优化薄荷(MenthahaplocalyxBriq.)叶总黄酮提取工艺外文翻译资料

 2022-07-29 14:56:26

Abstract ［Objective］ The research aimed to optimize the extraction technology of total flavonoids from Folium Menthae haplocalycis and study its antioxidant activity，and to provide a basis for extraction and utilization of total flavonoids from FOLIUM MENTHAE HAPLOCALYCIS． ［Method］ Taking the extraction rate of total flavonoids as index，L9 ( 34 ) orthogonal test with four factors and three levels was used to optimize the extraction process of total flavonoids from FOLIUM MENTHAE HAPLOCALYCIS by ultrasound-assisted extraction method． The ·OH scavenging activities of water and ethanol extracts from FOLIUM MENTHAE HAPLOCALYCIS were further studied． ［Result］The results showed that the optimal extraction technology of total flavonoids from Folium Menthae haplocalycis was as follows: volume fraction of ethanol 40%，solid-liquid ratio 1 30，ultrasonic power 400 W，extraction temperature 50 ℃，and extraction time 40 min． Under this condition，the extraction rate of total flavonoids was 6． 58%． The water extracts from FOLIUM MENTHAE HAPLOCALYCIS had a good scavenging effect on·OH，and its·OH scavenging rate was gradually in-creased with the raising total flavonoids content． The maximum scavenging rate of water extracts was 44． 23%． The scavenging effect of ethanol ex-tracts on·OH was increased slowly first，then decreased quickly and continuously with the increasing of total flavonoids content，but less than the effect of its water extracts in whole． ［Conclusion］ The method of extracting total flavonoids by using ethanol as the solvent assisted with ultrasonic wave was simple，and had strong maneuverability． The total flavonoids from FOLIUM MENTHAE HAPLOCALYCIS had strong scavenging effect on ·OH，and can be developed and utilized．

Key words FOLIUM MENTHAE HAPLOCALYCIS，Total flavonoids，Ultrasound assisted extraction，·OH，Scavenging effect，China

FOLIUM MENTHAE HAPLOCALYCIS，a medicinal and edible plant，is the whole grass of Mentha haplocalyx Briq． which is a year or perennial herbaceous herb that belongs to Lamiaceae family． Mentha haplocalyx Briq． ，also named Peppermint or Mint in English，mostly grown in the lowlands，roadside，flood，lake and garden，is a kind of aromatic plants with special economic value． The whole plants can be used as medicine，pungent in flavor，cool in nature and enter the lung and liver meridians by tropism． Mint has divergent windheat，clearing throat，promoting eruption and detoxification，relieving liver qi stagnation and itching and other effects for treating cold and fever，headache，sore throat，swelling，pain，adiaphoresis，acute conjunctivitis，rubella，skin itching，colic，diarrhea and scrofula． Furthermore，it has a slight effect in relieving pain such as neuralgia for external use． Mint leaves are not only rich in protein，fat and carbohydrate，but also contain some calcium，phosphorus，iron，vitamins and essential trace elements for the body and lowcontent of soluble harmful heavy metals (Pb，Cr and Cd) ． In recent years，many plants that belong to Labiatae family are found to have a wide range of pharmacological effects according to studies about their biological characteristics by domestic and foreign scholars，but studies about the total flavonoids from Mint have not been reported［1 － 3］． In our study，taking the extraction rate of the total flavonoids as index，L9 ( 34 ) orthogonal test was used to optimize the extraction process of total flavonoids from Mint leaves by ultrasoundassisted extraction on the basis of singlefactor experiments． The ·OH scavenging activities of water and ethanol extracts from Mint leaves were further studied． The research aimed to establish a rapid and efficient method for extraction and isolation of total flavonoids from the Mint leaves and provide a scientific basis for further development and utilization of Mint leaves．

  1. Materials and methods

1． 1 Materials

1． 1． 1 Tested plants． Mint leaves，bought from Chaozhou

Pharmacy，were identified by associate professor Zeng Xianfeng of Department of Biology of Hanshan Normal University． Once crushed，these tested samples were taken to constant weight in an oven at the temperature of 60 ℃． Then these plants would be set aside for use in the next step of the experiment after cooling．

