回瑞華,侯冬巖,李鐵純,刁全平,向艷娥

(鞍山師范學(xué)院 化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院,遼寧 鞍山 114007)

姜黃素是從姜科、天南星科植物的根莖中提取的一種化學(xué)成分，是稀少的具有二酮結(jié)構(gòu)的色素[1].姜黃素是聯(lián)合國糧農(nóng)組織食品法典委員會(huì)批準(zhǔn)的食品添加劑，是我國最早在食品中添加的9種天然色素之一.姜黃素作為調(diào)味品和色素在國內(nèi)外被廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)中.姜黃素在歐洲可以代替名貴香料藏紅花，在印度是人們生活中不可缺少的傳統(tǒng)咖喱食品的調(diào)味品，在伊朗和泰國是菜肴的常用調(diào)味品芥菜醬中的常用色素.研究表明，姜黃素是一種多酚類化合物，不僅具有傳統(tǒng)的食品天然色素作用，而且還具有抗炎、抗氧化、清除氧自由基、抗人類免疫缺陷病毒、抗纖維化以及防癌抗癌等藥理作用，研究姜黃素的提取與分析具有很大的應(yīng)用價(jià)值[2-4].我國是姜黃素的原料——姜黃的主產(chǎn)地之一，姜黃資源豐富，目前年產(chǎn)量已達(dá)數(shù)萬噸，具有很好的市場優(yōu)勢(shì).姜黃素的提取方法主要有醇提法、酸堿提取法、酶法、水楊酸鈉法和超臨界二氧化碳萃取法等[5-9].本文采用超聲提取法提取姜黃中的姜黃素，并用高效液相色譜法進(jìn)行分析，為姜黃素的開發(fā)利用提供實(shí)驗(yàn)依據(jù).

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與實(shí)驗(yàn)材料

1525-2996液相色譜儀(美國Waters公司);KQ-250B型超聲波清洗器(昆山市超聲波儀器有限公司)；RE-52C型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(上海亞榮生化儀器廠)；202-2A型數(shù)顯電熱恒溫干燥箱(上海陽光實(shí)驗(yàn)儀器有限公司).

乙醇、甲醇、乙腈、氯仿、二氯甲烷、丙酮 (以上所用試劑均為分析純，水為二次蒸餾水),甲醇、乙腈(色譜純),姜黃(購于鞍山某藥房).

1.2 樣品前處理

姜黃經(jīng)50 ℃干燥6 h后粉碎過0.45 mm篩子備用.

1.3 色譜條件

色譜柱：Kromasil C18柱(250 mm×4.6 mm，5 μm)；流動(dòng)相:乙腈與2%醋酸溶液混合液(40∶60(V∶V))；流速：1.00 mL/min；柱溫：30 ℃；檢測波長：428.8 nm；進(jìn)樣量：10.0 μL.

1.4 姜黃素提取單因素試驗(yàn)

1.4.1 乙醇濃度與峰面積關(guān)系 稱取7份經(jīng)1.2處理過的姜黃樣品2.00 g于50 mL錐形瓶中，分別加入20 mL 50%，60%，70%，80%，90%，95%，100%的乙醇，分別超聲30 min，過濾后將濾液除去溶劑，用甲醇定容至25 mL容量瓶中.用微孔濾膜過濾并進(jìn)行色譜分析，結(jié)果如圖1.

由圖1可知，當(dāng)乙醇濃度是90% 時(shí)色譜峰面積最大，因此選擇90%乙醇為提取試劑.

1.4.2 提取時(shí)間與峰面積關(guān)系 稱取7份經(jīng)1.2處理過的姜黃樣品2.00 g于50 mL錐形瓶中，分別加入20 mL 90% 的乙醇，分別超聲10,20,30,40,50，60，70 min，過濾后將濾液除去溶劑，用甲醇定容至25 mL容量瓶中.用微孔濾膜過濾并進(jìn)行色譜分析，結(jié)果如圖2.

由圖2可知，當(dāng)提取時(shí)間為50 min時(shí)色譜峰面積最大，因此選擇提取時(shí)間為50 min.

1.4.3 料液比與峰面積關(guān)系 稱取5份經(jīng)1.2處理過的姜黃樣品2.00 g于50 mL錐形瓶中，分別加入12，16，20，24，28 mL 90%的乙醇，超聲提取50 min后過濾、濃縮，將濃縮物定容到25 mL.用微孔濾膜過濾并進(jìn)行色譜分析，結(jié)果如圖3.

