CN106063828A - 一种油用牡丹叶片多酚的提取方法 - Google Patents

一种油用牡丹叶片多酚的提取方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种油用牡丹叶片多酚的提取方法，该方法包括如下步骤：称取油用牡丹幼嫩叶叶片粉末，对牡丹叶片粉末进行内部渗透解吸，解吸后的混合料液中瞬间加入70‑90℃的醇溶液作为提取剂，恒温提取，离心，提取液经减压回收醇溶剂后冷冻干燥，制得油用牡丹叶片多酚提取物。本发明采用非常规技术提取高品质多酚类物质，制备而得的油用牡丹多酚提取物中总酚重量含量为可达15.51mg/g，具有操作简便、耗时短、提取速度快、效率高、耗能少、收率高等优点，而且还解决了设备投资大的问题，同时本发明制备过程中还可减少对产品的污染和电源辐射等问题。

Description

一种油用牡丹叶片多酚的提取方法
技术领域
本发明涉及农副产品深加工及综合利用领域，更具体地涉及一种用于提取油用牡丹叶片多酚的方法。
背景技术
植物单宁(Vegetable tannins)，又称植物多酚(Plant Polyphenol)，是一类广泛存在于植物体内的多元酚类化合物，在维管植物中的含量仅次于纤维素、半纤维素和木质素，广泛存在于植物的皮、根、叶、果中，含量可达20％。植物单宁是植物的次生代谢产物，属于天然有机化合物。多酚具有较强的抗氧化功效，调节内分泌紊乱，促进新陈代谢，调理心脑血管，延缓衰老等，对慢性病具有较好的预防作用。此外，以色列的研究人员发现在进食高脂食物的同时摄入多酚可以减轻高脂食物对人体健康的威胁，这是首次发现该类化合物可以有效地预防高脂食物在人体内产生的衍生物对人体产生不利的影响。
近年来，植物类多酚的开发利用越来越多，如苹果渣多酚的提取，食用茶叶中茶多酚的提取，葡萄籽中多酚的提取，朝鲜藓叶片中多酚的提取，板栗种皮中多酚的提取等。植物多酚是一类丰富的资源，它具有抗氧化、抑菌、抗病毒、抗肿瘤等多种生理功能。从人类健康和资源利用看，植物多酚必将得到更广泛的应用，因此，如何正确、合理、科学地开发多酚，将成为研究者的重要课题。
牡丹(Peaonia suffruticosa Andr.)属芍药科芍药属灌木，是我国特有的药用及观赏花卉资源，近年来人们逐渐意识到牡丹籽的油用价值，于是油用牡丹这一概念边应运而生。油用牡丹指的是芍药科芍药属牡丹组植物中产籽出油率高(大于或等于22％)的种的统称，含油率可达到24.12％-37.83％，不饱和脂肪酸的含量可达到92.0％，其中α-亚麻酸含量为32％-67％，高于山茶油、核桃油、葵花籽油、花生油和芝麻油等常见食用油，是有“液体黄金”之称的橄榄油的50多倍，被称为“植物脑黄金”。随着油用牡丹资源的全面开发利用，人们对其各部位成分及药理作用的研究越来越多。据报道，牡丹根含有芍药苷、羟基芍药苷、苯甲酰、丹皮酚等，还含0.15％-0.4％的挥发油、苯甲酸和植物甾醇等。油用牡丹除了其根皮是一种重要的中药外，其花还具有重要的药用价值和抗氧化的功效。而对油用牡丹叶片的研究多从栽培学角度进行考虑，功能性成分研究鲜有报道。
随着国家和各级政府对油用牡丹产业发展的重视，全国各地开始大规模发展油用牡丹种植基地。但油用牡丹实生苗定植后3-4年才进入产量期，那么前期如何确保种植效益？油用牡丹叶片多酚的开发利用便是一个值得探索的途径。据报道，牡丹中的多酚还可以延长人体内其它抗氧化剂如维生素E、维生素C的作用时间，并可以促进血管舒张，降低炎症反应和降低血凝块形成，从而起到预防心血管病的作用。也就是说，从牡丹中提取的多酚物质内服可以预防心脑血管疾病，延缓衰老，改善面部肌肤干燥、粗糙，淡化色斑等；外用还可以具有美白、保湿、改善皮肤晦暗、发黄、延缓皮肤衰老等功效。
