CN104666383B - 一种微波辅助提取八角莲黄酮类化合物的工艺 - Google Patents
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Abstract
一种微波辅助提取八角莲黄酮类化合物的工艺，包括以下步骤：（1）原料预处理；（2）八角莲黄酮类化合物浸提；（3）将步骤（2）中得到的黄酮类化合物粗提取液真空抽滤，取滤液；（4）脱色；（5）提纯：将步骤（4）中处理后的滤液经真空抽滤后取滤液，即为八角莲黄酮类化合物提取液；（6）制备八角莲黄酮类化合物干品：利用乙醇沉淀法，在步骤（5）中得到的八角莲黄酮类化合物提取液中加入浓度为40%的乙醇使黄酮类化合物沉淀出来，离心后取沉淀烘干制成八角莲黄酮类化合物干品，备用，工艺完成；本发明提取用时少，速度快，效率高，具有很大的优点。
Description
技术领域
本发明涉及八角莲黄酮类化合物的提取领域，具体是一种微波辅助提取八角莲黄酮类化合物的工艺。
背景技术
八角莲(Dysosmaversipellis (Hance) M. Cheng)为小檗科八角莲属，是我国长江流域特有的多年生草本植物，其根状茎可作药用，具清热解毒，抗毒蛇咬伤等功效，药用价值较高，为我国特有的三级药用保护植物。主要分布于贵州、江西、广东、等地。现代药理研究表明：八角莲含有大量的黄酮类化合物，是一类重要的天然有机化合物，广泛存在于蔬菜、水果、牧草和药用植物中,具有清除生物体内的自由基和抗氧化作用，也具有很多重要的药理作用, 如具有防衰、抗癌、抗菌、抗糖尿病等功能[。因此，研究八角莲的药用成分及优化提取工艺，对其药用植物的开发与利用具有重要意义。目前，八角莲主要集中在繁殖技术、生态学特征及化学成分等方面研究，但未见对八角莲中黄酮类化合物的提取工艺研究的报道。微波提取技术是近年来新发展的一种方法，其提取技术因操作方便、提取效率高、能耗小等特点，已被广泛应用到食品原料及天然产物中目标功效成分的提取。
发明内容
本发明的目的在于提供一种微波辅助提取八角莲黄酮类化合物工艺的制备方法，提取用时少，速度快，效率高，具有很大的优点。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种微波辅助提取八角莲黄酮类化合物的工艺，包括以下步骤：
（1）原料预处理：将八角莲作为原料用石油醚进行清洗除脂，干燥后粉碎备用。
（2）八角莲黄酮类化合物浸提：a.将步骤（1）中制得的八角莲粉状原料加入浓度为40%的溶液中搅拌均匀，其中八角莲粉状原料与乙醇溶液的料液比1:10g/mL～1:50g/mL；b.将步骤a中得到的固液混合物置于微波炉中经微波催化4～8min后即为八角莲黄酮类化合物粗提取液，其中，微波催化时的功率为136～800w。
（3）将步骤（2）中得到的八角莲黄酮类化合物粗提取液真空抽滤，取滤液。
（4）脱色：将步骤（3）中得到的滤液经活性炭脱色20～30min，其中，每100mL滤液加入5g活性炭。
（5）提纯：将步骤（4）中处理后的滤液经真空抽滤后取滤液，即为八角莲黄酮类化合物提取液。
（6）制备八角莲黄酮类化合物干品：利用乙醇沉淀法，在步骤（5）中得到的八角莲黄酮类化合物提取液中加入浓度为40%的乙醇使黄酮类化合物沉淀出来，离心后取沉淀烘干制成干品，备用，工艺完成。
作为优选，所述的一种微波辅助提取八角莲黄酮类化合物的工艺，包括以下步骤：
（1）原料预处理：将八角莲作为原料用石油醚进行清洗除脂，干燥后粉碎备用；
（2）八角莲黄酮类化合物浸提：a，将步骤（1）中制得的八角莲粉状原料加入浓度为40%的乙醇溶液中搅拌均匀，其中八角莲粉状原料与乙醇溶液的料液比1:40g/mL，b，将步骤a中得到的固液混合物置于微波炉中经微波催化5min后即为八角莲黄酮类化合物粗提取液，其中，微波催化时的功率为264w。
