菊苣中苦味素提取工艺的研究.doc

1、1菊苣中苦味素提取工艺的研究摘要： 以新疆菊苣为材料，建立马栗树皮素提取工艺优化方法，以此作为判定苦味素提取率的指标，以期从根本上解决菊苣提取菊粉工艺中将苦味素作为废料的问题。通过对浓缩温度、浓缩比重、醇沉浓度、醇沉时间 4 个主要因素进行单因素试验分析，采用 L9（34）正交试验确定菊苣马栗树皮素提取工艺最佳参数为：浓缩温度 80，浓缩比重1.10g/mL，醇沉浓度 80%，醇沉时间 8h，此条件下马栗树皮素的提取率为 5.47%，具有提取价值。 Abstract： The purpose of this study was to optimize the extraction of Esc

2、uletin from Xinjiang cichorium intybus as a criterion to determine the extraction rate of bitter principles， in order to extract bitter process in chicory inulin as waste to fundamentally solve the problem. The single factor experiment was carried out on the 4 main factors of concentration temperatu

3、re， concentration ratio， alcohol precipitation and alcohol precipitation. Using L9（34） orthogonal test to determine the technology of the optimal extraction for Esculetin from cichorium intybus， results show that optimum concentration temperature is 80， optimum alcohol concentration is 80%， optimum

4、concentration ratio is 21.10g/mL， optimum alcohol deposition time is 8h. Under this condition， the extraction rate of Esculetin was 5.47%， which has a great significance of extraction. 关键词： 菊苣；苦味素；马栗树皮素；提取 Key words： cichorium intybus；bitter principles；Esculetin；extraction 中图分类号：S816 文献标识码：A 文章编号：10

5、06-4311（2017）05-0099-04 0 引言 菊苣（Cichorium intybus） ，菊科菊苣属草本植物，又名硕参、欧洲菊苣或法国苣荬菜，起源地为地中海、亚洲中部和北部，目前新疆为我国的主要种植区1-3。菊苣具有多种利用方式，因其具有重要的生理功能和较高的保健价值4，可以作为食药保健品的主要原材料，又可以作为优良饲料作物和高等蔬菜利用。 苦味素（bitter principles） ，是一类具苦味化合物的通称5，可以分为一萜类、倍半萜类、二萜类和三萜类，此类成分具有很多药用价值，例如富含苦味素的地黄是滋阴药物，针对降低血糖和利尿的药理有一定作用6；栀子的果实中含有多种苦味成分

6、，具有清热泻火作用7；龙胆苦味素是环烯醚萜甙的代表，可作为苦味健胃剂8。大量研究结果表明，菊苣所具有的清肝利胆、清热解毒、利尿消肿、降血脂血糖等功效，与其含有马栗树皮素（Esculetin） 、马栗树皮甙（Esculin） 、野莴苣甙（Cichoriin） 、山莴苣素（Lactucin）和山莴苣苦素3（Lactucopicrin）等苦味素物质有一定相关性9-10，其中，马栗树皮素属四环三萜内酯类化合物，含量占菊苣根总物质的 0.37%左右，具有提取苦味素的价值11。 菊苣苦味素的提取纯化是提高其附加值的重要途径，但在近年来，菊苣生产制备菊粉工艺过程中，国内外大部分都采取了洗脱苦味素的工艺和技术

7、，致使菊苣中苦味素作为废弃物被排放，目前尚无针对菊苣苦味素提取的技术与工艺研究成果。通过以菊苣为原材料，在单因素试验的基础上，设计正交试验12，以浓缩温度、浓缩比重、醇沉浓度、醇沉时间为因素，研究菊苣马栗树皮素的最佳提取工艺，用马栗皮素含量作为判定苦味素提取率的指标，以期从根本上解决菊苣提取菊粉工艺中将苦味素作为废料的问题，为工业化提取菊苣苦味素，实现菊苣的循环利用，对我国菊苣产业的发展起到推动作用。 1 材料与方法 1.1 原料 本试验所用菊苣均来自于新疆正生农业资源开发研究院（有限公司）老龙河种植基地（如图 1 所示） 。实验样本采用的为同一生长环境下，同一采收季节的菊苣原料，为减少环境与

