玉米須總皂苷提取方法比較研究*

蘇 箐，李曉燕

(河南城建學(xué)院化學(xué)與材料工程學(xué)院，河南平頂山467036)

玉米須(Corn silk)為禾本科玉蜀植物玉米干燥的花柱和柱頭。大量研究表明，玉米須含多種對(duì)人體有益的化學(xué)成分，其含皂苷3.18%、脂肪油2.5%、揮發(fā)油0.12%、樹膠樣物質(zhì)3.8%、樹脂2.7%、苦味糖苷1.15%，現(xiàn)代藥理研究表明，玉米須有利尿、降壓、促進(jìn)膽汁分泌、增加血中凝血酶和加速血液凝固等作用［1-3］。

經(jīng)過大量的研究報(bào)告證實(shí)，玉米須總皂苷有一定的降糖作用，降糖效果明顯，對(duì)預(yù)防和治療糖尿病起到一定的作用［4-6］。目前，對(duì)玉米須總皂苷提取方法以有機(jī)溶劑浸提法、微波和超聲波提取法為主［7-8］，李華［9］等曾對(duì)大豆皂苷不同提取工藝進(jìn)行比較研究，確定最佳提取方法，但針對(duì)于玉米須總皂苷的提取法，文獻(xiàn)涉及到的大部分是有機(jī)溶劑浸提法，微波法和超聲法還未提及。本文通過對(duì)溶劑浸取法、微波法和超聲法等三種提取方法進(jìn)行比較，以期為工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用提供借鑒與參考。

1 材料與儀器

1.1 材料

玉米須，取自河南平頂山市郊區(qū)，水洗、干燥后，粉碎過40目篩，保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 試劑

齊墩果酸標(biāo)準(zhǔn)品，中國藥品生物制品檢定所。香草醛、高氯酸等化學(xué)試劑均為分析純。

1.3 儀器

DL超聲波發(fā)生器(浙江海天電子儀器廠)，DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器(河南智誠科技發(fā)展有限公司);SHZ-D循環(huán)水式真空泵，鞏義市英峪予華醫(yī)療器械廠;RE52A旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(上海亞榮生化儀器廠);FA2204B電子天平(上海精密科學(xué)儀器有限公司);XH-100A微波萃取儀(北京西化儀科技有限公司);752N紫外分光光度計(jì)(上海精密科學(xué)儀器有限公司)。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 玉米須總皂苷含量的測(cè)定

稱取齊墩果酸13.7 mg，置于50 mL容量瓶中，加入甲醇溶解并定容至刻度，搖勻，作為標(biāo)準(zhǔn)溶液。吸取標(biāo)準(zhǔn)溶0.2 mL、0.4 mL、0.6 mL、0.8 mL、1.0 mL、1.2 mL、1.4 mL、1.6 mL、1.8 mL 置于潔凈的具塞試管中，揮盡甲醇，分別加入2 mL 5%的香草醛－冰乙酸溶液，再加入高氯酸8 mL，搖勻，60℃水浴條件下加熱15 min，取出冰浴5 min，加入5 mL冰乙酸，搖勻，以不加標(biāo)準(zhǔn)品溶液的平行樣為空白，于540 nm處作紫外掃描，測(cè)吸光度。采用直線回歸法計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸方程，并以標(biāo)準(zhǔn)溶液的量為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得一元回歸方程C=26.201A－0.0021，相關(guān)系數(shù)r=0.9966。

2.2 樣品溶液的測(cè)定

精密吸取玉米須皂苷提取液1 mL，按2.1方法處理并于540 nm處測(cè)其吸光度，代入回歸方程計(jì)算總皂苷含量。

2.3 玉米須總皂苷提取率的計(jì)算

總皂苷提取率=總皂苷產(chǎn)率/總皂苷理論含量=(總皂苷產(chǎn)量/玉米須粉末總質(zhì)量×100)/4.05%

2.4 玉米須總皂苷的提取

2.4.1 溶劑浸提

根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，以乙醇濃度(A)、料液比(B)、提取溫度(C)和提取時(shí)間(D)為因素進(jìn)行正交試驗(yàn)，見表1。表2、表3正交試驗(yàn)極差分析結(jié)果顯示，各因素溶劑浸取提取玉米須總皂苷的提取率的影響大小順序?yàn)锽＞A＞C＞D，即料液比對(duì)玉米須總皂苷的純化效果影響最大，其次為乙醇濃度和提取溫度，影響最小的因素為提取時(shí)間。通過正交試驗(yàn)，根據(jù)各個(gè)因素的最大均值得出最佳提取條件:溶劑為60%乙醇，提取溫度為70℃，最佳提取條件為:A2B2C3D3，即乙醇濃度60%，料液比1∶40 mL，反應(yīng)溫度70℃，提取時(shí)間70 min。

