紅薯葉莖中黃酮的提取工藝研究*

劉 偉，侯海超，咼茗婕，郭 平，于曉萍，毛云飛，羅志臣

(揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院化學(xué)工程學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225127)

甘薯(亦稱(chēng)紅薯、地瓜、山芋等)為旋花科一年生草本植物，原產(chǎn)于美洲熱帶地區(qū)，隨著發(fā)現(xiàn)新大陸和殖民非洲而進(jìn)入世界各地，在十六世紀(jì)末明朝萬(wàn)歷年間通過(guò)西班牙殖民地呂宋(菲律賓)進(jìn)入中國(guó)。紅薯具有栽培容易、較高的抗病蟲(chóng)害、產(chǎn)量高等優(yōu)點(diǎn)，目前，我國(guó)已成為世界最大紅薯生產(chǎn)過(guò)，繼水稻、小麥、玉米等之后成為主要糧食作物之一。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道紅薯根、莖、葉中含有豐富的纖維素、果膠、糖類(lèi)、維生素及微量元素等營(yíng)養(yǎng)成分，也含有多糖、綠原酸和黃酮類(lèi)化合物等生物活性成分，具有提高機(jī)體抗病能力、增強(qiáng)免疫力、抗衰老、利尿通便、抗菌等保健功能[1-4]。目前由于傳統(tǒng)原因，人們都是采集、食用紅薯的根莖(即所謂的紅薯)，對(duì)于紅薯的葉、莖，很少食用，多用作牲畜的飼料或丟棄，這不僅造成環(huán)境污染問(wèn)題，也是一種資源的浪費(fèi)。

黃酮類(lèi)化合物(又稱(chēng)黃堿素或黃酮)是指分子中有一個(gè)酮式羰基的2-苯基色原酮結(jié)構(gòu)的化合物及其衍生物，廣泛分布于植物的根莖葉中，對(duì)于植物的生長(zhǎng)、發(fā)育及抗菌防病毒等方面起著重要作用[4]。最近研究表明，黃酮對(duì)人體也具有一定的生物活性，如提高心血管系統(tǒng)活性、抗癌及抗病毒活性、抗腫瘤活性、抗氧化自由基活性、抗炎鎮(zhèn)痛活性和保護(hù)肝臟活性等，此外，還具有降壓、降血脂、抗衰老、提高機(jī)體免疫力等藥理活性。而被應(yīng)用用于醫(yī)藥、保健、化妝品等領(lǐng)域[5-6]。

天然產(chǎn)物提取、分離技術(shù)的傳統(tǒng)方法為溶劑法、水蒸汽蒸餾法、升華法等。其中溶劑法具有方法簡(jiǎn)便、設(shè)備要求低、成本低等優(yōu)點(diǎn)，但也存在提取效率低、溶劑浪費(fèi)嚴(yán)重等缺點(diǎn)；水蒸汽蒸餾法可以把極低含量的揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)提取出來(lái)，缺點(diǎn)是提取不完全；升華法操作簡(jiǎn)單易行，但有效物質(zhì)升華不完全、產(chǎn)品收率低，有時(shí)還伴有分解現(xiàn)象。隨著科技的不斷進(jìn)步，現(xiàn)代提取技術(shù)逐漸成為主流，包括：超臨界流體萃取、超聲波萃取、微波萃取、酶法提取、仿生提取和固相萃取技術(shù)等[7-8]。本實(shí)驗(yàn)采用液相萃取法對(duì)紅薯葉、莖提取黃酮有效成分，并對(duì)提取工藝進(jìn)行優(yōu)化，取得了比較滿(mǎn)意的實(shí)驗(yàn)效果。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 試劑及設(shè)備

實(shí)驗(yàn)所有原料采摘自揚(yáng)州市邗江區(qū)泰安鎮(zhèn)，自來(lái)水洗凈后陰干，置于烘箱中于45～50 ℃干燥至恒重，粉粹后過(guò)篩，取40～80目葉(莖)密封保存?zhèn)溆谩?/p>

甲醇、乙醇、乙醚均為分析純，成都艾科達(dá)化學(xué)試劑有限公司；蘆丁標(biāo)準(zhǔn)樣品(生化試劑)，上海生化試劑二廠。

722型分光光度計(jì)，上海精科儀器廠。

1.2 黃酮的提取

分別稱(chēng)取25 g紅薯葉、莖，置于索氏提取器中，用乙醚提取2 h以去除葉、莖中的脂溶性成分，揮干后再用一定體積的提取劑提取一定時(shí)間。提取液經(jīng)過(guò)濾得黃酮提取液，再經(jīng)旋蒸濃縮后，稱(chēng)重，測(cè)量黃酮類(lèi)化合物的含量。

