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板栗壳黄酮类成分的提取工艺研究

2021-08-18 22:29:27来源:

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  板栗壳黄酮类成分的提取工艺研究
  张琳琳 1,吕华瑛',王 琳 1,石 亮2,李克明3
  (1.山东中医药高等专科学校,山东烟台 264199;2.山东药品食品职业学院,山东威海 264210;
  3.山东省中医药研究院,山东济南 250014)

基金项目∶山东省中医药科技发展计划项目(2015-218)。
  摘要∶为了优化板栗壳中的黄酮类成分的提取工艺。分别采用不同溶剂、不同提取方式浸提板栗壳中的黄酮成分,并选取提取次数、加醇量(料液比)、提取时间、醇浓度作为考察因素,设计正交实验对提取工艺进行优化,以芦丁为标准品,硝酸铝-亚硝酸钠比色法,用可见-紫外分光光度计检测提取物中总黄酮的含量,比较总黄酮提取物的收得率,优选最佳提取工艺。结果表明,当选用60乙醇回流提取,提取2次,加醇量为10倍量,提取时间1.5h时板栗壳总黄酮提取率最高,平均提取率为19. 36%.
  关键词∶板栗壳;黄酮;提取工艺
  板栗壳为壳斗科植物板栗(Castanea mollissima Bl.)的干 燥外果皮,除青海、新疆以外,在辽宁以南各省(市、区)均 有栽培,作为中药收载于《中华人民共和国药典四部》(2015 年版)中[1],其药性甘、涩、平,具有降逆化痰、清热散结、 止血之功效,常用于治疗反胃、消渴、咳痰、療痂、鈕血、 便血及腮腺炎等。
  板栗壳为板栗的带刺毛壳,即板栗总苞。历代"本草” 对其称呼不同,《证类本草》中称其为“栗毛壳”,《滇南 本草》中称其为“子上壳刺”,《本草纲目》《中华本草》《中 药大辞典》中均称其为"栗毛球”,江西《草药手册》中称其 为“板栗壳斗",《中国药典》中称其为"板栗壳”,至今, 各名称均有不同程度沿用。
  近年研究表明,板栗壳含有丰富的黄酮、多糖、酚类等 成分PF,文献报道栗壳中含有丰富的天然棕色素,属于黄 酮类,不仅可广泛用于食品、日用化学品和药品的着色剂, 现代药理研究还显示栗壳黄酮具有抗菌、抗氧化、自由基清 除等多方面作用故本课题系统研究并优化板栗壳中黄 酮类成分的提取工艺,为其工业化规模生产提供依据。
  1仪器与试剂
  板栗,济南市售。
  电热恒温水浴锅(上海医疗器械五厂);FA2004分析 天平(上海第二分析仪器厂);TU-1810紫外分光光度计 (北京普析通用仪器有限公司);KQE-400B型超声清洗机 (济南巴克超声波科技有限公司);KFS-C2电子天平(凯丰 集团)。
  无水乙醇、正丁醇、乙酸乙酯、芦丁标准品。
  2方法与结果
  2.1黄酮成分测定
  釆用硝酸铝-亚硝酸钠比色法,以芦丁为标准品绘制标准 曲线。准确吸取芦丁标准溶液0.00 mL、0.25 mL、0.50 mL、 1.00 mL、1.50 tnL 和 2.00 mL(相当于芦丁 0 ng、75 ng、 150昭、300昭、450 jig和600 gg),加蒸馅水补足至2 mL,各加入30%乙醇溶液4 mL和5%亚硝酸钠溶液0.5 mL, 振摇后放置5 min,加入10%硝酸铝溶液0.5 mL,摇匀后 放置6 min,加l.Omol/L氢氧化钠溶液4 mL,摇匀,放置 15 min,于510 nm波长处测定吸光度,以零管为空白, 以吸光度S为纵坐标、芦丁含量CCgg/mL)为横坐标绘制 标准曲线,得到曲线方程为S11.67C-0.016 6,相关系数 居=0.999 1,芦丁溶液的浓度在0.017〜0.104 ng/mL范围内 与吸光度呈良好的线性关系。
