竹叶花椒黄酮粗提液纯化工艺及抗氧化性研究_周孟焦.pdf
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1、食品工业 2023 年第44卷第 4 期 36 工艺技术竹叶花椒黄酮粗提液纯化工艺及抗氧化性研究周孟焦1,何鑫柱1,2,李朝俊1,2,梁晓峰1,21.四川中医药高等专科学校川西北中药材资源研究与开发利用实验室(绵阳 621010);2.西南科技大学材料与化学学院(绵阳 621010)摘要在单因素试验基础上,利用响应面法优化聚酰胺和大孔吸附树脂纯化竹叶花椒黄酮的工艺,考察酰胺-大孔吸附树脂用量比、上样质量浓度、上样液流速、洗脱剂浓度、洗脱剂流速、洗脱剂体积对竹叶花椒黄酮纯化效果的影响,同时通过DPPH自由基和ABTS自由基的清除试验对竹叶花椒黄酮的抗氧化活性进行评估。结果表明,聚酰胺-大孔吸附树
2、脂用量比35(g/g)、上样质量浓度6 mg/mL、上样液流速1.5 mL/min、洗脱剂60%乙醇溶液、洗脱剂流速2 mL/min、洗脱剂体积4 BV,在此条件下得到总黄酮平均含量为87.35%。竹叶花椒黄酮对DPPH自由基和ABTS自由基均具有一定清除作用,试验结果可为进一步研究竹叶花椒药用价值提供参考。关键词竹叶花椒;总黄酮;纯化工艺;抗氧化活性;响应面Study on Purification and Antioxidant Activity of Crude Extract of Flavonoids from Zanthoxylum armatum DCZHOU Mengjiao1
3、,HE Xinzhu1,2,LI Chaojun1,2,LIANG Xiaofeng1,21.Laboratory of Research Development and Utilization on Traditional Chinese Medicine Resources in Northwest Sichuan,Sichuan College of Traditional Chinese Medicine(Mianyang 621010);2.School of Materials and Chemistry,Southwest University of Science and Te
4、chnology(Mianyang 621010)Abstract On the basic of single factor experiment,the response surface methodology was used to optimize the purification process of flavonoids from Zanthoxylum armatum DC with polyamide and macroporous adsorption resin.The effects of the ratio of amide to macroporous adsorpt
5、ion resin,the concentration of loading sample,the flow rate of loading sample,the concentration of eluent,the flow rate of eluant,and the volume of eluant on the purification of flavonoids from Zanthoxylum armatum DC were investigated.At the same time,the antioxidant activity of Zanthoxylum armatum
6、DC flavonoids was evaluated by DPPH radical and ABTS radical scavenging tests.The results showed that the ratio of polyamide to macroporous adsorption resin was 35(g/g),the concentration of loading solution was 6 mg/mL,the flow rate of loading solution was 1.5 mL/min,the concentration of eluent was
7、60%ethanol solution,the flow rate of eluant was 2 mL/min,and the volume of eluent was 4 BV.Under this condition,the average content of total flavonoids was 87.35%.The flavonoids of Zanthoxylum armatum DC have certain scavenging effects on DPPH free radicals and ABTS free radicals,to provide a refere
8、nce for further research on the medicinal value of Zanthoxylum armatum DC.Keywords Zanthoxylum armatum DC;total flavonoids;purification process;antioxidant activity;response surface基金项目:四川省中医药管理局科学技术研究专项课题(2020JC0120);绵阳市科技项目(2020YFZJ004);四川省中医药重点学科建设项目(川中医药函202084号)竹叶花椒(Zanthoxylum armatum DC),长期以来
