唐 功,王柯然,朱 欣,朱晗燚
(阿壩師范學(xué)院資源與環(huán)境學(xué)院,四川 汶川 623002)
毛竹(學(xué)名:Phyllostachys heterocycla Mitford cv.Pubescens)是禾本科、剛竹屬單軸散生型常綠喬木狀竹類植物,其竹葉中黃酮含量高,具有清熱除煩、生津利尿等功效,又名竹葉抗氧化劑,是一種高效的生物抗氧化劑。毛竹葉屬于易取材的自然資源,價(jià)格低、資源豐富。因此,將其用作黃酮的提取原料具有很大的優(yōu)勢(shì)。
目前從竹葉中提取黃酮的方法查閱文獻(xiàn)有:直接提取法、熱回流法、堿溶液提取法[1-3]等。本實(shí)驗(yàn)主要以汶川縣水磨鎮(zhèn)產(chǎn)的毛竹葉為材料,采取乙醇熱回流提取法[4-5],該提取法具有節(jié)省溶劑用量、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)本實(shí)驗(yàn)還輔助纖維素酶和果膠酶[6],可提高提取率。運(yùn)用紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)[7]測(cè)定其含量,此方法操作簡(jiǎn)單方便,結(jié)果準(zhǔn)確可靠,為酶法輔助提取毛竹葉中黃酮的研究提供一定的理論參考。
纖維素酶:50000U/g(成都市科龍化工有限公司)。
果膠酶:50000U/g(成都市科龍化工有限公司)UV-1800PC 型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì),上海美譜達(dá)儀器有限公司。
1.2.1 提取工藝流程
毛竹葉50℃下烘干24h→粉碎→過(guò)40 目篩→纖維素酶、果膠酶預(yù)處理→75%乙醇加熱回流→抽濾得到濾液→蒸發(fā)濃縮。
1.2.2 操作步驟
稱取毛竹葉粉4g 于燒杯中,加40mL 蒸餾水,水浴加熱至50℃,加入試驗(yàn)用酶,酶解2.5h,升溫至85℃滅酶15min,加入75%乙醇加熱回流3h。抽濾,收集濾液,蒸發(fā)濃縮。
1.2.3 黃酮提取率的測(cè)定
加入75%乙醇溶解并轉(zhuǎn)移至50mL 的容量瓶中定容,充分搖勻備用[7]。分別從各組單因素試驗(yàn)得到的樣品溶液中移取1mL,加2mL 的10%硝酸鋁,再加75%乙醇定容至25mL,并以75%乙醇為參比液,于510nm 處測(cè)定吸光度[7]。
固定料液比1:25、酶解時(shí)間2.5h、酶解溫度50℃、回流時(shí)間3h 的條件下,考察毛竹葉中黃酮在纖維素酶、果膠酶、纖維素酶和果膠酶混合酶的不同條件下對(duì)提取率的影響,結(jié)果如圖1 所示。
圖1 酶種類對(duì)黃酮吸光值的影響
由圖1 可知:使用果膠酶或者纖維素酶和果膠酶混合酶提取時(shí),提取率不及使用纖維素酶的效果好,因?yàn)槔w維素酶可改善植物細(xì)胞壁的通透性,使得細(xì)胞壁內(nèi)的活性成分大量涌出[8]。因此在使用有機(jī)溶劑回流提取的前提下,使用纖維素酶輔助提取率更高。
固定纖維素酶0.08g、酶解時(shí)間2.5h、酶解溫度50℃、回流時(shí)間3h 的條件下,考察在料液比為1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30 的不同條件下對(duì)竹葉中黃酮提取率的影響,結(jié)果如圖2 所示。
圖2 料液比對(duì)黃酮吸光值的影響