8、基因型差异导致的系统误差，实验采用样本均符合科学采样要求，将种植基地划分为 5 点并进行随机取样，同时所得样本均通过人为手工挑?x，将外观明显差异植株剔除，将试验样本装入塑封袋排尽空气放至 0保存。 1.2 试剂 无水乙醇、氯仿、盐酸、乙醚、甲醇及其他试剂均为国产分析纯。 41.3 仪器 高速冷冻离心机，Eppendorf 公司；BS224S 型分析天平，北京赛多利斯仪器系统有限公司；LC-2010A 型高效液相色谱仪，日本岛津。 1.4 试验方法 1.4.1 原料处理 将 0保存的样本取出恢复至常温后，进行清洗、切丝、浸提、脱色、离子交换等步骤，采用纯化水洗脱离子交换柱，得到含有苦味素的洗脱

9、液，实验备用。 1.4.2 菊苣苦味素的测定 1.4.2.1 标准溶液配制 精密称取马栗树皮素标准品 5mg，用甲醇：水=70：30 的混合溶液溶解并定容于 10mL 容量瓶中，分别移取 0.5、1.0、1.5、2、2.5mL 的标准液定容于 10mL 容量瓶中，超声波脱气 10min 后再通过 0.45nm 水系膜过滤13，进样量为 10L，以马栗树皮素质量浓度为横坐标，峰面积为纵坐标，绘制标准曲线。 色谱条件：色 谱 柱：C18 色谱柱（250mm4.5mm，20L） ；流动相：甲醇：水：乙酸：N-N-二甲基甲酰胺=30：70：0.05：0.25；流速：1mL/min； 检测波长：274n

10、m；柱温：30；进样量：10L。 1.4.2.2 样品中马栗树皮素含量的测定 将含有苦味素的洗脱液经 AB-8 大孔吸附树脂纯化干燥后得到菊苣精制苦味素干粉，精确称取苦味素干粉提取物适量，加水配制成一定浓度的溶液，用 0.45L 滤膜过滤，按照色谱条件进行分析鉴定，采用峰面积归一法，计算苦味素的百分含量得出提取率。 51.4.3 单因素试验 1.4.3.1 浓缩温度的选择 准确称取菊苣粉 5.0g，用超声波辅助提取 20min，超声功率为100W，分别以 75、80、85、90、95为提取温度，用 70%的乙醇，按浓缩比重 1.2g/mL 在水浴中回流提取 12h，按照标准曲线计算马栗树皮素含

11、量。 1.4.3.2 浓缩比重的选择 准确称取菊苣粉 5.0g，用超声波辅助提取 20min，超声功率为100W，分别在浓缩比重为1.00g/mL、1.10g/mL、1.20g/mL、1.30g/mL、1.40g/mL 的条件下，用 70%的乙醇在 85水浴中回流提取 12h，按照标准曲线计算马栗树皮素含量。 1.4.3.3 醇沉浓度的选择 准确称取菊苣粉 5.0g，用超声波辅助提取 20min，超声功率为100W，分别以 50%、60%、70%、80%、90%的乙醇溶液，按浓缩比重为1.20g/mL 在 85水浴中回流提取 12h，按照标准曲线计算马栗树皮素含量。 1.4.3.4 醇沉时间的