1． 1． 2 Main reagents． Rutin standard，a biochemical reagent， was produced by Shanghai Second Chemical Reagent Factory． Analytical reagents of ethanol，sodium nitrite，aluminum nitrate，sodium hydroxide，ferrous sulfate，hydrogen peroxide and salicylic acid were produced by Guangzhou Chemical Reagent Factory．

1． 1． 3 Main instruments． Spectrumlab 752S UVVIS spectrophotometer ( Shanghai Lengguang Technology Co． ， Ltd． ) ; KQ500DB CNC ultrasonic cleaner ( Kunshan Ultrasonic Instrument Co． ， Ltd． ) ; JFSD100II grinder ( Shanghai Huayan Equipment Co． ，Ltd． ) ; JA1203 electronic balance ( Shanghai Precision ＆ Scientific Instrument Co． ，Ltd． ) ; SHZD( III) water circulation vacuum pump ( Gongyi City Yuhua Instrument Co． ，Ltd． ) ; DF02 precision constant temperature glass water bath ( Nanjing Fangao Technology Co． ，Ltd． ) ; DZF6050 vacuum drying oven ( Shanghai Boxun Medical Equipment Factory， Shanghai Boxun Industry ＆ Commerce Co． ，Ltd． ) ; GZHDHX vacuum drying oven ( Shanghai Yuejin Medical Optical Instruments Factory) ．

1． 2 Methods

1． 2． 1 Extraction of total flavonoids from Mint leaves． After grinded to powder，1． 000 0 g powder of Mint leaves was weighed precisely and put them into the iodine bottle then added ethanol of a certain volume fraction． The extraction process of total flavonoids was carried out for a certain time at the temperature of 50 °C and the fixed ultrasonic power． After that，the extracts were cooled down and filtered，and then the filtrate was diluted with ethanol to a constant volume of 250 ml． That was the extract of total flavonoids．

1． 2． 2 The singlefactor experiments．

1． 2． 2． 1 Selection of

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摘要　[目的]优化薄荷(MenthahaplocalyxBriq.)叶总黄酮提取工艺,并研究其抗氧化活性,为薄荷叶总黄酮的提取利用提供依据。[方法]在单因素试验基础上,以黄酮提取率为指标,采用L9(34)正交试验,对超声波辅助提取,薄荷叶中的黄酮类物质的工艺进行优选。并研究薄荷叶水提液和乙醇提取液对·OH的清除作用。[结果]薄荷叶中总黄酮的最佳工艺为:以体积分数40%乙醇为溶剂,料液比1∶30(W/V),超声波功率400W,提取温度50℃,提取时间40min,此优化条件下,薄荷叶总黄酮得率达6.58%。薄荷叶水提液对·OH有较强的清除作用,且随着总黄酮含量的增加逐渐增大,最高消除率达到44.23%;薄荷叶乙醇提液对·OH的清除作用随着黄酮含量的增加先缓慢上升后持续快速下降,总体上低于薄荷叶水提液对·OH的清除作用。[结论]利用超声波协同乙醇提取薄荷叶中黄酮类物质的方法简单,可操作性强。薄荷叶中黄酮类物质对·OH有较强的清除作用,可以开发利用。

关键词　薄荷叶;总黄酮;超声波辅助提取法;·OH;清除作用

薄荷(MenthahaplocalyxBriq.)又称夜息香、鱼香菜、狗肉香、水益母和鱼香草等,为唇形科(Labiatae)薄荷属(Men-tha)1年或多年生宿根性草本植物,是一种生长在低地、路边、河滩、湖边以及园地等处可以药食兼用的野菜,且是一种具有特种经济价值的芳香作物。薄荷全草均可入药,味辛、凉,归肺、肝经,有发散风热、清利咽喉、透疹解毒、疏肝解郁和止痒等功效,可用于治疗感冒发热、头痛、咽喉肿痛、无汗、风火赤眼、风疹、皮肤发痒、疝痛、下痢及瘰疬等症,外用有轻微的止痛作用,可用于神经痛等。薄荷嫩叶除了含有丰富的蛋白质、脂肪和碳水化合物之外,还含有钙、磷、铁、多种维生素和人体必需的微量元素,而可溶性有害重金属(Pb、Cr和Cd)等含量很低。近年来,国内外学者对唇形科很多种植物的生物学特性进行了大量研究,发现其具有广泛的药理作用[1- 3]。但目前,关于薄荷中黄酮类化合物的研究尚未见报道。为此,笔者以乙醇作提取剂,采用单因素试验和正交试验优化超声波辅助提取薄荷叶中的黄酮类化合物的工艺,并研究薄荷叶提取液中黄酮类物质对羟基自由基(·OH)的清除作用,旨在为建立快速、高效的从薄荷叶中提取、分离黄酮类化合物的方法及进一步开发利用薄荷叶提供科学依据。