由圖2 可知:料液比的值越大,其提取率越高,說(shuō)明料液比對(duì)毛竹葉中黃酮的提取率影響明顯。在料液比為1∶25(g/mL)時(shí)提取率達(dá)到了峰值,1∶25 后提取率又開(kāi)始降低。因此,最佳料液比為1∶25。
固定纖維素酶0.08g、料液比1∶25、酶解溫度50℃、回流時(shí)間3h 的條件下,考察在酶解時(shí)間為1h、1.5h、2h、2.5h、3h 的不同條件下對(duì)毛竹葉中黃酮提取率的影響,結(jié)果如圖3 所示。
圖3 酶解時(shí)間對(duì)黃酮吸光值的影響
由圖3 可知:毛竹葉中黃酮提取率在隨著酶解時(shí)間的延長(zhǎng)而升高,說(shuō)明酶解時(shí)間對(duì)其提取率的影響比較明顯。在酶解時(shí)間為2.5h 時(shí)提取率達(dá)到了峰值,之后提取率開(kāi)始降低。隨著酶解預(yù)處理時(shí)間的增加,溶劑與底物之間接觸時(shí)間更長(zhǎng),纖維素酶可以使毛竹葉細(xì)胞壁纖維被降解,從而使毛竹葉中黃酮更多的釋放出來(lái)[9-11],但達(dá)到峰值后,接觸面積不再增大。因此,最佳酶解時(shí)間為2.5h。
固定纖維素酶0.08g、料液比1∶25、酶解時(shí)間2.5h、回流時(shí)間3h 的條件下,考察在酶解溫度為40℃、45℃、50℃、55℃、60℃的不同條件下對(duì)毛竹葉中黃酮提取率的影響,結(jié)果如圖4 所示。
圖4 酶解溫度對(duì)黃酮吸光值的影響
由圖4 可知:酶解溫度越高,一定范圍內(nèi)其提取率升高。在酶解溫度為50℃時(shí)提取率最大,之后提取率開(kāi)始降低。隨著酶解溫度的升高,纖維素酶的酶活性開(kāi)始降低,甚至失活[8]。因此,最佳酶解溫度為50℃。
固定纖維素酶0.08g、料液比1∶25、酶解時(shí)間2.5h、酶解溫度50℃的條件下,考察在回流時(shí)間為1h、2h、3h、4h、5h 的不同條件時(shí)對(duì)毛竹葉中黃酮提取率的影響,結(jié)果如圖5 所示。
圖5 回流時(shí)間對(duì)黃酮吸光值的影響
由圖5 可知:回流時(shí)間越長(zhǎng),其提取率越高,回流時(shí)間對(duì)毛竹葉中黃酮的提取影響較明顯。在回流時(shí)間為3h 時(shí)提取率最大,之后提取率不但沒(méi)有升高反而略有下降。因此,最佳回流時(shí)間為3h。
分析纖維素酶法輔助提取毛竹葉中黃酮的單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得:不同的提取條件對(duì)提取率的影響較為明顯。為保證提取結(jié)果最佳,提取條件可設(shè)置為:纖維素酶0.2%、料液比1∶25、酶解時(shí)間2.5h、酶解溫度50℃、回流時(shí)間3h。
通過(guò)文獻(xiàn)可知,研究人員大多單方面選擇有機(jī)溶劑熱回流法,或者纖維素酶法進(jìn)行提取,將二者合理結(jié)合實(shí)驗(yàn)后可知,采用了纖維素酶預(yù)處理的實(shí)驗(yàn)組,其提取率明顯高于其中任一組。因此采用纖維素酶輔助熱回流法對(duì)毛竹葉中黃酮的提取進(jìn)行了研究,可為后續(xù)采用純酶提取毛竹葉中黃酮的研究提供一定的理論依據(jù)。
實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要注意的是,加入酶時(shí)要保證竹葉粉和蒸餾水混合物的溫度應(yīng)達(dá)到最適合的酶解溫度50℃,避免溫度對(duì)酶活性產(chǎn)生影響從而降低黃酮的提取率。