《食品科学》期刊2008年报道了牡丹不同部位多酚含量的研究，采用的方法是：将牡丹叶片在55℃烘箱中进行烘干，然后用粉碎机粉碎，各10g放入500ml三角瓶中，按1：1的料液比加入80％的乙醇进行浸提，再将其放入55℃恒温水浴锅中进行浸提，反复浸提3次，每次12h，收集浸提液，即为粗提液，然后经过沉淀、调pH值、离心、沉淀物、硫酸转溶、乙酸乙酯萃取等牡丹多酚粗成品，但该过程仅对后期多酚沉淀进行优化条件探索并未对前期提取进行工艺优化，且提取时间长、提取成本高。另外《一种牡丹花多酚的提取工艺》(申请号CN201410040798.2)，公开了利用牡丹花瓣为原料，按照料液比1:500加入体积分数为50％的乙醇溶液，在温度为30℃的水浴锅中，进行超声波提取，提取时间为20min，功率为1000w，最终得到产品。该方法存在着仪器设备投入大，电源辐射等问题，且提取率仅为0.393％。
发明内容
为了充分利用和开发油用牡丹资源，弥补现有技术的不足，本发明的目的在于以牡丹叶片为原料，通过对提取工艺的改进和技术参数的优化，提供一种油用牡丹叶片多酚的提取方法，该方法操作安全、耗时短、收率高、成本低，具有重要的经济价值和良好的产业化前景。
为了实现本发明的目的，发明人通过大量试验研究并不懈探索，最终获得了如下技术方案：一种油用牡丹叶片多酚的提取方法，该提取方法包括如下步骤：
1)以油用牡丹幼嫩叶为原料，将嫩叶经液氮速冻或冷冻干燥后充分研磨成粉末；
2)称取步骤1)预处理后的叶片粉末，加入3-8倍、体积分数为50-90％的常温醇溶液作为解吸剂，对牡丹叶片粉末进行内部渗透解吸，解吸时间为10-30min；
3)在步骤2)解吸后的混合料液中瞬间加入相当于解吸剂3-7倍量、70-90℃的醇溶液作为提取剂，保持提取剂的温度进行恒温提取，然后离心，倒出上清液，得首次提取液，备用；
4)将离心后得到的提取物残渣重复步骤2)和步骤3)至少一次，得再次提取液；
5)将首次提取液和再次提取液合并后，减压回收醇溶剂，冷冻干燥后，制得油用牡丹叶片多酚提取物。
优选地，如上所述的油用牡丹叶片多酚的提取方法，其中步骤2)中的醇溶液为甲醇或乙醇的水溶液。
进一步优选地，如上所述的油用牡丹叶片多酚的提取方法，其中步骤2)中的醇溶液为体积分数60％的乙醇水溶液。
再进一步优选地，如上所述的油用牡丹叶片多酚的提取方法，其中步骤2)中加入解吸剂乙醇溶液的体积为油用牡丹叶片粉末重量的5倍。
再进一步优选地，如上所述的油用牡丹叶片多酚的提取方法，其中步骤2)中乙醇溶液的解吸时间为15min。
优选地，如上所述的油用牡丹叶片多酚的提取方法，其中步骤3)中加入的提取剂为体积分数为30％-50％的乙醇水溶液。
进一步优选地，如上所述的油用牡丹叶片多酚的提取方法，其中步骤3)中的恒温提取时间为3-8min。
再进一步优选地，如上所述的油用牡丹叶片多酚的提取方法，其中步骤3)中加入的提取剂为体积分数为35％-40％的乙醇水溶液。
再进一步优选地，如上所述的油用牡丹叶片多酚的提取方法，其中步骤3)中加入的提取剂的体积为步骤2)中解吸剂体积的3倍。
再进一步优选地，如上所述的油用牡丹叶片多酚的提取方法，其中步骤3)中瞬间加入的提取剂温度为80-85℃。
再进一步优选地，如上所述的油用牡丹叶片多酚的提取方法，其中步骤3)中的恒温提取时间为5min。
优选地，如上所述的油用牡丹叶片多酚的提取方法，其中步骤3)中所述旋转离心，转速为8000-16000rpm,离心时间为2-8min。优化转速为14000rpm,离心时间为3min。
再进一步优选地，如上所述的油用牡丹叶片多酚的提取方法，其中的油用牡丹品种为芍药科芍药属牡丹组植物凤丹P.ostii T.Hong et J.X.zhang。
在一个最优选的实施例中，本发明所述的油用牡丹叶片多酚的提取方法包括如下步骤：称取步骤1)中预处理后的凤丹叶片粉末，加入5倍体积的体积分数为50％的乙醇溶液解吸15min，然后瞬间加入3倍于解吸剂体积、温度为85℃且体积分数为40％的乙醇溶液并保持在85℃进行恒温提取，提取时间为5min。