（3）将步骤（2）中得到的八角莲黄酮类化合物粗提取液真空抽滤，取滤液；
（4）脱色：将步骤（3）中得到的滤液经活性炭脱色25min，每100mL滤液加入5g活性炭；
（5）提纯：将步骤（3）中处理后的滤液经真空抽滤后取滤液，即为八角莲黄酮类化合物提取液；
（6）制备八角莲黄酮类化合物干品：利用乙醇沉淀法，在步骤（5）中得到的八角莲黄酮类化合物提取液中加入40%乙醇使黄酮类化合物沉淀出来，离心后取沉淀烘干制成黄酮类化合物干品，备用，工艺完成。
本发明以微波辅助法提取八角莲中的黄酮类化合物，分别对乙醇浓度、料液比、微波时间、微波功率等因素进行单因素发明，并通过正交实验得到的最佳提取工艺条件为：乙醇浓度40%、料液比1:30、微波时间4min和微波功率264w，在此条件下八角莲黄酮类化合物的提取率为8.961%。与传统提取工艺比较，微波辅助提取用时少，速度快，效率高。具有很大的优点。
附图说明
图1为芦丁标准曲线图。
图2为乙醇浓度对黄酮类化合物提取率的影响数据分析图。
图3为料液比对黄酮类化合物提取率的影响数据分析图。
图4为微波时间对黄酮类化合物提取率的影响数据分析图。
图5为微波功率对黄酮类化合物提取率的影响数据分析图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种微波辅助提取八角莲黄酮类化合物的工艺，包括以下步骤
（1）原料预处理：将八角莲作为原料用石油醚进行清洗除脂，干燥后粉碎备用；
（2）八角莲黄酮类化合物浸提：a.将步骤（1）中制得的八角莲粉状原料加入浓度为40%的乙醇溶液中搅拌均匀，其中八角莲粉状原料与乙醇溶液的料液比1:40g/mL，b.将步骤a中得到的固液混合物置于微波炉中经微波催化5min后即为八角莲黄酮类化合物粗提取液，其中，微波催化时的功率为264w。
（3）将步骤（2）中得到的八角莲黄酮类化合物粗提取液真空抽滤，取滤液；
（4）脱色：将步骤（3）中得到的滤液经活性炭脱色25min，每100mL滤液加入5g活性炭；
（5）提纯：将步骤（3）中处理后的滤液经真空抽滤后取滤液，即为八角莲黄酮类化合物提取液；
（6）制备八角莲黄酮类化合物干品：利用乙醇沉淀法，在步骤（5）中得到的八角莲黄酮类化合物提取液中加入40%乙醇使黄酮类化合物沉淀出来，离心后取沉淀烘干制成黄酮类化合物干品，备用，工艺完成。
本发明一种微波辅助提取八角莲黄酮类化合物的工艺最优选的实施例如下：
（1）原料预处理：将八角莲作为原料用石油醚进行清洗除脂，干燥后粉碎备用；
（2）八角莲黄酮类化合物浸提：a.将步骤（1）中制得的八角莲粉状原料加入浓度为40%的乙醇溶液中搅拌均匀，其中八角莲粉状原料与乙醇溶液的料液比1:40g/mL，b.将步骤a中得到的固液混合物置于微波炉中经微波催化5min后即为八角莲黄酮类化合物粗提取液，其中，微波催化时的功率为264w。
（3）将步骤（2）中得到的八角莲黄酮类化合物粗提取液真空抽滤，取滤液；
（4）脱色：将步骤（3）中得到的滤液经活性炭脱色25min，每100mL滤液加入5g活性炭；
（5）提纯：将步骤（3）中处理后的滤液经真空抽滤后取滤液，即为八角莲黄酮类化合物提取液；
（6）制备八角莲黄酮类化合物干品：利用乙醇沉淀法，在步骤（5）中得到的八角莲黄酮类化合物提取液中加入40%乙醇使黄酮类化合物沉淀出来，离心后取沉淀烘干制成黄酮类化合物干品，备用，工艺完成。
本发明核心工艺的实验方法
1.1.1芦丁标准曲线的制作
精密称取干燥至恒重的芦丁标准品10mg，加体积分数为30％的乙醇溶解，水浴中微微加热使之溶解，定溶至100mL容量瓶中，摇匀制成0.1mg/mL标准溶液。用移液器移取芦丁标准溶液0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0mL于10mL的容量瓶中，加5g/100mL亚硝酸钠1.0mL，放置5min，加10g/100mL硝酸铝1.0mL，放置5min，再加4g/100mL氢氧化钠5mL，摇匀，放置10min，定容100mL。510nm波长下分别测其吸光度，用空白试剂作对照；以芦丁标准样品质量浓度C（mg/mL）为横坐标，吸光度A为纵坐标，绘制标准曲线。