  样品测定。取2 mL样品按照标准曲线绘制的操作步骤 进行检测,同样于510nm处进行吸光度的测定。
  2.2工艺流程
  将板栗壳洗净后放于60 P烘箱中烘干,粉碎,过40目 筛,精密称取栗壳粉样品2 g,加入一定体积的溶剂,在相 应温度水浴和浸提时间内浸提,浸提液经5 000 r/min离心 15 min,取上清液,定容至40 mL,放置于4 P冰箱中贮存 备用。
  2.3不同溶剂浸提产率
  分别釆用水、75%乙醇、正丁醇、乙酸乙酯为溶剂浸提 板栗壳中的黄酮成分,将提取成分纯化后用超纯水定容至 100 mL作为供试品试液,按照2.1的方法,测定吸光度, 根据标准曲线的回归方程得出不同浸提液中黄酮的浓度,根 据公式(1)计算黄酮得率。
  式(1)中,归为总黄酮产率,%, C为测定总黄酮的浓 度,mg/tnL, D为稀释倍数,「为供试液的体积,mL, M 为板栗壳的质量,go
  不同溶剂浸提板栗壳总黄酮产率见表1。从表1可以看 出,乙醇作为溶剂提取黄酮的产率最髙。
  2.4不同浓度乙醇提取黄酮产率
  精确称取板栗壳粉样品2.00 g共18份,置于100 mL具塞 锥形瓶中,分别加入25 mL 35%, 45%、55%、65%、75%和85%的乙醇溶液,每个处理重复3次。各组样品均在室温下浸 泡24h,之后减压、抽滤,滤液瞄于旋转蒸发仪上减压蒸干, 温度控制在60 °C以下。将蒸干的样品称重,干浸膏用30%乙 醇超声溶解,转移至10 mL容量瓶中,并用30%乙醇定容至 刻度,摇匀后测定,按公式(1)计算黄酮产率。实验结果见表2, 从表2可以看出,55%乙醇提取的黄酮产率最高。
  2.5不同提取方法提取黄酮产率
  (1)回流提取法。精确称取板栗壳粉样品2.00 g,置于 250 mL平底烧瓶中,加入25.0 mL的55%乙醇溶液,浸泡 20 min后加热回流提取30 min,放冷,减压抽滤,滤液放 置于旋转蒸发仪中减压蒸干,温度控制在60。(2以下,干浸 膏用30%乙醇超声溶解,转移至25 mL容量瓶中,用30% 乙醇定容至刻度,摇匀,测定黄酮产率。平行测定4份,计 算平均产率。
  (2)超声提取法。精确称取板栗壳粉样品2.00g,置 于100 mL具塞锥形瓶中,加入25.0 mL 55%的乙醇,浸泡 20 min后在超声波清洗仪上室温超声30 min,超声完毕后减 压抽滤,滤液放置于旋转蒸发仪中减压蒸干,温度控制在 60 °C以下,向干浸膏中加入适量30%乙醇超声溶解,转移至 25 mL量瓶中,用30%乙醇定容至刻度,摇匀,测定黄酮产率。 平行测定4份,计算平均产率。
  (3)微波辅助提取法。精确称取板栗壳粉样品2.00 g, 置于250 mL具塞锥形瓶中,加入25.0 mL 55%的乙醇,浸 泡55 min(保证样品与浸提溶剂接触的总时间与其他方法一 致),再用微波中火提取5 min(提取中每隔1〜2 min停30 s), 放冷,减压抽滤,滤液放置于旋转蒸发仪中减压蒸干,温 度控制在60 P以下,干浸膏用30%乙醇超声溶解,转移至 25 ml量瓶中,用30%乙醇定容至刻度,摇匀,测定黄酮产 率。平行测定4份,计算平均产率。
  实验结果见表3,由表3可以看出,55%乙醇回流提取 的黄酮产率最高。
  2.6正交设计
  影响板栗壳总黄酮含量的因素主要有提取次数、加醇量 (倍量)、提取时间、醇浓度,故以这4个影响因素的3个水平,
  釆用L9 (3,)正交表设计进行实验,考察板栗壳中总黄酮的 含量,结果见表4和表5。