1　材料与方法

1.1　材料

1.1.1　供试药材 薄荷叶,购自广东省潮州市中药店,由韩山师范学院生物系曾宪锋副教授鉴定为薄荷(MenthahaplocalyxBriq.)正品。粉碎,于干燥箱中60℃干燥至恒重,冷却,备用。

1.1.2　主要试剂 芦丁标准品,生化试剂,由上海试剂二厂生产;无水乙醇、亚硝酸钠、硝酸铝、氢氧化钠、硫酸亚铁、过氧化氢、水杨酸,均为分析纯,由广州试剂厂生产。

1.1.3　主要仪器 Spectrumlab 752S型紫外可见分光光度计,由上海棱光技术有限公司生产;KQ-500DB型数控超声波清洗器,由昆山市超声仪器有限公司生产;JFSD-100-Ⅱ型粉碎机,由上海华岩仪器设备有限公司生产;JA 1203型上皿电子天平,由上海精密科学仪器有限公司生产;SHZ-D(Ⅲ)型循环水式真空泵由巩义市予华仪器有限责任公司生产;DF-02型精密恒温水槽,由南京舫奥科技有限公司生产;DZF-6050型真空干燥箱,由上海博讯实业有限公司医疗设备厂生产;GZH-DH-X型电热恒温干燥箱,由上海跃进医疗机械厂生产。

1.2　方法

1.2.1　薄荷中总黄酮的提取 称取一定量薄荷叶,研碎,准确称取1.000 0g于碘量瓶中,加入一定体积分数的乙醇,设提取温度为50℃,在一定超声波功率下提取一定时间,冷却,过滤,将滤液定容至250ml,即得总黄酮提取液。

1.2.2　单因素试验

1.2.2.1　乙醇体积分数的选择 准确称取5份薄荷叶粉末,各1.000 0g,设料液比为1∶30(W/V,下同),分别用30%、40%、50%、60%、70%乙醇溶液浸泡,在超声波功率为400W、提取温度为50℃的条件下,超声提取30min,冷却,过滤, 将滤液定容至250ml,测定吸光度值,研究乙醇体积分数对薄荷叶总黄酮提取率的影响。1.2.2.2　料液比的选择。准确称取5份薄荷叶粉末,各1.000 0g,设料液比分别用1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50,用40%乙醇溶液浸泡,在超声波功率为400W、提取温度为50℃的条件下,超声提取30min,冷却,过滤,将滤液定容至250ml测定吸光度值,研究料液比对薄荷叶总黄酮提取率的影响。

1.2.2.3　超声波功率的选择 准确称取5份薄荷叶粉末,各1.000 0g,各设料液比为1∶20,分别用40%乙醇浸泡,在提取温度为50℃、超声波功率分别为300、350、400、450、500W的条件下提取30min,冷却,过滤,将滤液定容至250ml测定吸光度值,研究超声波功率对薄荷叶总黄酮提取率的影响。

1.2.2.4　提取时间的选择 准确称取5份薄荷叶粉末,各1.000 0g,设料液比为1∶20,分别用40%乙醇浸泡,在提取温度为50℃、超声波功率为400W的条件下,分别提取10、20、30、40、50min,冷却,过滤,将滤液定容至250ml测定吸光度值,研究提取时间对薄荷叶总黄酮提取率的影响。

1.2.3　正交试验 在单因素试验基础上,选取乙醇体积分数、料液比、超声波功率和提取时间4个因素,每个因素3个水平,进行L9(34)正交试验,以黄酮得率为考察指标,优化从薄荷叶中提取总黄酮的工艺。各因素与水平设计见表1。

