朱雅婧,孫 瑤,李 武,趙付安
(河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 經(jīng)濟作物研究所,河南 鄭州 450002)
玫瑰(Rosa rugosa)為薔薇科薔薇屬落葉觀花灌木,具有觀賞價值、食用價值和藥用價值,是一種經(jīng)濟價值較高的植物資源。玫瑰以花蕾入藥,可活血消炎、行氣解郁[1-2]。玫瑰花含有多種微量元素、氨基酸及黃酮類活性物質(zhì)等,所制成的花茶香氣濃郁、滋味甘美,且具有調(diào)血理氣、美容養(yǎng)顏的功效,深受女性的喜愛[3-5]。豐花玫瑰產(chǎn)自山東平陰,是平陰玫瑰研究所培育的藥用重瓣玫瑰,花大豐產(chǎn)、色彩鮮艷、香味濃郁,被國家輕工部規(guī)定為可食用玫瑰品種[6-7]。玫瑰花茶富含黃酮類化合物,黃酮是玫瑰花中最重要的活性成分之一,可有效清除氧自由基,具有抗氧化作用,可阻止細胞退化衰老[8-10]。黃酮類化合物具有多種醫(yī)療保健功能,能夠抑制紅細胞溶血和脂質(zhì)過氧化過程,具有體外抗補體作用,且具有抗炎、鎮(zhèn)痛的功效[11-13],是國際上開發(fā)新藥物的研究重點。
目前,雖有較多關(guān)于黃酮提取的報道,但未見豐花玫瑰干花蕾中黃酮的相關(guān)研究。因此,以豐花玫瑰干花蕾為研究對象,采用有機溶劑浸潤法對其總黃酮進行提取,并對提取工藝進行優(yōu)化,以期為有效開發(fā)利用豐花玫瑰提供理論依據(jù),同時為玫瑰黃酮的工業(yè)化生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。
豐花玫瑰花蕾,摘自河南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究開發(fā)基地,80 ℃下烘干,粉碎(60 目),密封備用。
氫氧化鈉、硝酸鋁、硝酸鈉、乙醇,均為分析純,國藥集團化學(xué)試劑有限公司提供;蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品,Solarbio,貨號SR8250-100 mg。
離心機,德國Sigma 公司產(chǎn)品;金屬浴,金銀杏生物科技(北京)有限公司產(chǎn)品;移液槍,德國Eppendorf 產(chǎn)品;智能超聲波清洗機,廣東固特超聲股份有限公司產(chǎn)品;Epoch 酶標(biāo)儀,美國Bio Tek 公司產(chǎn)品。
1.3.1 總黃酮的提取
將80 ℃烘干的豐花玫瑰花蕾粉碎,過60 目篩。精準(zhǔn)稱取一定質(zhì)量的花蕾干粉,按照相應(yīng)料液比加入70%乙醇,于漩渦振蕩器上搖勻,放置于65 ℃金屬浴提取60 min,每隔5 min 振蕩搖勻1 次,以轉(zhuǎn)速10 000 r/min 離心20 min,取上清液按照1.3.3蘆丁標(biāo)注曲線測定方法測定吸光度。每個樣品重復(fù)3 次。
1.3.2 黃酮提取工藝條件優(yōu)化
采用單因素試驗,分別分析花茶和乙醇的料液比(1∶20,1∶40,1∶60,1∶80,1∶100,1∶120)、乙醇體積分?jǐn)?shù)(50%,60%,70%,80%,90%,100%)、溫浴溫度(45,55,65,75,85,95 ℃)、提取時間(0.5,1.0,1.5,2.0,2.5 h,)4 個條件對所提取黃酮產(chǎn)率的影響。各試驗重復(fù)3 次。
1.3.3 蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制
準(zhǔn)確稱取50 mg 蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品,加入70%乙醇充分溶解并定容至25 mL,配置質(zhì)量濃度為2 mg/mL 的蘆丁溶液。取一定體積的蘆丁溶液,加蒸餾水稀釋10 倍,最終配成0.2 mg/mL 的蘆丁標(biāo)準(zhǔn)液,現(xiàn)用現(xiàn)配。移液槍準(zhǔn)確吸取蘆丁0.2 mg/mL 標(biāo)準(zhǔn)溶液0,20,40,60,80,100 μL,分別置于干凈的1.5 mL棕色離心管中,依次加入70%乙醇100,80,60,40,20,0 μL,加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%亞硝酸鈉25 μL,搖勻黑暗靜置6 min。加入10%硝酸鋁25 μL,搖勻黑暗靜置6 min。最后加入5%氫氧化鈉200 μL,70%乙醇150 μL,體系終體積500 μL,搖勻,置于黑暗處靜置15 min。使用96 孔板合理布板,每個樣品設(shè)置3 個重復(fù)點板,測定樣品波長510 nm 處的吸光度。以蘆丁質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo),吸光度為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,擬合方程為吸光度=0.003 5×蘆丁質(zhì)量濃度,R2=0.996,表明線性關(guān)系良好。
蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線見圖1。
圖1 蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線