9、被认为是花椒的野生品种,与花椒相比,具有更多的风味成分,其活性成分丰富,药理作用广泛,可直接食用或以调料入味,或用于医药行业,随着竹叶花椒种植面积的不断增加,迫切需要拓宽竹叶花椒在其他行业的应用1-4。研究表明,竹叶花椒果皮中含有丰富的活性物质,黄酮含量在竹叶花椒活性物质中占比大,具有抗氧化5、抑菌6、抗衰老7、免疫调节8等多种药理作用。从竹叶花椒中提取天然黄酮类化合物有助于提高对其药用价值的认识,对高效开发竹叶花椒资源的转化利用具有重要意义。聚酰胺树脂和大孔吸附树脂被广泛应用于黄酮类物质的纯化精制。聚酰胺树脂富含酰胺基团,分离和脱色效果好。大孔吸附树脂为网状结构,性质稳定、吸附容量大。二者吸
10、附机理决定其对活性物质的纯化方面存在差异,将其联用可充分发挥两者优势,提供一种高效的纯化方法9-12。试验以芦丁为对照品,利用分光光度法测定纯化后样品的总黄酮含量;研究聚酰胺和大孔吸附树脂对竹叶花椒黄酮的吸附和解吸能力,在单因素试验基础上利用响应面试验优化聚酰胺-大孔吸附树脂联用纯化黄酮的工艺参数,并对其体外抗氧化活性进行初步评价,以期为竹叶花椒黄酮的深入研究和开发利用提供参考。1材料与方法1.1材料与试剂竹叶花椒(产地四川绵阳,干燥备用)。37 工艺技术 食品工业 2023 年第44卷第 4 期芦丁(上海阿拉丁生化科技股份有限公司);聚酰胺(0.2500.600 mm,即3060目,D101
11、大孔吸附树脂,上海麦克林生化科技股份有限公司);无水乙醇(分析纯,成都科隆化学品有限公司)。1.2仪器与设备XH-MC-1型实验室微波合成仪(北京祥鹄科技发展有限公司);BSA124S电子分析天平赛多利斯科学仪器(北京)有限公司;UV-315紫外可见分光光度计(日本岛津公司)。1.3方法1.3.1竹叶花椒黄酮粗提液的制备取适量干燥竹叶花椒,乙醇溶液为提取溶剂,放入实验室微波合成仪中,设置提取条件,石油醚除去脂溶性杂质,即得竹叶花椒粗提液。精密量取0,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5和3.0 mL 0.2 mg/mL的芦丁溶液于7支试管中,采用NaNO2-Al(NO3)3比色法13,在51
12、0 nm处对竹叶花椒提取物含量进行测定。得到芦丁标准曲线线性回归方程A=0.79C+0.001 57,R2=0.999 6。1.3.2树脂预处理1.3.2.1聚酰胺预处理 将聚酰胺在95%乙醇中搅拌10 h,洗去乙醇后在5 mol/L氢氧化钠中搅拌5 h,水洗至流出液pH 7,在5 mol/L醋酸溶液中搅拌5 h,水洗至流出液pH 714。1.3.2.2大孔吸附树脂预处理将大孔吸附树脂在95%乙醇搅拌24 h,洗去乙醇后在5%氢氧化钠溶液中搅拌24 h,水洗至流出液pH 7,经5%盐酸溶液搅拌24 h,水洗至流出液pH 715。1.3.3单因素试验在层析柱中加入一定比例的聚酰胺和大孔吸附树脂,
13、以蒸馏水为填充溶剂,精密量取一定浓度的竹叶花椒黄酮提取液加入层析柱中,水洗,以一定体积分数的乙醇为洗脱液,设置洗脱条件,收集洗脱液,测定流出液吸光度,计算黄酮浓度,按(1)和(2)计算树脂的吸附率和解吸率。吸附率=(C0-C1)/C0100%(1)解吸率=(C2V1)/(MQ)100%(2)式中:Q为树脂吸附量,mg/g;C0为竹叶花椒黄酮粗提液质量浓度,mg/mL;C1为经树脂吸附后乙醇中黄酮质量浓度,mg/mL;M为树脂质量,g;C2为乙醇溶液中竹叶花椒黄酮浓度,mg/mL;V1为乙醇溶液体积,mL。聚酰胺-大孔吸附树脂联用法的单因素试验设计见表1。1.3.4响应面试验响应面试验的因素和水
14、平见表2。表2响应面因素水平表水平因素A聚酰胺(PA)与大孔吸附树脂(MAR)用量比/(gg-1)B树脂洗脱溶剂体积分数/%C乙醇溶液收集量/BV-14 4504.003 5604.512 6705.01.3.5竹叶花椒黄酮体外抗氧化活性研究按文献3的方法,以芦丁和维生素C为阳性对照,取2 mL不同浓度的竹叶花椒黄酮提取液和2 mL 0.4 mmol/L的DPPH溶液,混匀,黑暗下反应30 min,在517 nm处测定吸光度;以芦丁和维生素C为阳性对照,取2 mL不同浓度的竹叶花椒黄酮提取液和2 mL ABTS溶液,混匀,静置6 min,在734 nm处测定吸光度。根据式(3)计算提取液对自由
15、基清除率。自由基清除率=(A0-A1+A2)/A0100%(3)式中:A0为2 mL无水乙醇+2 mL自由基溶液的吸光度;A1为2 mL竹叶花椒提取液+2 mL自由基溶液的吸光度;A2为2 mL竹叶花椒提取液+2 mL无水乙醇的吸光度。2结果与分析2.1竹叶花椒黄酮粗提液纯化的单因素试验2.1.1聚酰胺与大孔吸附树脂用量比的选择由表3可知,由于聚酰胺与大孔吸附树脂的结构序号动态试验条件动态试验变量条件1控制竹叶花椒黄酮粗提液质量浓度5 mg/mL,竹叶花椒黄酮粗提液流速2 mL/min,树脂洗脱溶剂体积分数60%,乙醇溶液流速2 mL/min,乙醇溶液收集量4.5 BV聚酰胺和大孔吸附树脂用量
16、比80,71,6 2,5 3,4 4,3 5,2 6,1 7和08 g/g2控制聚酰胺4 g和大孔吸附树脂4 g,竹叶花椒黄酮粗提液的流速2 mL/min,树脂洗脱溶剂体积分数60%,乙醇溶液流速2 mL/min,乙醇溶液收集量4.5 BV竹叶花椒黄酮粗提液质量浓度1,2,3,4,5,6,7和8 mg/mL3控制聚酰胺4 g和大孔吸附树脂4 g,竹叶花椒黄酮粗提液的质量浓度5 mg/mL,树脂洗脱溶剂体积分数60%,乙醇溶液流速2 mL/min,乙醇溶液收集量4.5 BV竹叶花椒黄酮粗提液的流速0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0,3.5和4.0 mL/min4控制聚酰胺4 g和大孔
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