12、选择 准确称取菊苣粉 5.0g，用超声波辅助提取 20min，超声功率为100W，用 70%的乙醇，按浓缩比重 1.20 在 85水浴中回流提取，分别提取 4h、8h、12h、16h。 20h。按照标准曲线计算马栗树皮素含量。 1.4.4 正交试验设计 6试验中不考虑因素间的交互作用，每个因素设 3 个水平，按L9（34）正交表进行试验，以马栗树皮素的提取率作为评价指标，因素水平见表 1。 2 结果与分析 2.1 标准曲线绘制 由图 2、图 3、图 4 可知，纯品马栗树皮素的保留时间为 8min，得到回归方程为：y=585.26x+131074，R2= 0.9992，结果表明马栗树皮素的浓度与

13、峰面积的线性关系良好。 2.2 单因素试验结果与分析 由图 5 可知，随着温度的升高，马栗树皮素的提取率表现出先上升后下降的趋势，浓缩温度为 85时，提取率达到最大为 4.98%，之后提取率随着温度的升高逐渐降低。导致这一现象的原因可能是高温，使渗透和扩散作用加强，有利于马栗树皮素的溶出，然而过高的温度会破坏细胞结构降低细胞通透性使得提取率下降，综上所述最佳浓缩温度为85。 由图 6 可知，在 1.20g/mL 之前随着浓缩比重的加大，马栗树皮素提取率呈明显上升态势，在浓缩比重为 1.20g/mL 时，提取率斜率明显降低，上升速率减缓，考虑到经济原则，选取 1.20g/mL 为最佳浓缩比重。

14、由图 7 可知，醇沉变化的整体变化趋势为倒“V”字形，随着醇浓度增加，提取率呈现明显上升趋势，当醇沉浓度达到 70%时，马栗树皮素的提取率达到 4.03%，随后当醇沉浓度增加出现明显的下降趋势，这可能与醇溶液浓度过大，使得渗透压增加，反渗透作用抑制了马栗树皮素提取7有关。因此最佳醇沉浓度为 70%。 由图 8 可知，随醇沉时间增长，马栗树皮素提取率随之增加，而在12h 后，提取率也?S 之下降，分析其原因，可能是醇沉时间过长，可能会导致马栗树皮素部分有效成分被破坏，基于以上原因选取 12h 为最佳醇沉时间。 2.3 正交试验结果与分析 在单因素试验基础上，选择浓缩温度、浓缩比重、醇沉浓度、醇沉

15、时间 4 个因素试验，以马栗树皮素提取率为考察指标，结果见表 2，方差分析见表 3。 结果表明，菊苣提取液中总黄酮的最佳提取条件是 A1B1C3D1，即浓缩温度 80，浓缩比重 1.10g/mL，醇沉浓度 80%，醇沉时间 8h。试验表明该条件下菊苣中马栗树皮素的取率为 5.47%，由极差分析可知，4 种因素对提取率影响的大小分别为：ABCD，即浓缩温度对其影响最大，醇沉时间影响最小。 3 结论 以菊苣为原材料，在单因素试验的基础上，设计正交试验，结果表明：浓缩温度、浓缩比重、醇沉浓度、醇沉时间对菊苣马栗树皮素提取率有显著影响。最佳工艺条件为浓缩温度 80，浓缩比重 1.10g/mL，醇沉浓度

16、 80%，醇沉时间 8h。马栗树皮素提取率可作为判定菊苣中苦味素提取效果的重要指标，极大地简化了苦味素的检测步骤，本研究可解决菊苣提取菊粉工艺中将苦味素作为废料的问题，为工业化提取菊苣苦味素、实现菊苣的循环利用提供理论参考，对我国菊苣产业的发展起到推8动作用。 参考文献： 1张晓玲.菊苣综合利用与菊粉的纯化及活性研究D.西北农林科技大学，2008. 2罗燕，白史且，彭燕，张玉.菊苣种质资源研究进展J.草业科学，2010（07）：123-132. 3王尉.菊科药物药性理论研究D.山东中医药大学，2014. 4凡杭，陈剑，梁呈元，任冰如，李维林.菊苣化学成分及其药理作用研究进展J.中草药，2016

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