1.2.4　总黄酮含量的测定

1.2.4.1　芦丁标准曲线的绘制 准确称取于105℃下烘至恒重的芦丁标准试剂0.030 9g,用60%乙醇溶解,并完全转入50ml容量瓶中,用60%乙醇定容至刻度,摇匀,得0.618mg/ml的芦丁标准溶液。分别吸取上述芦丁标准溶液0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0ml于7支10ml比色管中,分别加入60%乙醇至约5ml,再加入0.3ml 5%NaNO2溶液,摇匀,静置5min后加入0.3ml 10%Al(NO3)3溶液,摇匀,静置6min后再加入4.0ml 1mol/LNaOH溶液,摇匀,用60%乙醇定容至刻度,静置15min后在波长510nm处测定吸光度值,用空白试剂作参比。以吸光度值(y)对芦丁标准溶液浓度(g)作图,用最小二乘法进行线性回归,得线性回归方程:y=10.105x–0.025,r= 0.996 6,表明芦丁标准品溶液浓度在0～ 0.18mg/ml范围内与吸光度值呈良好的线性关系。

1.2.4.2　含量测定 吸取2ml待测溶液于10ml比色管中,按照“1.2.4.1”的相应步骤操作,测定吸光度值,根据得到的线性回归方程,计算每毫升提取液中总黄酮含量,再换算成每克干薄荷叶粉中的总黄酮量,并计算总黄酮得率。3次重复,取平均值。计算公式为:总黄酮含量(mg)=Ctimes; 10times; 250/2总黄酮得率=(总黄酮含量/薄荷叶粉末质量)times; 100%式中,C为由标准曲线计算得到的总黄酮浓度(mg/ml);10为测试定容体积(ml);250为待测液总体积(ml);2为测试液体积(ml)。

1.2.5　·OH清除率的测定 将按最佳工艺得到的乙醇提取液定容至250ml,测定其对·OH的清除率;以蒸馏水代替乙醇进行提取,得到水提取液,定容至250ml,测定其对·OH的清除率。取5根50ml比色管,依次加入2mmol/LFeSO43.0ml、1mmol/LH2O23.0ml,摇匀,再加入6mmol/L水杨酸3.0ml,摇匀,在37℃下水浴15min,取出,在波长510nm处测定吸光度值A0(空白)。分别向5根比色管中加入0.2、0.4、0.6、0.8、1.0ml已知浓度的黄酮提取液,再分别加入0.8、0.6、0.4、0.2、0ml水,摇匀,再在37℃下水浴15min,取出,测得吸光度值Ax。平行测定3次,计算清除率。其计算公式为:·OH清除率(%)=(Ax-A0)divide;Axtimes; 100%式中,Ax为反应体系原来的吸光度,A0为加入提取液后的吸光度。

2　结果与分析

2.1　单因素试验

2.1.1　乙醇体积分数对薄荷叶中总黄酮提取率的影响 由图1可知,随着乙醇体积分数的增加,总黄酮的提取率开始逐渐增加,但当乙醇体积分数超过40%时,总黄酮的提取率反而降低。这可能是由于一些醇溶性杂质、色素等成分溶出量增加,这些成分与黄酮类化合物竞争,同乙醇—水分子结合,从而导致黄酮类化合物的提取量下降。故乙醇体积分数以40%为宜。

2.1.2　料液比对薄荷叶中总黄酮提取率的影响 由图2可知,料液比在1∶20时,可以达到较好的提取效果,继续增大乙醇用量,总黄酮提取率反而下降,当乙醇用量大于30ml时,总黄酮提取率变化甚微。在实际操作中,当溶剂用量过小时,提取液偏少,不利于过滤分离;当溶剂用量过大时,耗能过多,会增加成本。故料液比以1∶20为宜。

2.1.3　超声波功率对薄荷叶中总黄酮提取率的影响 由图3可知,当超声波功率le; 400W时,薄荷叶中总黄酮提取率随着超声波功率增大而增加,当超声波功率为400W时,提取率最大;但是当超声功率gt; 400W时,薄荷叶总黄酮提取率随着超声波功率增大而减少。这是因为超声波功率的增大会增加细胞的破碎程度,从而增加总黄酮的溶出量,但是超过一定的功率,产生的空化效应会增强,不利于总黄酮的溶出。故超声波功率以400W为宜。

2.1.4　提取时间对薄荷叶中总黄酮提取率的影响 由图4可知,提取时间为10～ 40min时,随着提取时间的增加,薄荷叶中总黄酮的提取率逐渐增加,但超过40min后,提取率反而呈下降趋势。这可能是因为处理时间过长,薄荷叶中蛋白会变性,对黄酮产生吸附作用,从而降低提取率。故提取时间以40min为宜。

