CN103755507B

CN103755507B - 一种常温低剂量辐照提取植物中总黄酮的方法

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Publication number: CN103755507B
Application number: CN201410058688.9A
Authority: CN
Inventors: 鉏晓艳; 熊光权; 廖涛; 耿胜荣; 李新; 陈玉霞; 夏和舟
Original assignee: Farm Product Processing and Nuclear Agricultural Technology Institute of Hubei Academy of Agricultural Sciences
Current assignee: Farm Product Processing and Nuclear Agricultural Technology Institute of Hubei Academy of Agricultural Sciences
Priority date: 2014-02-21
Filing date: 2014-02-21
Publication date: 2016-01-06
Anticipated expiration: 2034-02-21
Also published as: CN103755507A

Abstract

本发明属于农产品辐射加工领域，也属于天然活性成分提取领域。一种常温低剂量辐照提取植物中总黄酮的方法，其特征是包括如下步骤：1）将植物粉碎成40～60目，得到植物粉；植物粉中加入20-50倍重量的有机溶液，封口；2）辐照源常温低剂量辐照，控制吸收剂量1～6kGy；3）过滤，弃沉淀，得到总黄酮粗提液。本发明将常温低剂量辐照和溶剂提取同步进行，控制原料种类、辐照吸收剂量和料液比，促进植物粉末中黄酮类物质的解离溶出；与超声波法相比，本发明方法的黄酮得率提高2～6.5倍；与无溶剂辐照相比，本发明方法的最优辐照剂量降低至3～4kGy，黄酮得率提高0.9-2.5倍，黄酮提取速率提高3倍以上。本发明的方法能耗低、速度快，工艺简单、节约大量生产成本。

Description

一种常温低剂量辐照提取植物中总黄酮的方法

技术领域

本发明属于农产品辐射加工领域，也属于天然活性成分提取领域，具体的涉及一种常温低剂量辐照提取植物中总黄酮的方法。

背景技术

黄酮（flavone），是黄酮类化合物的总称，泛指两个具有酚羟基的苯环（A-与B-环）通过中央三碳原子相互连结而成的一系列化合物。绝大多数植物体内都含有黄酮类化合物，它在植物的生长、发育、开花、结果以及抗菌防病等方起着重要的作用。黄酮类化合物种类繁多，其中又以黄酮醇类中的芦丁（芸香苷）、异黄酮类中的大豆素、黄烷类中的儿茶素及花青素为代表。黄酮类化合物具有良好的抗氧化、清除自由基、抗肿瘤、降胆固醇、降血压、提高血管弹性、预防骨质疏松等作用。

目前，将辐照技术运用于植物活性物质提取，尤其将辐照和溶剂提取同步进行的研究，鲜见报导。从原理上讲，本发明方法的辐照和溶剂提取同时进行，高能射线是先作用于溶剂，使溶剂分解产生羟基自由基、氢自由基和水合电子，它们与物质中的有机成分发生连锁反应，从而降解或交联产生目标化合物。辐照溶液时，不光产生降解反应还可能产生交联反应，因此过程中原料种类、辐照剂量和料液比的控制就显得极为重要。

利用辐照技术辅助提取植物中活性物质，相关专利如公开号103275136A、101961357A，发明人都是采取辐照预处理植物原料后，再进行溶剂提取。该方法由于高能射线作用基质和原理不同与本发明方法有本质区别，此外该方法不仅操作繁琐耗时，且过程中需要较高能耗（即较高辐射剂量）。

发明内容

针对以上问题，本发明的目的是提供一种常温低剂量辐照提取植物中总黄酮的方法，该方法将辐照与溶剂提取同步进行，控制辐照剂量和料液比，提高植物中黄酮类物质的得率，可以降低能耗、节省提取步骤和时间。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种常温低剂量辐照提取植物中总黄酮的方法，其特征是包括如下步骤：

1）将植物粉碎成40～60目，得到植物粉；植物粉中加入20-50倍重量的有机溶液（即有机溶液的重量是植物粉的重量的20-50倍，或者：植物粉:有机溶液=1g:20-50mL，位于容器中），封口（即密封）；

2）辐照源常温低剂量辐照，控制吸收剂量1～6kGy(即低剂量辐照)；

3）过滤，弃沉淀，得到总黄酮粗提液。

所述步骤1）中，所述植物为食源性植物、药源性植物、农业副产物等中的任意一种或多种按任意配比的混合。

所述食源性植物为水果、蔬菜、豆类、茶叶等中的任意一种或多种按任意配比的混合；所述药源性植物为中药材等；所述农业副产物为农业作物的秸秆、枝（茎）叶等中的任意一种或多种按任意配比的混合。