表1 因素水平表

表2 L9(34)正交試驗(yàn)結(jié)果

表3 方差分析結(jié)果

2.4.2 微波法

提取根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以乙醇濃度(A)、料液比(B)、微波溫度(C)和提取時(shí)間(D)為影響因素進(jìn)行正交試驗(yàn)，因素水平設(shè)計(jì)見表4。表5、表6正交試驗(yàn)極差分析結(jié)果顯示，各因素對(duì)玉米須總皂苷的提取率的影響大小順序?yàn)锽＞A＞C＞D。由表5可知，微波輔助提取玉米須總皂苷的最佳工藝為A2B2C3D2，即溶劑為60%乙醇，固液比1∶20、微波溫度50℃、微波時(shí)間10 min。

表4 因素水平表

表5 L9(34)正交試驗(yàn)結(jié)果

表6 方差分析表

2.4.3 超聲法提取

根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，以反應(yīng)溫度(A)、固液比(B)、超聲功率(C)和超聲時(shí)間(D)為影響因素進(jìn)行正交試驗(yàn)，因素水平設(shè)計(jì)見表7。表8、表9正交試驗(yàn)極差分析結(jié)果顯示，各因素對(duì)玉米須總皂苷的提取率的影響大小順序?yàn)锳＞C＞B＞D。由表8可知，微波輔助提取玉米須總皂苷的最佳工藝為A2B2C3D3，即溶劑為固液比1∶30、超聲溫度30℃、超聲功率600 W、超聲時(shí)間30 min。

表7 因素水平表

表8 L9(34)正交試驗(yàn)結(jié)果

表9 方差分析表

3 結(jié)果與討論

3.1 不同提取方法效果比較

玉米須皂苷的溶劑提取法、超聲法、微波法都能有效提取玉米須皂苷。從以上三種方法比較可以看出:有機(jī)溶劑浸提法提取率略高，但有機(jī)溶劑浸提法過程繁復(fù)、生產(chǎn)周期長、溶劑消耗大且回收困難，超聲法提取溫度較低，為40℃，有效避免了皂苷的破壞并防止玉米須中其他有效成分溶解，并且超聲法提取時(shí)間較短;從料液比來看，超聲法比溶劑浸提法節(jié)省溶劑用量。微波法提取率與超聲法相當(dāng)，所用提取時(shí)間較短。以上三種不同提取方法對(duì)比，超聲法和微波法提取相對(duì)簡單，提取率較高。

圖1 提取玉米須總皂苷的動(dòng)力學(xué)曲線

3.2 不同提取方法的提取動(dòng)力學(xué)特征對(duì)比

采用有機(jī)溶劑浸提法、超聲法、微波法(溶劑均為60%乙醇)，考察不同提取時(shí)間對(duì)提取液中玉米須總皂苷含量的影響，并繪制吸光度A隨時(shí)間變化的曲線。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表10，相應(yīng)動(dòng)力學(xué)曲線見圖1。

表10 三種提取方法的動(dòng)力學(xué)特性對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由圖1可知，不同提取方法的提取過程均處于非穩(wěn)態(tài)非平衡狀態(tài)，但過程特征不相同。溶劑浸提法提取率高于超聲法和微波法，但用時(shí)過長;在相同的實(shí)驗(yàn)條件下，微波提取的時(shí)間較短，提取速率較快，總皂苷的提取率較高;而超聲法的提取速率介于溶劑浸取法和微波法之間，超聲提取溫度較低，有機(jī)溶劑用量較少。

4 結(jié)論

有機(jī)溶劑浸提法提取玉米須，總皂苷得率較高，但實(shí)驗(yàn)時(shí)間較長，有機(jī)溶劑用量較大;微波和超聲法試驗(yàn)相對(duì)簡單，實(shí)驗(yàn)時(shí)間較短、溫度較低、提取速率較快。從生產(chǎn)角度考慮，采用超聲法和微波法節(jié)省了成本，提高了收率，因此利用外力場(chǎng)技術(shù)提取玉米須總皂苷有獨(dú)特的優(yōu)越性，值得推廣。

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