苘麻叶挥发油和黄酮的同步提取及黄酮抗氧化活性研究

发布时间：2020-04-23 14:32

【摘要】：苘麻(Abution theophrasti Medic.),锦葵科苘麻属一年生亚灌木状草本植物,广泛分布于我国各地。全株富含有多种生物活性成分。挥发油和黄酮类物质是苘麻叶中主要的次生代谢产物,具有潜在的开发价值。本文以苘麻叶为原料,采用低共熔溶剂作为提取溶剂,超声微波辅助同时蒸馏提取技术(DES-UMASDE)对苘麻叶中挥发性成分(挥发油,EOs)及非挥发性黄酮化合物(槲皮素,QU;山奈酚,KA;异鼠李素,IS)的同步提取工艺进行优化,得出最佳的提取条件;并利用强酸型阳离子交换树脂及大孔吸附树脂对低共熔溶剂提取液中目标黄酮成分进行催化转化、富集分离,同时探究其抗氧化活性。本论文的研究结果为合理开发和利用苘麻资源提供有力的理论依据和技术支持。1.首次利用低共熔溶剂超声微波辅助同时蒸馏萃取技术(DES-UMASDE)对苘麻叶中挥发油(EOs)及槲皮素(QU)、山奈酚(KA)、异鼠李素(IS)3种主要黄酮化合物进行同步提取,通过单因素试验及Box Behnken设计(BBD)联合响应面分析对实验条件进行优化,并采用GC-MS对苘麻叶中挥发油的成分进行定性分析。优化的提取工艺条件如下:低共熔溶剂的筛选:氯化胆碱-乳酸,摩尔比1:2,含水量20%。BBD设计及响应面分析得到最佳提取条件:超声功率:50 W,液固比:31 mL/g,提取时间:12 min,微波功率:518 W。在最佳DES-UMASDE的提取条件下,槲皮素(QU)、山奈酚(KA)、异鼠李素(IS)的得率分别为1.65±0.05,1.82±0.08,1.21±0.06 mg/g;分别是乙醇热回流提取法(E-HRE)所获得的1.02,1.14和1.05倍。3种黄酮化合物的提取平衡时间与低共熔溶剂微波辅助提取法(DES-MAE)、低共熔溶剂超声波辅助提取法(DES-UAE)、乙醇超声波辅助提取法(E-UAE)、乙醇热回流提取法(E-HRE)相比分别低于36.2%、49.6%、61.8%、66.4%。DES-UMASDE对苘麻叶中3种主要黄酮化合物的提取效果具有明显的优势。挥发油在最佳DES-UMASDE的提取条件下得率为0.184±0.008%,是水蒸气蒸馏提取法(HDE)的1.41倍。提取平衡时间低于低共熔溶剂微波辅助同时蒸馏提取法(DES-MASDE)、水蒸气超声微波辅助同时蒸馏提取法(W-UMASDE)、水蒸气微波辅助同时蒸馏提取法(W-MASDE)及HDE的36.2%、49.6%、50.5%及70.8%。对DES-UMASDE与水蒸气蒸馏提取法(HDE)两种方法获得的苘麻叶挥发油进行GC-MS色谱对比分析,结果表明:两种方法所得挥发油的主要成分基本相同。与HDE相比较,DES-UMASDE所获得挥发油的提取率最高,且又没显著改变挥发油的成分。因此,DES-UMASDE作为新颖的提取方法有望应用于其他植物中挥发性及非挥发性活性成分的同步提取。2.利用阳离子交换树脂催化苘麻叶提取液中主要黄酮化合物的水解转化,选用NKC-9、D061、D072、DLT、D113和D151 6种型号的离子交换树脂进行实验研究,结果表明,6种不同型号的离子交换树脂均具有良好的催化转化效果,其中NKC-9型离子交换树脂的转化效果最好,且与酸水解法相比较,突出了绿色化学的优势。3.利用大孔吸附树脂对阳离子交换树脂转化后的提取液中槲皮素(QU)、山奈酚(KA)和异鼠李素(IS)进行高效快速的富集分离。选取HP20、AB-8、HPD400、X-5、D101和NKA-9 6种不同型号的大孔吸附树脂进行富集分离,结果显示,以上6种大孔吸附树脂对3种黄酮化合物均具有良好的富集分离效果,且以AB-8型大孔吸附树脂富集分离的效果最好,对槲皮素(QU)、山奈酚(KA)和异鼠李素(IS)的回收率分别达到了78.92%、86.34%和82.66%。对不同大孔吸附树脂富集得到的总黄酮化合物进行了体外抗氧化活性研究,实验结果显示,FRAP实验测定值为1.025 mmol FeSO_4/g;ABTS实验中,测定的TEAC值为0.437 mmol Trolox/g;总黄酮醇苷的含量达到26.2mg/g,AB-8型树脂富集后的总黄酮化合物抗氧化活性最强,DPPH自由基清除率高达83.6%,略低于Vc(95.7%),IC_(50)值为0.90 mg/m L。
【图文】：

示意图,烧瓶,微孔过滤膜,冷水浴

冷凝装置打开。提取实验结束后, 烧瓶（Ⅱ）中的有机溶剂被收集并用无水硫钠过夜干燥。过夜后的溶剂利用旋转蒸发仪在低压的条件下被移除从而获得挥发油， 4 ℃黑暗中密封保存，备用于气相色谱-质谱联用（GC-MS）分析。烧瓶（Ⅰ）中的取液利用冷水浴迅速冷却到室温后定量，离心，通过孔径 0.45 μm 微孔过滤膜过滤，用于高效液相色谱（HPLC）分析检测。实验装置示意图如图 2-1。

低共熔,挥发油,溶剂种类,黄酮

熔溶剂进行优化，结果如图 2-2 所示。如图可见：使用氯化胆碱-乳酸组合作为提取溶剂对苘麻叶中 4 种目标化合物（挥发油，EOs、槲皮素，QU、、异鼠李素，，IS）的提取效果最好。很可能是因为在相同的超声—微波提化胆碱-乳酸组成的低共熔溶剂粘度较小，扩散率较大，液体的流动性较物质更好的从样品材料的孔隙中渗透出来，实现挥发油和黄酮化合物（槲异鼠李素）更好的提取。因此，氯化胆碱-乳酸被选作为最佳的提取溶剂。
【学位授予单位】：东北林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R284.2

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