所述中药材为落花生茎叶、黄芩、葛根、陈皮、银杏叶等中的任意一种或多种按任意配比的混合；所述的农业作物为水稻、大麦、小麦、荞麦、玉米、高粱、大豆、芦蒿等中的任意一种或多种按任意配比的混合。

所述步骤1）中，有机溶液为醇溶液，优选的，为乙醇溶液，浓度为60～90wt%。

所述步骤1）中，优选的，植物粉中加入30～40倍有机溶液，封口方式可为非真空封口或抽真空封口。

所述步骤2）中，辐照源为⁶⁰Co-γ射线、x射线、电子束等中的任意一种，优选的，为⁶⁰Co-γ射线。

所述步骤2）中，常温指0～40℃。

所述步骤2）中，优选的，控制吸收剂量范围为3～4kGy。

本发明的优点和积极效果是：本发明将常温低剂量辐照和溶剂提取同步进行，控制原料种类、辐照吸收剂量和料液比，促进植物粉末中黄酮类物质的解离溶出；与超声波法相比，本发明方法的黄酮得率提高2～6.5倍；与无溶剂辐照相比，本发明方法的最优辐照剂量降低至3～4kGy，黄酮得率提高0.9-2.5倍，黄酮提取速率提高3倍以上。本发明的方法能耗低、速度快，工艺简单、可为有辐照设备的企业节约大量生产成本。

附图说明

图1是本发明辐照剂量对落花生茎叶中总黄酮提取率的影响图。

具体实施方式

为研究是否可将辐照和溶剂提取同时进行，我们挑选了几个具有代表性的黄酮类物质进行测定，分别为落花生茎叶、蓝莓、茶叶、黄豆芽、大豆秸秆中的芦丁、花色苷、儿茶素及异黄酮，分述如下。实施例仅阐明本发明，不限制本发明的范围。

实施例1

辐照剂量对落花生茎叶中总黄酮提取率的影响

将落花生茎叶粉碎成40～60目，得到落花生茎叶粉末；称取2.00g落花生茎叶粉末24份置于包装袋中（对应24个包装袋），分别加入70wt%乙醇（乙醇溶液）100mL，用封口机封口，辐照源为⁶⁰Co-γ射线，25℃辐照，吸收剂量控制为1-8kGy。辐照后过滤，取上清液待测（得到总黄酮粗提液）。

总黄酮以芦丁计，检测方法参照GBT20574-2006。配制芦丁标准品，4、8、12、16、20、24μg/mL，分别加三氯甲烷至5mL，加入溴甲酚绿缓冲液和0.2mol/LNaOH溶液各1mL，振摇1min，静置30min，取澄清的三氯甲烷液在415nm波长处进行测定。以浓度为横坐标，吸光值为纵坐标，制作标准曲线。得标准曲线方程为y=0.0305x-0.0083，R²=0.9999。取待测液（上清液）1.0mL，加三氯甲烷至5mL，加溴甲酚绿缓冲液和0.2mol/LNaOH溶液各1mL，振摇1min，静置30min，取澄清的三氯甲烷液，以空白做参比，415nm处测其吸光度。得率（%）=上清液中芦丁含量×100%/样品质量，结果见表1。

表1不同辐照剂量下落花生茎叶中总黄酮（以芦丁计）得率

落花生茎叶有促睡眠作用，作为中草药，我们测定了辐照剂量对其中总黄酮含量的影响。结果（表1）显示，辐照和溶剂提取同时进行是可行并且高效的。此外，钴60辐照剂量对落花生茎叶中黄酮的提取率有明显影响，呈先上升后下降的趋势，其中辐照剂量为4kGy时落花生茎叶中总黄酮含量最高，为0.90wt%，是超声波法提取测得总黄酮含量的4.5倍。由于过高辐照剂量会导致黄酮物质分解，使其含量降低，因此辐照剂量控制在3～4kGy是比较合适的。

本发明辐照剂量对落花生茎叶中总黄酮提取率的影响见图1。

实施例2

辐照（加溶剂）对蓝莓中总黄酮提取率的影响

将蓝莓粉碎成40～60目，得到蓝莓粉末；称取2.00g蓝莓粉末3份置于包装袋中（对应3个包装袋），分别加入75wt%乙醇80mL，用封口机封口，辐照源为⁶⁰Co-γ射线，30℃辐照，吸收剂量控制为3kGy，辐照后过滤，取上清液待测。对照组一（超声波法），称取2.00g蓝莓粉末3份，分别加入75%乙醇100mL，30℃超声（功率90w，频率40kHz）提取2h，取上清液待测。对照组二（无溶剂辐照法），称取2g蓝莓粉末置于包装袋中，30℃辐照3kGy剂量，然后加入75%乙醇100mL，震荡提取1h，过滤取上清液待测（得到总黄酮粗提液）。