1.3.4 黃酮總含量的測定
黃酮含量測定參照王剛等人[16]的測定方法,并進行改進。按照1.3.3 的測定方法,測定不同提取條件下提取液波長510 nm 處吸光度。將吸光值代入對標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合的線性方程,計算得到黃酮在500 μL 測定體系中的質(zhì)量濃度,繼而得到黃酮質(zhì)量和在原提取液中的總質(zhì)量,通過計算,最終得到黃酮產(chǎn)率。
式中:OD510——消除背景后波長510 nm 處吸光度;
V1——加乙醇后原提取液的體積,μL;
k——蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率;
V2——測吸光度時從原提取液中吸取的體積,μL;
m——所稱取干花蕾的質(zhì)量,μg。
采用Excel 對數(shù)據(jù)進行處理分析并作圖。
控制提取條件為乙醇體積分?jǐn)?shù)70%,溫浴溫度65 ℃,提取時間60 min,分別在花蕾體積質(zhì)量和乙醇比為1∶10,1∶20,1∶40,1∶60,1∶80,1∶100,1∶150,1∶200,1∶300(μg∶μL)的條件下提取豐花玫瑰干花蕾中的總黃酮。以黃酮產(chǎn)率為考查指標(biāo),探索料液比對豐花干花蕾總黃酮提取率的影響,選取最適液料比。
不同料液比對黃酮產(chǎn)率的影響見圖2。
圖2 不同料液比對黃酮產(chǎn)率的影響
由圖2 可知,料液比為20~100 μg/μL 時,黃酮產(chǎn)率隨著料液比的增大逐漸而增大,100 μg/μL時黃酮產(chǎn)率達到最大,之后隨著提取溶劑的增加黃酮產(chǎn)率下降。因此,料液比為100 μg/μL時豐花玫瑰干花蕾總黃酮提取效果較好。
控制提取條件為料液比1∶100,溫浴溫度65 ℃,提取時間60 min,分別在提取溶劑乙醇體積分?jǐn)?shù)為50%,60%,70%,80%,90%,100%的條件下提取豐花干花蕾中的總黃酮。以黃酮產(chǎn)率為考查指標(biāo),探索乙醇體積分?jǐn)?shù)對豐花干花蕾總黃酮提取率的影響,選取最適乙醇體積分?jǐn)?shù)。
不同乙醇體積分?jǐn)?shù)對黃酮產(chǎn)率的影響見圖3。
圖3 不同乙醇體積分?jǐn)?shù)對黃酮產(chǎn)率的影響
由圖3 可知,黃酮產(chǎn)率隨著乙醇體積分?jǐn)?shù)的增大先升高后下降,乙醇體積分?jǐn)?shù)為60%時,黃酮產(chǎn)率達到最高。由此可見,乙醇體積分?jǐn)?shù)為60%時,豐花玫瑰干花蕾總黃酮提取效果較好。
控制提取條件為料液比1∶100(μg∶μL),乙醇體積分?jǐn)?shù)60%,提取時間60 min,設(shè)置溫浴溫度為45,55,65,75,85,95 ℃,分別在不同溫浴溫度下提取豐花干花蕾中的總黃酮。以黃酮產(chǎn)率為考查指標(biāo),探索溫浴溫度對豐花干花蕾總黃酮提取率的影響,選取最適溫浴溫度。
不同溫浴溫度對黃酮產(chǎn)率的影響見圖4。
圖4 不同溫浴溫度對黃酮產(chǎn)率的影響
由圖4 可知,黃酮產(chǎn)率隨著溫浴時間的增長逐漸升高,55~65 ℃時黃酮產(chǎn)率顯著增大,隨后趨于穩(wěn)定,95 ℃時黃酮產(chǎn)率稍有下降。因此,溫浴溫度為75 ℃時,既能節(jié)約能源又能保證豐花玫瑰干花蕾總黃酮提取效果。
控制提取條件為料液比1∶100(μg∶μL),乙醇體積分?jǐn)?shù)60%,溫浴溫度75 ℃,分別在提取時間為0.5,1.0,1.5,2.0,2.5 h 的條件下提取豐花干花蕾中的總黃酮。以黃酮產(chǎn)率為考查指標(biāo),探索提取時間對豐花干花蕾總黃酮提取率的影響,選取最適提取溫度。
不同提取時間對黃酮產(chǎn)率的影響見圖5。
由圖5 可知,黃酮產(chǎn)率隨著提取時間的增長先升高后下降,提取時間為1.5 h 時,黃酮產(chǎn)率達到最高,達到6.50%。由此可見,提取時間為1.5 h 時,豐花玫瑰干花蕾總黃酮產(chǎn)率最高。
圖5 不同提取時間對黃酮產(chǎn)率的影響
黃酮類化合物近年來成為研究熱點,目前已有關(guān)于大蔥[14]、蕪菁[15]、苦水玫瑰花渣[16]、玫瑰茄[17]、板栗殼[18]等植物的總黃酮提取工藝的研究。植物總黃酮提取方法主要有超聲波提取法、溶劑提取法、微波提取法及超聲波-微波協(xié)同提取法等[19-22]。有機溶劑提取法相比于其他方法而言成本低、耗時短、效率高,對儀器設(shè)備要求簡單,易實現(xiàn)生產(chǎn)應(yīng)用,也是目前使用較為廣泛的提取方法。
玫瑰花的附加價值很大程度上與其含有的黃酮類成分有著重要關(guān)聯(lián)。采用有機溶劑浸潤法對豐花玫瑰花蕾的總黃酮進行提取,并通過單因素試驗對提取工藝進行優(yōu)化。結(jié)果表明,提取條件為料液比1∶100(μg∶μL),乙醇體積分?jǐn)?shù)60%,溫浴溫度75 ℃,提取時間1.5 h 時,豐花玫瑰干花蕾總黃酮產(chǎn)率最高,達到6.50%。優(yōu)化后的提取工藝,有效地提高了豐花玫瑰干花蕾中總黃酮的產(chǎn)率,具有很好的應(yīng)用價值。因此,研究為綜合開發(fā)利用玫瑰資源提供了理論依據(jù),同時為玫瑰花黃酮的工業(yè)化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。