超声辅助提取牛大力中总生物碱的工艺及抗氧化活性研究_牛鹏.pdf
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1、 216 食 品 科 技FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY提取物与应用2023年 第48卷 第04期收稿日期:2022-10-17 *通信作者 基金项目:广西自然科学基金项目(2021GXNSFAA220100);北部湾大学人才引进项目(2021KYQD05)。作者简介:牛鹏(1996),男,硕士,研究方向为天然产物活性成分的开发与利用。牛 鹏1,2,孟 勤1,2,何 肖2,汪双双2,尹艳镇2,张艳军2*(1.广西大学化学化工学院,广西 南宁 530004;2.北部湾大学石油与化工学院,广西绿色化工新材料与安全技术重点实验室,广西 钦州 535011)摘要:选取药食两用植物
2、牛大力,超声辅助提取,探究其总生物碱的工艺,并分析总生物碱的抗氧化活性。以总生物碱提取率为指标,通过单因素和正交试验确定最佳工艺条件为:料液比1 g:100 mL,提取液pH值为1,超声功率300 W,超声时间20 min。在此条件下,总生物碱提取率为2.894 mg/g;所提取得到的总生物碱对DPPH、OH、ABTS+3种自由基均有较强的清除能力,IC50分别为63.89、39.75、94.48 g/mL,且总生物碱对三价铁的还原能力与浓度成正相关,结果表明总生物碱提取物具有良好的抗氧化活性。该研究结果将为牛大力中总生物碱进一步在食品中作为潜在的天然抗氧化剂提供理论依据。关键词:牛大力;总生
3、物碱;提取工艺;抗氧化活性中图分类号:R 284.2 文献标志码:A 文章编号:1005-9989(2023)04-0216-07Optimization of Ultrasonic-Assisted Extraction Process of Total Alkaloids from Millettia Speciosa Champ and Its Antioxidant Activity NIU Peng1,2,MENG Qin1,2,HE Xiao2,WANG Shuangshuang2,YIN Yanzhen2,ZHANG Yanjun2*超声辅助提取牛大力中总生物碱的工艺及抗氧化活性
4、研究理性质研究J.食品与机械,2015,31(5):206-209.22龚频,王佩佩,同美霖,等.红枣多糖的提取工艺及药理活性研究J.食品工业科技,2022,43(13):198-207.23安星亮,赵永亮,王欢,等.银耳多糖提取工艺的响应面法优化及抗氧化和保湿性研究J.食品研究与开发,2022,43(15):123-130.24CHEN S L,SHANG H M,YANG J Y,et al.Effects of different extraction techniques on physicochemical properties and activities of polysacch
5、arides from comfrey(Symphytum officinale L.)rootJ.Industrial Crops&Products,2018,121:18-25.25CHEN X H,CHEN G J,WANG Z R,et al.A comparison of a polysaccharide extracted from ginger(Zingiber officinale)stems and leaves using different methods:preparation,structure characteristics,and biological activ
6、itiesJ.International Journal of Biological Macromolecules,2020,151:635-649.26陈光静.方竹笋的加工废笋渣中多糖的分离纯化和结构解析及其生物活性研究D.重庆:西南大学,2019.27杨燕敏,郑振佳,高琳,等.红枣多糖超声波提取、结构表征及抗氧化活性评价J.食品与发酵工业,2021,47(5):120-126.DOI:10.13684/ki.spkj.2023.04.029 217 食 品 科 技FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY提取物与应用2023年 第48卷 第04期0 引言牛大力(Milletti
7、a speciosa Champ)为豆科崖豆藤属植物,又名大力薯、千斤拔等,国内外均有分布,国内在广西、广东、海南等地均有种植1-2,有南方“高丽参”之美誉3。其外形照片见图1。牛大力具有较高的药用价值与营养价值,传统中医认为其气香、味甘,药性温和,具有壮腰健肾、补虚润肺、强筋活络的作用4-5。牛大力茎可食用,煲汤味美且有清热解毒的功效,或添加到食物、药酒中,或被开发成保健饮料、功能食品、点心等6-7。牛大力含有黄酮类、生物碱类、香豆素、萜类等活性成分以及铁、锰、锌、铜、钙、镁等微量元素8-9。其中,生物碱是含有碱性氮原子的杂环氮天然化合物,具有抗炎镇痛、抗氧化等活性10-12。近年来,国内外
8、关于牛大力的报道13-16主要集中在牛大力部分单体化学成分以及对多糖和黄酮类的提取,关于牛大力总生物碱提取工艺的研究鲜有报道。广西地区牛大力资源丰富,为充分发挖掘地方资源优势,因此选取广西牛大力进行超声辅助提取,利用单因素试验与正交试验研究牛大力总生物碱最佳提取工艺,通过体外抗氧化活性试验评价测定牛大力总生物碱自由基清除能力和总还原能力。该研究可为牛大力作为药材进一步开发提供科学数据,同时也为其他植物中总生物碱的提取提供方法基础。1 材料与方法1.1 材料与仪器牛大力(Millettia speciosa Champ):广西崇左市,晒干粉碎,过筛(80目)备用;盐酸小檗碱:98%,上海麦克林公
9、司;1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH):SIGMA公司;3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸(ABTS):成都艾科达公司;蒸馏水:实验室自制(三蒸水);所有有机溶剂为国产分析纯。JY92-IIDN超声波细胞粉碎机:宁波新芝生物科技有限公司;TU-1810紫外可见分光光度计:北京普析通用仪器有限公司;RE-212旋转蒸发仪:日本雅马拓公司;SHZ-D(III)循环水式多用(1.College of Chemistry and Chemical Engineering,Guangxi University,Nnaning 530004,China;2.Guangxi Key Laboratory