2.2　正交试验结果　由表2可知,各因素对薄荷叶中总黄酮提取率的影响表现为∶料液比(A)gt;超声波功率(B)gt;提取时间(C)gt;乙醇体积分数(D),最佳组合为A3B2C2D2,即薄荷叶中总黄酮提取的最佳工艺条件为:料液比1∶30,超声波功率400W,提取温度50℃,提取时间40min,乙醇体积分数40%。在此优化条件下,测得薄荷叶中总黄酮的含量为65.81mg/g,提取率为6.58%。

2.3　薄荷叶提取液对·OH的清除作用

2.3.1　水提取液对·OH的清除作用 由图5可知,相同条件下提取的黄酮类化合物,对·OH的清除率随着用量的增大而增大,最高清除率达到44.23%。

2.3.2　乙醇提取液对·OH的清除作用 由图6可知,40%乙醇提取液对·OH的清除率随着黄酮类化合物用量的增加先缓慢上升后持续快速下降。这可能是因为乙醇中醇羟基的存在影响了黄酮对·OH的清除,所以随着乙醇用量的增加,虽然黄酮含量增加了,但对·OH的清除率却减小了。

3　结论与讨论

3.1　薄荷叶中总黄酮提取工艺的优化　该研究结果表明,利用超声波协同乙醇提取薄荷叶中黄酮类物质的方法是可行的,得到的最佳提取工艺参数为:乙醇体积分数40%,料液比1∶30,提取温度50℃,超声波功率400W,提取时间40min。在此优化条件下,提取得到薄荷叶中总黄酮的含量为65.81mg/g,提取率为6.58%。这远高于半边旗(3.13%)[8]和苦瓜(1.26%)[9]中总黄酮的含量,但低于乌毛蕨(17.53%)[7]中总黄酮的含量。由于薄荷适应性很强,在海拔2 100m以下,阳光充足地区,都可以栽培。所以薄荷叶作为黄酮类物质提取的原料,可以有充足的资源保障。

3.2　薄荷叶提取液对·OH的清除作用　参照Fenton反应的方法建立反应体系模型。H2O2与二价铁离子混合后产生·OH,·OH具有很高的反应活性,存活时间短,但在反应体系中加入水杨酸,能有效地捕捉·OH并产生有色产物。该产物在波长510nm处有强吸收,若加入具有清除·OH功能的被测物,便会与水杨酸竞争·OH,从而使有色产物的生成量减少。因此采用固定时间反应法,在510nm处测量含被测物反应液的吸光度值,并与空白液比较,便能测定被测物对·OH的清除作用。37.0℃是人的正常体温,选择此温度下进行研究,主要是考虑到提取功能成分黄酮的目的是把其提取液作为人类功能食品的一种添加物。该研究选取薄荷叶的水提取液(黄酮含量5.64%)和40%乙醇提取液(黄酮含量6.58%)分别对·OH进行清除,发现薄荷叶黄酮的水提取液对·OH有明显的清除作用,且清除效果随着提取液用量的增加而增大。薄荷叶提取物中总黄酮含量较高,且具有较强的清除·OH的能力,加之薄荷叶既可以生食,也可以干制,可以满足人们日益增长地对绿色抗衰老食品的需求,因此薄荷资源具有较大的开发利用价值和广阔的应用前景。　

参考文献

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[2]梁呈元,李维林,张涵庆,等.薄荷化学成分及其药理作用研究进展[J].中国野生植物资源,2003,22(3):9- 11.

[3]宋魁,谭勇,龚昌禄,等.天然香料植物————薄荷[J].现代农业科技,2009(1):105- 106.

[4]毛根年,许牡丹.功能食品生理特性与检测技术[M].北京:化学工业出版社,2005:557- 559.

[5]文镜,贺素华,杨育颖,等.保健食品清除自由基作用的体外测定原理与方法[J].食品科学,2004,25(11):190- 195.

[6]徐向荣,王文华,李华斌.羟自由基的测定方法[J].中国卫生检验杂志,1997,7(5):311- 313.

[7]丁利君.微波协同提取乌毛蕨黄酮及其抗氧化研究[J].广东化工,2006,33(1):33- 35.

[8]丁利君.微波辅助

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