总黄酮以花色苷计，采用PH示差法测定蓝莓汁中的花色苷含量。吸取1mL蓝莓汁于10mL容量瓶中，以pH4.5[1NNaAc:1NHCl:H₂O=100:60：90（v/v）]和pH1.0[0.2NKCl:0.2NHCl=25:67（v/v）]的缓冲液定容，避光平衡2小时，在波长510nm下测定吸光值A，以蒸馏水为空白。花色苷含量计算如下：式中V—稀释体积(mL)；n—稀释倍数；W—样品质量(g)；A—吸光值。结果见表2。

表2不同提取方法蓝莓总黄酮（以花色苷计）的得率

实验结果（表2）显示，控制剂量为3kGy时，辐照法比超声波法更有效。与超声波法相比，辐照（加溶剂）可将蓝莓花色苷含量提高5倍；与无溶剂辐照相比，本发明辐照（加溶剂）法的花色苷含量是提高1.5倍以上。

实施例3

辐照（加溶剂）对茶叶中总黄酮提取率的影响

将茶叶粉碎成40～60目，得到茶叶粉；称取2g茶叶粉末置于包装袋中，加入80wt%乙醇100mL，用密封机封口。辐照源为⁶⁰Co-γ射线，25℃辐照，吸收剂量控制为3kGy，辐照后过滤，取上清液待测。对照组一（超声波法），称取2.00g茶叶粉末，加入80%乙醇100mL，25℃超声（功率90w，频率40kHz）提取2h，取上清液待测。对照组二（无溶剂辐照法），称取2g茶叶粉末置于包装袋中，25℃辐照3kGy剂量，然后加入80%乙醇100mL，震荡提取1h，过滤取上清液待测（得到总黄酮粗提液）。

总黄酮以儿茶素计，得率=上清液中儿茶素含量×100%/样品质量，儿茶素检测方法参照GB/T8313-2008，结果见表3。

表3不同提取方法茶叶总黄酮（以儿茶素计）的得率

实验结果（表3）表明，控制剂量为3kGy时，辐照法依然比超声波法更有效。与超声波法相比，辐照（加溶剂）可将茶叶儿茶素含量提高2.2倍；与无溶剂辐照相比，本发明辐照（加溶剂）可将茶叶儿茶素含量提高近1倍。

实施例4

辐照（加溶剂）对黄豆芽中总黄酮提取率的影响

黄豆芽冻干后粉碎成40～60目，称取2g黄豆芽粉末置于包装袋中，加入80wt%甲醇100mL，用密封机封口。辐照源为⁶⁰Co-γ射线，25℃辐照，吸收剂量控制为4kGy，辐照后过滤，取上清液待测。对照组一，取2g黄豆芽粉末，加80wt%甲醇100mL，超声萃取（功率90w，频率40kHz）2h，离心，取上清液待测。对照组二，称取2g黄豆芽粉末置于包装袋中，25℃辐照4kGy剂量，然后加入80wt%甲醇100mL，震荡提取1h，过滤取上清液待测。（得到总黄酮粗提液）

测定方法：配制染料木素标准品0.0005、0.001、0.002、0.003、0.004μg/mL，检测波长为259nm，测定吸光值A，得标准曲线y=0.817x+0.1126，R²=0.9930。将待则样品处理后按上述方法测定，并通过标曲计算总异黄酮含量，结果见表4。

表4不同提取方法黄豆芽总异黄酮（以染料木素计）的得率

根据表4结果，控制剂量为4kGy时，与超声波法相比，辐照（加溶剂）可将黄豆芽染料木素含量提高6.5倍；与无溶剂辐照相比，辐照（加溶剂）可将黄豆芽染料木素含量提高2.5倍。

实施例5

辐照（加溶剂）对黄豆芽中总黄酮提取率的影响

黄豆芽冻干后粉碎成40～60目，称取2g黄豆芽粉末置于包装袋中，加入90wt%甲醇40mL，用密封机封口。辐照源为⁶⁰Co-γ射线，25℃辐照，吸收剂量控制为1kGy，辐照后过滤，取上清液待测（得到总黄酮粗提液）。对照组一，取2g黄豆芽粉末，加90wt%甲醇40mL，超声萃取（功率90w，频率40kHz）2h，离心，取上清液待测。对照组二，称取2g黄豆芽粉末置于包装袋中，25℃辐照1kGy剂量，然后加入90wt%甲醇40mL，震荡提取1h，过滤取上清液待测。

测定方法：配制染料木素标准品0.0005、0.001、0.002、0.003、0.004μg/mL，检测波长为259nm，测定吸光值A，得标准曲线y=0.817x+0.1126，R²=0.9930。将待则样品处理后按上述方法测定，并通过标曲计算总异黄酮含量，结果见表5。