与现有技术相比，本发明以油用牡丹幼叶为原料，选用未进入产量期的油用牡丹叶片为原料提取活性物质，一方面提升了牡丹叶片的价值，变废为宝，实现了农业生产废弃物的资源化利用；另一方面填补了油用牡丹幼苗期产业的经济效益，有效提高了油用牡丹的利用率。采用非常规技术提取高品质多酚类物质，制备而得的油用牡丹多酚提取物中总酚重量含量为可达15.51mg/g，具有操作简便、耗时短、提取速度快、效率高、耗能少、收率高等优点，而且还解决了设备投资大的问题，同时本发明制备过程中还可减少对产品的污染和电源辐射等问题，为油用牡丹的进一步开发应用提供理论基础。
附图说明
图1为解吸剂浓度对多酚提取率的影响图；
图2为解吸剂用量对多酚提取率的影响图；
图3为解吸时间对多酚提取率的影响图；
图4为提取剂浓度对多酚提取率的影响图；
图5为提取剂用量对多酚提取率的影响图；
图6为提取剂温度对多酚提取率的影响图；
图7为提取时间对多酚提取率的影响图；
图8为不同工艺提取对多酚提取率的影响图。
具体实施方式
以下采用实施例进一步描述本发明方法的实施过程和有益效果，实施例仅用于例证的目的，并不限制本发明的保护范围，同时本领域普通技术人员根据本发明所做的显而易见的变换或改进，均属于本发明的保护范围。
实施例1：油用牡丹叶片多酚的提取工艺参数优化
将油用牡丹幼嫩叶经液氮速冻后充分研磨成粉末，4℃保存备用。称取1.0g备用的凤丹牡丹叶片粉末于5ml烧杯中，用3-8ml体积分数为50-90％的乙醇溶液作为解吸剂进行湿润渗透解吸，解吸10-30min；然后瞬间加入15-35ml、温度为70-90℃、体积分数为30-50％的乙醇溶液作为提取剂，保持提取剂温度恒温提取3-8分钟，旋转离心，转速为14000rpm，离心时间为3min，倒出上清液，滤渣按上述方法再提取一次，将滤液与第一次的滤液合并。用移液管准确移取20μl油用牡丹叶片提取液于10ml离心管中，依次加入3.8ml蒸馏水和2.0mlFolin-Ciocalten试剂，充分震荡后静置4-5min，再依次加入10％的Na2CO3溶液2.0ml和70％的乙醇溶液2.0ml，在25℃的条件下恒温反应2h，在765nm下测定吸光度。结合绘制的多酚类物质标准曲线，计算多酚提取率，计算公式为：
多酚提取率＝样品中多酚的含量/样品的质量
本发明选取解吸剂浓度、解吸剂用量、解吸时间、提取剂浓度、提取剂用量、提取剂温度和提取时间7个因素为单因素，它们对多酚的提取率影响见图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7。综合单因素试验结果，在解吸过程中选取解吸剂用量为5m L，在提取的过程中选取提取时间为5min，提取剂用量15ml，然后设计L9(34)即4因素3水平正交试验，见表1，考察解吸剂浓度、解吸时间、提取剂浓度、提取温度对油用牡丹叶片多酚类物质提取的影响，正交试验结果见表2。
表1考察因素与水平对比表
表2正交试验结果
注：K表示任意列上水平号为i时所对应的试验结果的平均值；R表示极差，用最大的K减去最小的K。
试验选取解吸剂浓度、解吸时间、提取剂浓度、提取温度作为油用牡丹叶片多酚提取的考察因素，试验结果见表2，极差R值反应了各因素对多酚浸出率的贡献大小，因此各因素对油用牡丹叶片多酚浸出率贡献大小由高到低依次为解吸时间、提取温度、解吸剂浓度和提取剂浓度，浸提的最佳组合为A1B3C3D3，即作为一种优选方案，本发明的优选工艺参数为：称取备用的凤丹叶片粉末，加入5倍体积的体积分数为50％的乙醇溶液解吸15min，然后瞬间加入3倍于解吸剂体积的温度为85℃体积分数为40％的乙醇溶液并保持在85℃进行恒温提取，提取时间为5min。在此条件下油用牡丹叶片多酚的提取率可达到15.51mg/g。
实施例2：不同工艺提取油用牡丹叶片多酚提取率的比较