1.1.2黄酮类化合物的提取及含量测定。
八角莲→清洗→干燥→粉碎→按一定比例加入浸提液→微波辅助提取→离心→取上清液→乙酸乙酯萃取→加显色剂定容→测吸光度。
将提取液倒入100mL容量瓶中，加入5g/100mL亚硝酸钠1.0mL，放置5min，加10g/100mL硝酸铝1.0mL，放置5min，再加4g/100mL氢氧化钠5.0mL，加蒸馏水至刻度，摇匀，放置10min，在510nm波长下测吸光度，根据回归方程计算黄酮类化合物的含量。
黄酮类化合物提取条件的优化
1.1.3.1 单因素实验
分别准确称取过60目筛干燥八角莲粉末1.000 0 g，以乙醇为浸提剂进行以下单因素试验，料液比1:10，1:20，1:30，1:40，1:50；微波时间3，4，5，6，7、8min；乙醇浓度20%、30%、40%、50%、60%；微波功率为低火（136 w），中低火（264 w），中火（440 w），中高火（616w），高火（800 w）进行单因素试验。数据处理和图表绘制用Microsoft Excel2003和SPSS16.0进行进行，平行试验3次，取平均值。
正交试验
为了确定在提取过程中各因素影响的大小，对微波提取八角莲黄酮类化合物的4个单因素，即乙醇浓度（A）、料液比（B）、微波时间（C）和微波功率（D），采用L9（34）进行正交试验，得出微波辅助提取的最佳工艺参数。正交试验因素和水平见表1。
结果与分析
2.1 芦丁标准曲线的制作
由1.1.1的方法制得的标准曲线方程为：Y=0.084C-0.004（R2=0.999），二者呈良好的线性关系（见图1）。根据标准曲线计算黄酮类化合物的提取率为：Y（%）=C×V/M
试中：Y为提取率，%
C为提取液中黄酮类化合物的含量（mg/mL）；
V为提取液的体积（mL）；
M为样品质量（g）；
2.2 单因素实验
2.2.1 乙醇浓度的影响 由图2可知，随着浓度的增大，提取率逐渐增大，当达到40%时，提取率达最大值，以后随之降低。这可能与微波加热的机理有关，提高乙醇浓度可以增加浸提剂对物料的渗透性，并可提高黄酮类化合物的溶解性，从而提高提取率；但是乙醇浓度太高，又会使细胞内蛋白质凝固，一些醇溶性杂质，色素，强亲脂性成分溶出量增加，导致黄酮类化合物的提取率降低。由此可知，乙醇浓度在40%的条件下提取效果最好。
2.3.2 料液比的影响 由图3可知，开始时随着料液比的增大提取率增大，当达到1:30时提取率达最大值，超过1:30，随着料液比的增大提取率逐渐降低。其可能的原因是料液比增大即溶剂比例增大，系统稀释度增大，有利于黄酮的溶出，提取剂比例的提高主要是增加了内部有效成分的料液体系与提取剂系统间有效成分的浓度差，也减少了物料内部有效成分的残余量，从而提高提取率，当料液比达到1:30时，继续增加料液比提取剂对微波能的吸收增加导致细胞液对微波能吸收减少，细胞破裂不完全，黄酮不能充分溶出，液料比增大，会增大溶剂的用量，也会增大后续处理工序的投入，综合经济效益和生产管理考虑，选择料液比为1:30。
2.3.3 微波时间的影响 由图4可知随着时间的增大，提取率增大，达到5min时提取率达最大值，以后随之降低，可能原因是时间短，微波对细胞膜的破碎作用有限，溶出物不多，总黄酮得率也不高，随着时间延长，细胞膜不断破裂溶出物不断增多，总黄酮得率也相应提高，但随时间进一步增加，细胞膜进一步破裂。另外微波时间长环境温度也会升高，使蛋白质及杂质沉淀影响黄酮溶出和部分乙醇挥发从而影响提取效果，温度升高一方面会破坏提取液中的有效成分，引起黄酮的分解，因此选择提取时间为5min。