1.3 黃酮類(lèi)化合物含量的測(cè)量

1.3.1 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線

精密稱(chēng)取經(jīng)120 ℃真空干燥至恒重的蘆丁對(duì)照品50 mg，置于50 mL容量瓶中，加無(wú)水乙醇溶解、稀釋至刻度，搖勻。用移液管移取該溶液10 mL于50 mL容量瓶中，加無(wú)水乙醇溶解、稀釋至刻度，搖勻。再移取上述溶液1 mL、2 mL、3 mL、4 mL、5 mL、6 mL分別置于于50 mL容量瓶中，加無(wú)水乙醇至總體積為15 mL，分別加入濃度為100 g/L的AlNO3溶液和9.8100 g/L的KAc溶液，加水稀釋至刻度，搖勻。分別于415 nm處測(cè)定其吸光度，以30%乙醇溶液為空白。以50 mL溶液中蘆丁質(zhì)量為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，即為標(biāo)準(zhǔn)吸收曲線。

1.3.2 測(cè) 定

精確吸取待測(cè)溶液1.0 mL，置于50 mL容量瓶中，加乙醇至15 mL，加入100 g/L的AlNO3溶液1 mL和9.8100 g/L的KAc溶液1 mL，加水稀釋至刻度，搖勻。于415 nm處測(cè)定其吸光度，以30%乙醇溶液為空白。對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)吸收曲線，求出黃酮類(lèi)化合物含量。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同提取劑對(duì)黃酮提取量的影響

分別選取不同提取劑依“1.3”步驟對(duì)25 g紅薯葉中黃酮進(jìn)行提取5 h，以考察不同提取劑對(duì)提取黃酮質(zhì)量的影響，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 不同提取劑對(duì)黃酮類(lèi)化合物提取率的影響

由表1可以看出，提取劑極性對(duì)提取率有很大的影響，而60%乙醇水溶液提取效果最好。所以，選擇60%乙醇-水溶液作為最佳提取劑。

2.2 葉莖中黃酮提取量比較

分別稱(chēng)取25 g葉、莖，以60%乙醇-水溶液為提取劑，提取時(shí)間5 h，其他步驟同“1.3”，比較紅薯葉莖中黃酮含量。結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 紅薯葉莖中黃酮提取量

從表2可知，黃酮類(lèi)化合物在紅薯葉莖中的含量有一定的差異，葉中含量明顯高于莖中的含量。以下實(shí)驗(yàn)中，我們選用紅薯葉作為實(shí)驗(yàn)原料。

2.3 提取時(shí)間對(duì)紅薯葉中黃酮提取量的影響

提取時(shí)間對(duì)有效成分的提取效率有很大的影響，一般情況下，隨著提取時(shí)間的延長(zhǎng)，提取效率會(huì)逐漸提高。分別選擇不同提取時(shí)間進(jìn)行“1.3”實(shí)驗(yàn)操作，以考察提取時(shí)間對(duì)于提取率的影響，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 提取時(shí)間對(duì)黃酮類(lèi)化合物提取率的影響

由表3結(jié)果可以看出，隨著提取時(shí)間的延長(zhǎng)，黃酮類(lèi)化合物提取量顯著提高，當(dāng)提取時(shí)間為4.0 h時(shí)，達(dá)到32.2 mg，再繼續(xù)延長(zhǎng)提取時(shí)間，提取量提高不顯著。從能源和經(jīng)濟(jì)效益考慮，選擇提取時(shí)間以4.0 h為合適。

2.4 較佳實(shí)驗(yàn)條件的驗(yàn)證

從以上探索實(shí)驗(yàn)條件可知，利用索氏提取器提取紅薯葉中黃酮類(lèi)生物活性物質(zhì)的較佳工藝條件為：紅薯葉25 g，以60%乙醇-水溶液提取4 h，可提取出黃酮約32 mg。為驗(yàn)證該實(shí)驗(yàn)條件，進(jìn)行平行實(shí)驗(yàn)五次，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 較佳實(shí)驗(yàn)條件的驗(yàn)證

從表4可以得出，該實(shí)驗(yàn)條件下，平均提取量達(dá)到32 mg以上，且數(shù)據(jù)比較平行，所以得出該實(shí)驗(yàn)條件還是可靠的。

3 結(jié) 論

紅薯葉中的黃酮類(lèi)化合物含量明顯高于莖中含量，利用索氏提取器提取紅薯葉莖中黃酮類(lèi)生物活性成分的較佳工藝條件為：紅薯葉25 g，以60%乙醇-水溶液提取4 h，可提取出黃酮約32 mg。