试验设置3中不同优化工艺提取油用牡丹叶片多酚，方法1为《一种牡丹花多酚的提取工艺》(申请号CN201410040798.2)公开的方法，选用油用牡丹叶片为原料，进行优化后的工艺为：按照料液比1:15加入体积分数为70％的乙醇溶液，在温度为80℃的水浴锅中，进行超声波提取，提取时间为35min，功率为1000w，得到粗提液；方法2为《食品科学》期刊2008年报道的牡丹不同部位多酚含量的研究疑问所采用的方法：将牡丹叶片在55℃烘箱中进行烘干，然后用粉碎机粉碎，各10g放入500ml三角瓶中，按1：1的料液比加入80％的乙醇进行浸提，再将其放入55℃恒温水浴锅中进行浸提，反复浸提3次，每次12h，收集浸提液，即为粗提液；方法3为本发明实施例1优化工艺方法。用移液管依次准确移取上述3种方法所得的油用牡丹叶片粗提液各20ul于3支10ml离心管中，依次加入3.8ml蒸馏水和2.0ml Folin-Ciocalten试剂，充分震荡后静置4-5min，再依次加入10％的Na2CO3溶液2.0ml和70％的乙醇溶液2.0ml，在25℃的条件下恒温反应2h，在765nm下测定吸光度。并计算多酚提取率。试验结果见表3和图8。
表3不同工艺提取油用牡丹叶片多酚的提取率
注：字母表示在P﹤0.05条件下差异显著性分析结果，相同字母表示差异不显著，不同字母代表差异性显著。
由表3和图8的试验结果可以看出，不同工艺对油用牡丹叶片多酚的提取率差异显著，方法3即本发明的多酚提取率明显高于方法1和方法2，前后相比具有显著的统计学差异(P﹤0.05)。

Claims (10)

1.一种油用牡丹叶片多酚的提取方法，该提取方法包括如下步骤：
1)以油用牡丹幼嫩叶为原料，将嫩叶经液氮速冻或冷冻干燥后充分研磨成粉末；
2)称取步骤1)预处理后的叶片粉末，加入3-8倍、体积分数为50-90％的常温醇溶液作为解吸剂，对牡丹叶片粉末进行内部渗透解吸，解吸时间为10-30min；
3)在步骤2)解吸后的混合料液中瞬间加入相当于解吸剂3-7倍量、70-90℃的醇溶液作为提取剂，保持提取剂的温度进行恒温提取，然后离心，倒出上清液，得首次提取液，备用；
4)将离心后得到的提取物残渣重复步骤2)和步骤3)至少一次，得再次提取液；
5)将首次提取液和再次提取液合并后，减压回收醇溶剂，冷冻干燥后，制得油用牡丹叶片多酚提取物。
2.根据权利要求1所述的油用牡丹叶片多酚的提取方法，其特征在于，步骤2)中所述的醇溶液为甲醇或乙醇的水溶液。
3.根据权利要求2所述的油用牡丹叶片多酚的提取方法，其特征在于，步骤2)中所述的醇溶液为体积分数60％的乙醇溶液。
4.根据权利要求3所述的油用牡丹叶片多酚的提取方法，其特征在于，步骤2)中加入解吸剂乙醇溶液的体积为油用牡丹叶片粉末质量的5倍。
5.根据权利要求1所述的油用牡丹叶片多酚的提取方法，其特征在于，步骤3)中加入的提取剂为体积分数为30％-50％的乙醇水溶液。
6.根据权利要求5所述的油用牡丹叶片多酚的提取方法，其特征在于，步骤3)中的恒温提取时间为3-8min。
7.根据权利要求6所述的油用牡丹叶片多酚的提取方法，其特征在于，步骤3)中加入的提取剂为体积分数为35％-40％的乙醇水溶液。
8.根据权利要求7所述的油用牡丹叶片多酚的提取方法，其特征在于，步骤3)中加入的提取剂的体积为步骤2)中解吸剂体积的3倍。
9.根据权利要求1所述的油用牡丹叶片多酚的提取方法，其特征在于，步骤3)中所述离心步骤的转速为8000-16000rpm,离心时间为2-8min。
10.根据权利要求1-9任一项所述的油用牡丹叶片多酚的提取方法，其特征在于，所述的油用牡丹品种为芍药科芍药属牡丹组植物凤丹P.ostii T.Hong et J.X.zhang。
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