醇分别做提取溶剂,调节溶液 pH 值至 4,提取时 间 60 min,从 4 种植物材料中提取绿原酸并进行初步 除杂。
观测提取液颜色,测定溶液中绿原酸含量,初 步考察除杂工艺的可行性,并比较醇提与水提效果。
1.2.3 不同浓度乙醇对绿原酸提取率的影响 分别称 取 4 种不同植物粉末 5 g 置于 100 mL 三角瓶中,分别 加入 80 mL 体积分数为 50%、60%、70%、80% 的乙 醇溶液,调节 pH 值至 4,置于 60℃水浴锅中提取 60 min。
将提取液稀释适当倍数并于 330 nm 测量吸光度。
1.2.4 不同提取温度对绿原酸提取率的影响 分别称 取 4 种不同植物粉末 5 g 置于 100 mL 三角瓶中,分 别放置在 40、50、60、70、80℃水浴锅中加入 60% 乙醇 80 mL,调节 pH 值至 4,提取 60 min。
将提取液 稀释适当倍数并于 330 nm 测量吸光度。
1.2.5 不同料液比对绿原酸提取率的影响 分别称取 4 种不同植物粉末 5 g 置于 100 mL 三角瓶中,分别加 入 60% 乙醇 40、60、80、100 mL,调节 pH 值至 4, 于 60℃水浴锅提取 60 min。
将提取液稀释适当倍数并 于 330 nm 测量吸光度。
1.2.6 不同提取时间对绿原酸提取率的影响 分别称 取 4 种不同植物粉末 5 g 置于 100 mL 三角瓶中,加 入 60% 乙醇 75 mL,于 60℃水浴锅中提取,分别在 30、60、90、120 min 取提取液适量,稀释至适当倍 数并于 330 nm 测量吸光度。
2 结果与分析2.1 绿原酸标准曲线绿 原 酸 的 标 准 曲 线 :Y=0.055 58X+0.004 72, R2=0.999。
说明在 6~15 μg/mL 这个质量浓度范围内线 性关系良好。
2.2 绿原酸醇提与水提工艺比较如表 1 所示,4 种植物的绿原酸在乙醇溶液中的提取率比水溶液高,但醇提液颜色更深,并残留较多 的色素和醇溶性杂质。
烟叶的醇提液中除了含有大量 的色素之外,还含有成分复杂的脂质,使用石油醚萃 取去除脂质效果不理想,使绿原酸的得率降低。
相较 于烟叶醇提液的复杂情况,金银花和山银花中杂质相 对较少,杜仲醇提液中的色素杂质较少。
醇提液浓缩 时需要的温度及时间条件远比水溶液浓缩条件温和。