作者:张毅
大量研究证明,毛竹挥发油具有抗氧化、清除自由基、抗菌作用及杀虫等功能。目前对于低含量植物挥发油的提取,国内外多采用水蒸气蒸馏、超声波萃取、水蒸气同时蒸馏、超临界萃取等不同方法,对毛竹挥发油采用微波提取的研究还没有相关报道。
以毛竹为原料,采用微波提取方法,以得油率为指标得到微波提取毛竹挥发油的最佳提取工艺,检测毛竹挥发油的抗氧化能力。为毛竹的开发利用提供理论依据,同时为寻找天然高效的抗氧化剂拓宽范围。
1 材料与方法
1.1 主要材料与设备
201 3年9月毛竹(Phyllostachys heterocylacvlPubescens)竹叶采自南京市植物园,晒干后粉碎机粉碎,10~20目,然后装入塑料袋备用;无水乙醇(分析纯):深圳市吉田化工有限公司;石油醚(分析纯):昆明权铭经贸有限公司;A2168抗坏血酸( USP):斯百全化学(上海)有限公司;DPPH:Sigma公司。
YHG-9249A型电热恒温鼓风干燥箱:上海姚氏仪器设备厂;30B中药粉碎机:常州市久川干燥设备有限公司;Evolution 300 BB型分光光度计:英国;HH-4数显恒温水浴锅:常州国华电器有限公司;TGL-20B高速台式离心机:上海安亭科学仪器厂;ZN17-CS1型超声-微波协同萃取仪:北京中诺远东科技有限公司。
1.2方法
1.2.1毛竹的处理
称取Ag毛竹粉,加入石油醚,微波处理。抽滤,在通风橱中50℃~70 ℃水浴蒸发,于55℃烘箱干燥,30 min,冷却至恒重称量得B g。相同条件下重复3次,取平均值。计算得油率,代入式(1)。
提取率=B/A×100% (1)
1.2.2单因素试验
准确称取毛竹粉30.00 g,加入提取剂后用保鲜膜封口。其他条件不变,研究微波提取的处理时间、功率和液料比值对毛竹挥发油提取率的影响。
1.2.3正交试验
根据单因素试验结果,以微波处理时间、功率、液料比值三个因素为变量,进行L9(34)正交试验。
1.2.4 DPPH体外清除试验
将提取产物用无水乙醇稀释成2,4,6,8和10mg/m L溶液。各浓度取2 m L,分别加入2 m L 0.000 2g/m L DPPH溶液,避光反应20 min后在517 nm处测吸光度。用蒸馏水将抗坏血酸配成同浓度溶液作为对照,蒸馏水为空白对照。做3次平行试验,计算清除率[9-101。
清除率:(1-(A1-A2)/A3)×100% (2)
式中:A1-----2 m L样品+2 m L DPPH混合溶液的
吸光度;A2------2 m L样品+2 m L无水乙醇的吸光度;
A3-------2 m L蒸馏水+2 m L DPPH溶液的吸光度。
1.2.5脂质过氧化试验
卵磷脂体系的脂质过氧化试验设计,测得吸光度,计算抑制率。
2结果与分析
2.1不同液料比值对毛竹挥发油提取率的影响
微波频率为700 W,间歇辐射150 s时,研究液料比值分别为2,3,4,5,6和7 m L/g时,液料比值对毛竹挥发油提取率的影响,所得结果如图1所示。
由图1可知,液料比值小于5 m L/g时,毛竹挥发油提取率随液料比值的增加而增加,当液料比值从5增加到7时,毛竹挥发油提取率随液料比值的增加而减少。分析可能是在液料比值小于5 m L/g时,溶质与溶剂未达饱和,毛竹挥发油提取率正比例增加。饱和点时提取率最高,过饱和后提取率降低。所以选取液料比值为5 m L/g。
2.2提取时间对毛竹挥发油提取率的影响
微波频率为700 W,液料比值为5 m L/g,研究间歇辐射分别为90,120,150,180和210 s时,时间对毛竹挥发油提取率的影响,所得结果如图2所示。
由图2可知,微波时长90~150 s,提油率上升,150~210s提油率下降。分析可能是经微波处理后,毛竹挥发油被有机溶剂溶解,达到动态平衡前提油率呈上升趋势,动态平衡后再增大提取时间,挥发油中的易挥发成分受破坏,提油率有所下降,因此选取最佳提取时间应为150 s。
2.3不同功率对毛竹挥发油提取率的影响
微波时长为150 s,液料比值为5 m L/g,研究功率分别为100,200,300,400,500,600和700 W时,功率对毛竹挥发油提取率的影响,所得结果如图3所示。
由图3可知,微波功率100~600 W时,提油率上升,700 W时,提取率略有下降。分析可能是随着微波功率增大,毛竹挥发油从细胞内浸出增多。功率过高,破坏油脂的稳定性,因此,最佳功率应选取600 W。
2.4正交试验
由表1可知,影响微波提取率的因素顺序依次是:液料比值>时间>功率。提取的较佳工艺是:液料比值4.5 m L/g、时间150 s、功率650 W,得油率达3.36%。
由表2可知,液料比值的p( PA≤0.05)显著,说明液料比值对微波法提取毛竹挥发油有显著影响,而时间与功率对提油率无显著影响。
2.5 毛竹挥发油体外清除DPPH试验结果
由图4可知,2~8 mg/m L的毛竹挥发油,对DPPH体外清除率随着浓度上升而上升,8~10 mg/m L的毛竹挥发油,对DPPH体外清除率随着浓度上升而下降,因此8 mg/m L为最佳浓度,清除率达93.95%,优于VC的抗氧化能力。
2.6卵磷脂体系的脂质过氧化试验
由图5可知,浓度为2~8 mg/m L范围内,清除率逐渐增大,当浓度大于8 mg/m L时,呈现下降趋势。分析可能是在2~8 mg/m L浓度时,铁离子是主要影响因素,所以抑制率呈现增长的趋势。氧化一旦开始,除了铁离子还有其他的影响因素诱发油脂氧化。
3结论与讨论
通过单因素及正交试验结果表明,微波法提取毛竹油的较佳工艺条件为液料比值4.5 m L/g、提取时间150s、功率650 W,主要影响因素为液料比值。微波法提取的毛竹挥发油有较好的清除DPPH能力;同时,微波法对脂质过氧化有明显的抑制作用,抑制率均大于70%,且微波法提取的毛竹挥发油抗脂质体过氧化能力优于抗坏血酸。结合DPPH清除试验与卵磷脂体系的脂质过氧化试验结果,可得出微波法提取的毛竹油具有较好的抗氧化能力。
虽然微波法具有高效、设备简单、操作简便等特点,但在对样品处理过程中温度区域变化大,进而对油的稳定性、易挥发性成分产生影响,可能会给试验结果带来一定误差。
4摘要 采用微波提取法毛竹挥发油,对液料比值、处理时间和微波功率进行单因素及正交试验,得出最佳提取条件,并对毛竹挥发油进行抗氧化研究。结果表明,液料比值、微波处理时间和微波功率对得油率的影响依次减弱;毛竹挥发油提取的最佳条件为:时间150 s、液料比值4.5 m L/g\微波功率650 W,按此条件得油率达3.36%;抗氧化试验表明微波法提取的毛竹挥发油抗氧化能力优于VC。
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