表5不同提取方法黄豆芽总异黄酮（以染料木素计）的得率

根据表5结果，控制剂量为1kGy时，与超声波法相比，辐照（加溶剂）可将黄豆芽染料木素含量提高1倍；与无溶剂辐照相比，辐照（加溶剂）可将黄豆芽染料木素含量提高0.4倍。

实施例6

辐照（加溶剂）对黄豆芽中总黄酮提取率的影响

黄豆芽冻干后粉碎成40～60目，称取2g黄豆芽粉末置于包装袋中，加入60wt%甲醇60mL，用密封机封口。辐照源为x射线，25℃辐照，吸收剂量控制为3kGy，辐照后过滤，取上清液待测（得到总黄酮粗提液）。对照组一，取2g黄豆芽粉末，加60wt%甲醇60mL，超声萃取（功率90w，频率40kHz）2h，离心，取上清液待测。对照组二，称取2g黄豆芽粉末置于包装袋中，25℃辐照3kGy剂量，然后加入60wt%甲醇60mL，震荡提取1h，过滤取上清液待测。

测定方法：配制染料木素标准品0.0005、0.001、0.002、0.003、0.004μg/mL，检测波长为259nm，测定吸光值A，得标准曲线y=0.817x+0.1126，R²=0.9930。将待则样品处理后按上述方法测定，并通过标曲计算总异黄酮含量，结果见表6。

表6不同提取方法黄豆芽总异黄酮（以染料木素计）的得率

根据表6结果，控制剂量为3kGy时，与超声波法相比，辐照（加溶剂）可将黄豆芽染料木素含量提高4.9倍；与无溶剂辐照相比，辐照（加溶剂）可将黄豆芽染料木素含量提高2倍。

实施例7

辐照（加溶剂）对农业副产物（大豆秸秆）中总黄酮提取率的影响

将农业副产物（大豆秸秆）粉碎成40-60目，称取2g秸秆粉末置于包装袋中，加入70wt%甲醇60mL，用密封机封口。辐照源为电子束，25℃辐照，吸收剂量控制为3kGy，辐照后过滤，取上清液待测（得到总黄酮粗提液）。对照组一，取2g大豆秸秆粉末，加70wt%甲醇60mL，超声萃取（功率90w，频率40kHz）2h，离心，取上清液待测。对照组二，称取2g大豆秸秆粉末置于包装袋中，25℃辐照3kGy剂量，然后加入70wt%甲醇60mL，震荡提取1h，过滤取上清液待测。

测定方法：配制染料木素标准品0.0005、0.001、0.002、0.003、0.004μg/mL，检测波长为259nm，测定吸光值A，得标准曲线y=0.817x+0.1126，R²=0.9930。将待则样品处理后按上述方法测定，并通过标曲计算总异黄酮含量，结果见表7。

表7不同提取方法大豆秸秆总异黄酮（以染料木素计）的得率

根据表7结果，控制剂量为3kGy时，与超声波法相比，辐照（加溶剂）可将大豆秸秆染料木素含量提高3倍；与无溶剂辐照相比，辐照（加溶剂）可将大豆秸秆染料木素含量提高1.2倍。

本发明所列举的各原料，以及本发明各原料的上下限、区间取值，以及工艺参数（如温度、时间等）的上下限、区间取值都能实现本发明，在此不一一列举实施例。

Claims

1.一种常温低剂量辐照提取植物中总黄酮的方法，其特征是包括如下步骤：

1)将植物粉碎成40～60目，得到植物粉；植物粉中加入20-50倍重量的有机溶液，封口；

所述植物为食源性植物、药源性植物、农业副产物中的任意一种或多种按任意配比的混合；

所述食源性植物为水果、蔬菜、豆类、茶叶中的任意一种或多种按任意配比的混合；所述药源性植物为中药材；所述农业副产物为农业作物的秸秆、枝叶、茎叶中的任意一种或多种按任意配比的混合；

所述中药材为落花生茎叶、黄芩、葛根、陈皮、银杏叶中的任意一种或多种按任意配比的混合；所述的农业作物为水稻、大麦、小麦、荞麦、玉米、高粱、大豆、芦蒿中的任意一种或多种按任意配比的混合；

有机溶液为醇溶液；

2)辐照源常温低剂量辐照，辐照源为⁶⁰Co-γ射线、x射线、电子束中的任意一种，控制吸收剂量范围为3～4kGy；

3)过滤，弃沉淀，得到总黄酮粗提液。

2.根据权利要求1所述的一种常温低剂量辐照提取植物中总黄酮的方法，其特征在于：醇溶液为乙醇溶液，浓度为60～90wt％。

3.根据权利要求1所述的一种常温低剂量辐照提取植物中总黄酮的方法，其特征在于：所述步骤1)中，植物粉中加入30-40倍有机溶液。

4.根据权利要求1所述的一种常温低剂量辐照提取植物中总黄酮的方法，其特征在于：所述步骤2)中，常温指0～40℃。