10、of Green Chemical Materials and Safety Technology,College of Petroleum and Chemical Engineering,Beibu Gulf University,Qinzhou 535011,China)Abstract:Millettia speciosa Champ is a kind of plant used both as medicine and food.The total alkaloids from Guangxi Millettia speciosa Champ were extracted by u
11、ltrasonic-assisted extraction,and the antioxidant activity of the alkaloids was analyzed.The single factor experiment and orthogonal design were carried out to optimize the extraction process of total alkaloids from Millettia speciosa Champ.The optimal extraction conditions were determined as follow
12、s:solid-liquid ratio 1:100(g/mL),pH value of extract 1,ultrasonic power 300 W,ultrasonic time 20 min.Under these conditions,the extraction yield of total alkaloids was 2.894 mg/g.The extracted total alkaloids had strong clear ability to DPPH,OH and ABTS+,with IC50 values of 63.89,39.75,94.48 g/mL,re
13、spectively.The reduction ability of total alkaloids to ferric iron was positively correlated with the concentration.The results showed that the total alkaloid extract had good antioxidant activity,which provided a theoretical basis for further use as potential natural antioxidants in food.Key words:
14、Millettia speciosa Champ;total alkaloids;extraction processing;antioxidant activity图1 新鲜牛大力外形照片 218 食 品 科 技FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY提取物与应用2023年 第48卷 第04期真空泵:河南予华仪器有限公司;TG20.5高速离心机:上海卢湘仪仪器有限公司;BPG-9040A精密鼓风干燥箱:上海一恒科学仪器有限公司;ATY124电子分析天平:日本岛津公司。1.2 试验方法1.2.1 显色方法 参照邱晓华等17的方法:按照先后顺序加入醋酸缓冲液(pH4.5)12 mL
15、、溴甲酚绿溶液3 mL、牛大力总生物碱溶液1 mL、三氯甲烷9 mL,混匀,静置30 min分层,将下层溶液置于10 mL离心管,然后加入无水硫酸钠0.4 g。1.2.2 精密度考察 取配制好的盐酸小檗碱对照溶液,根据1.2.1方法进行显色后,平行测定6次,分别记录吸光度如表1所示,按下式计算相对标准偏差,考察方法的精密度,RSD=0.104%(n=6),表明仪器的精密度良好。其总物碱的含量,将测得数据记录入表2并计算其RSD值。由表2可知,RSD=1.268%(n=6),数值比较稳定,表明试验重复性良好,符合试验要求。表2 重复性试验考察结果测定次数含量/(mg/g)平均含量/(mg/g)R
16、SD/%11.6691.6411.26821.63431.62541.64251.66161.6151.2.5 加样回收率试验 精密称取已测定含量的牛大力样品6份,分别精密加入40.0 g/mL的盐酸小檗碱储备液2.0 mL,按照1.2.1方法进行显色后,在411 nm测定吸光度。得到加样回收率平均值为98.2%,RSD=1.551%(表3)。表3 加样回收率试验结果测定次数加样回收率/%平均加样回收率/%RSD/%198.9699.271.551297.13397.924100.615101.02699.981.2.6 牛大力总生物碱提取率的测定 取牛大力总生物碱提取液,根据1.2.1方法,
17、在411 nm测定吸光度,通过标准曲线计算出提取液中牛大力总生物碱的浓度,牛大力总生物碱提取率的计算公式为:m(%)=(c.V.n103/M)100式中:m为牛大力总生物碱的提取率,mg/g;c为总生物碱浓度,g/mL;V为样品溶液体积,mL;n为提取液稀释倍数;M为样品质量,g。1.2.7 单因素试验和正交试验 单因素试验:采用超声波辅助提取法,超声时间(20 min)、超声功率(350 W)、料液比(1:100)、提取缓冲液(pH3)为单因素试验基础。4因素取值:超声提取时间15、20、25、30、35 min;超声提取功率250、300、350、400、450 W;料液比1:60、1:8
18、0、1:100、1:120、表1 精密度试验考察结果测定次数吸光度平均吸光度RSD/%10.8060.8060.10420.80730.80640.80650.80860.806RDS(%)=(s/x)100式中:s为标准偏差;x为测量平均值。1.2.3 线性关系考察 对照品溶液制备:精密称量对照品盐酸小檗碱8.0 mg,用甲醇定容至50 mL的容量瓶中,摇匀,备用,即配制得到浓度为160 g/mL的对照品溶液。标准曲线的绘制:精密吸取对照品溶液0.5、0.75、1.0、1.5、5.0、10.0 mL,分别置于6个10 mL的容量瓶中,甲醇定容,摇匀,即得浓度为8、12、16、24、80、16
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