2.3.4微波功率的影响 由图5可知，开始时随着功率的增大，提取率逐渐增大，当达到264w时，提取率达最大值，以后随之降低，若要达到相应的提取率，采用低火加热时需要较长的微波辐射时间，采用中火加热，十分容易爆沸，严重影响提取效果。因此提取时的最佳微波功率为264w。
2.4正交实验结果及分析
为了确定在提取过程中各因素的影响大小，本文对微波提取黄酮类化合物的4个单因素，即乙醇浓度（A）、料液比（B）、微波时间（C）和微波功率（D），结合L9(34)进行正交实验，并以黄酮类化合物的吸光度作为提取工艺的判断依据，实验设计方案及结果分析见表1和表2。
表1 正交实验因素水平表
Table 1 Factors and levels of orthogonal test
表2 正交实验结果
Table 2 results of orthogonal test and variance analysis
由表2极差大小可知，影响黄酮类化合物提取率的4个因素主次为D ＞A ＞B＞C，即微波功率＞乙醇浓度＞料液比＞微波时间。因此，微波提取的最优方案为A2B2C1D2，即乙醇浓度40%、料液比1:30、微波时间4min和微波功率中低火（264w）。
2.5 验证性实验 为了考察上述工艺的稳定性，按微波辅助提取黄酮类化合物的最佳工艺条件A2B2C1D2，即：在乙醇浓度40%、料液比1:30、微波时间4min、微波功率264w的条件下重复实验5次，分别测定其提取率，计算其RSD ，结果见表3。
表3 验证实验结果
Table 3 The Verification testing results
由表3可知，在此工艺条件下，黄酮类化合物平均提取率为9.038%，优于正交实验中任何一组，RSD为0.68% ，说明该工艺稳定。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (5)
1.一种微波辅助提取八角莲黄酮类化合物的方法，其特征在于，包括以下步骤 ：
（1）原料预处理 ：将八角莲作为原料用石油醚进行清洗除脂，干燥后粉碎备用 ；
（2）八角莲黄酮类化合物浸提 ：a. 将步骤（1）中制得的八角莲粉状原料加入浓度为40%的乙醇溶液搅拌均匀，其中八角莲粉状原料与乙醇溶液的料液比 1:10g/mL ～ 1 ：50g/mL ；b. 将步骤 a 中得到的固液混合物置于微波炉中经微波催化 4-8min 后即为八角莲黄酮类化合物粗提取液，其中，微波炉微波催化时的功率为 136 ～ 800w ；
（3）将步骤（2）中得到的八角莲黄酮类化合物粗提取液真空抽滤，取滤液 ；
（4）脱色 ：将步骤（3）中得到的滤液经活性炭脱色 20 ～ 30min，其中，每 100mL 滤液加入 5g 活性炭 ；
（5）提纯 ：将步骤（4）中处理后的滤液经真空抽滤后取滤液，即为八角莲黄酮类化合物提取液 ；
（6）制备八角莲黄酮类化合物干品 ：利用乙醇沉淀法，在步骤（5）中得到的八角莲黄酮类化合物提取液中加入浓度为 40% 的乙醇溶液使黄酮类化合物沉淀出来，离心后取沉淀烘干制成黄酮类化合物干品，工艺完成。
2.根据权利要求 1 所述的一种微波辅助提取八角莲黄酮类化合物的方法，其特征在于，步骤（2）中八角莲粉状原料与乙醇溶液的料液比 1:30g/mL。
3.根据权利要求 1 所述的一种微波辅助提取八角莲黄酮类化合物的方法，其特征在于，步骤（2）中微波炉微波催化时的功率为 264w。
4.根据权利要求 1 所述的一种微波辅助提取八角莲黄酮类化合物的方法，其特征在于，步骤（2）中微波催化的时间为 5min。
5.根据权利要求 1 所述的一种微波辅助提取八角莲黄酮类化合物的方法，其特征在于，步骤（4）中滤液经活性炭脱色处理的时间为 25min。
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