  由表5的正交试验数据结果可以看出,影响总黄酮含量 提取的4个因素按顺序为D>B>C>A,即提取醇浓度 >加醇量〉提取时间〉提取次数。通过4因素3水平的考察, 得出最佳提取条件为AB3C3D3,即提取1次,加醇量为10 倍量,提取时间L5h,提取醇浓度60%时,所得板栗壳总 黄酮含量最高,为19.21%。通过方差分析表6可见,因素D、 B、C对试验结果有显著性影响,综合分析实验条件后选择 A2B3C3D3为最佳提取条件,即釆用60%醇提取法,提取2次, 加醇量为10倍量,提取时间1.5 h。在以上工艺优选条件下 重复实验3次,平均提取率为19.36%。
  3讨论
  板栗营养价值丰富,口感美味,受到广大人民的喜爱, 在全国栽培广泛,但板栗壳目前大多被当作废弃物丢弃,造成了资源的浪费,主要原因是人们并未意识到板栗壳的价值 所在,对板栗壳的开发利用也未普及推广。党的十八大提出 了建设环境友好型、资源节约型社会的要求,加强板栗壳的 开发利用也正是响应国家号召的一大举措。
  本文通过前期对板栗壳的药理作用的文献査阅,发现越 来越多的科研人员开始重视板栗壳的重大开发价值,对板栗 壳的研究也越来越多,通过研究人们发现了板栗壳具有的许 多药理作用,包括抗菌抗炎、抗氧化、抗肿瘤、降血糖降血 脂和改善脑缺血等人们非常关注的一些作用,当然具体的临 床应用还需要进一步的研究。
  在本实验研究中通过对不同溶剂浸提板栗壳中的黄酮 成分,比较总黄酮提取物的收得率,优选最佳提取溶剂为 55%乙醇提取;通过不同提取方式的研究确定了最佳提取方 式为55%乙醇回流提取;通过对影响实验的4个因素3个 水平的正交试验最终确定了最佳提取工艺为选用60%的乙 醇回流提取,加醇量为10倍量,提取次数为2次,提取时 间为1.5h,此时板栗壳总黄酮提取率最高,为19.36%。本
  陆俊,赵安琪,成策,等.核桃营养成分与生理活性及 开发研究为工业化规模生产及促进栗壳的临床药用提供了理论 依据。
  参考文献
  [1]国家药典委员会.中华人民共和国药典四部[M],北京: 中国医药科技出版社,2015.
  [2]刘义庆.板栗壳中黄酮类生物活性成分的提取与微乳 薄层分离分析[J].江汉大学学报(自然科学版),2008,36(4):33-35.
  [3]冉靓,武子敬,冉阳,等.大孔吸附树脂纯化板栗壳总 黄酮的研究[J],安徽农业科学2013,41(2):827-829.
  [4]何珊珊.板栗壳的化学成分研究[D],成都:西南交通 大学,2015.
  [5]李云雁,宋光森.板栗壳色素抗氧化性研究[J],中国油 脂,2004(5):4648.
  [6]刘平,李云雁,罗渊,等.板栗壳棕色素对活性氧自由 基的清除作用[J].食品科技2008(2):175-178.
  [7]石恩慧,郭凯军,李红,等.板栗总苞多酚■提取工艺优 化及其抗氧化性研究[J].动物营养学报,2013,25⑵:406414.

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