由圖3可知，當(dāng)料液比為1∶10時(shí)峰面積最大，因此選擇的料液比為1∶10.

1.4.4 提取溫度與峰面積關(guān)系 稱取6份經(jīng)1.2處理過的姜黃樣品2.00 g于50 mL錐形瓶中，分別加入20 mL 90%的乙醇，分別在20，30,40,50,60，70 ℃超聲50 min后過濾、濃縮，將濃縮物定容到25 mL.用微孔濾膜過濾并進(jìn)行色譜分析，結(jié)果如圖4.

圖4可知，當(dāng)提取溫度為50 ℃時(shí)峰面積最大，實(shí)驗(yàn)選擇的提取溫度為50 ℃.

圖3 料液比與峰面積關(guān)系 圖4 提取溫度與峰面積關(guān)系

圖5 提取次數(shù)與峰面積關(guān)系

1.4.5 提取次數(shù)與峰面積關(guān)系 稱取4份經(jīng)1.2處理過的姜黃樣品2.00 g于50 mL錐形瓶中，加入20 mL90%的乙醇，分別超聲50 min過濾、濃縮，將濃縮物定容到25 mL.用微孔濾膜過濾并進(jìn)行色譜分析，結(jié)果如圖5.

圖5可知，當(dāng)提取次數(shù)為3時(shí)峰面積較大，實(shí)驗(yàn)選擇的提取次數(shù)為3次.

1.5 姜黃素提取正交試驗(yàn)

根據(jù)1.4 姜黃素提取單因素試驗(yàn)結(jié)果，確定了四因素三水平的正交實(shí)驗(yàn)，見表1.

表1 正交試驗(yàn)因素水平表

按照表1的正交試驗(yàn)因素水平，得到不同條件下提取樣品中姜黃素的峰面積，結(jié)果見表2.

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由1.4.1～ 1.4.5單因素實(shí)驗(yàn)得出采用超聲提取法提取姜黃中姜黃素條件為：提取試劑選擇90%乙醇,料液比為1∶10,提取時(shí)間為50 min,提取溫度為50 ℃,提取次數(shù)為3次.

2.2 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2和表3.

表2 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表3 正交試驗(yàn)方差分析

注：F0.05(2,4)=6.94 *表示有顯著性影響

由表2和表3可知，因素C、A、D具有顯著性差異.因此，姜黃素超聲法提取正交試驗(yàn)的最優(yōu)組合為C2A2D2.

2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

由單因素實(shí)驗(yàn)得出采用超聲提取法提取姜黃中的姜黃素條件為：提取試劑選擇90%乙醇；料液比為1:10；提取時(shí)間為50 min；提取溫度為50 ℃；提取次數(shù)為3次.由正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果表2和表3可知，料液比、乙醇濃度、提取溫度是影響提取效果的關(guān)鍵因素，提取時(shí)間的影響較小.因此，本實(shí)驗(yàn)選擇的最佳提取條件：提取試劑為90%的乙醇、料液比1∶10、超聲溫度50 ℃、提取時(shí)間50 min、提取3次[10].

2.4 樣品分析

稱取經(jīng)1.2處理過的姜黃樣品2.00 g于50 mL錐形瓶中,加入20 mL90%的乙醇，超聲50 min后過濾，重復(fù)超聲2次，合并濾液并濃縮，將濃縮物定容到25 mL即為樣品儲(chǔ)備液.用微孔濾膜過濾并進(jìn)行色譜分析，測定3次，計(jì)算含量見表3.

表3 樣品中姜黃素含量的測定

3 結(jié)果討論

本文采用超聲法對(duì)姜黃中姜黃素進(jìn)行提取，由單因素實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)對(duì)提取條件進(jìn)行了優(yōu)化，確定出最佳提取條件為：提取試劑為90%的乙醇，料液比1∶10,提取時(shí)間50 min,提取3次,超聲溫度50 ℃.采用高效液相色譜法測定了由姜黃提取的姜黃素含量.

姜黃素是姜黃的主要成分，具有抑菌、抗病毒、抗氧化、保肝、利膽、降血脂、抗癌、抗艾滋病毒等作用，有較好的臨床應(yīng)用價(jià)值和研發(fā)潛力.姜黃素作為一種天然色素在國內(nèi)外被廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)，具有廣泛的應(yīng)用前景.本研究結(jié)果對(duì)從姜黃中提取姜黃素提供科學(xué)依據(jù).