玉米须黄酮的超声波辅助提取工艺

江苏农业科学２０１２年第４０卷第９期　－－——２６９－－——　罗登宏，周桃英．玉米须黄酮的超声波辅助提取工艺［Ｊ］．江苏农业科学，２０１２，４０（９）：２６９—２７１　玉米须黄酮的超声波辅助提取工艺　罗登宏，周桃英　（黄冈职业技术学院生物系，湖北黄冈４３８００２）　摘要：采用超声波法对玉米须黄酮进行提取，通过单因素试验及正交试验确定玉米须黄酮最佳提取工艺：乙醇浓　度６５％，料液比１　ｇ：２５　ｍＬ，超声温度６０℃，超声时间３０　ｍｉｎ。此工艺下所得玉米须黄酮提取率为１．４８％。　关键词：黄酮；玉米须；超声波法　＊Ｉｔｌｆｆ类号：Ｒ２８４．３　文献标志码：Ａ　文章编号：１００２—１３０２｛２０１２｝０９—０２６９—０２　玉米须为禾本科植物玉蜀黍ｚｅａ　ｍａｙｓ）的花柱和柱头，　乙醇。　它是我国传统的中药材，含有多种化学成分，如黄酮类、挥发　１．４标准曲线的制备　油、皂苷、生物碱、多聚戊糖、尿囊素、有机酸等¨］。药理学研　精确称取１０　ｍｇ芸香苷标准品烘干至恒重，用６０％乙醇　究表明，玉米须提取物具有抗氧化、抗菌、抗肿瘤、降血糖、利　溶液溶解，定容至５０　ｍＬ，摇匀即得浓度为０．２　ｍｇ／ｍＬ芸香苷　尿、抗尿路结石形成、降血压等多种药理作用；同时，对血液病　标准品溶液。精确吸取芸香苷标准品溶液０．０．５、１．０、１．５、　和肝病也有一定治疗作用　。黄酮类化合物是玉米须的主　２．０、２．５、３．０　ｍＬ，分别置于１０　ｍＬ具塞试管中，用５０％乙醇　要活性成分。目前常用的黄酮类化合物提取方法有溶剂提取　补充至５　ｍＬ，再分别加入０．３　ｍＬ５％亚硝酸钠溶液，混匀，放　法、微波提取法、超声波提取法、酶解法、超临界流体萃取法　置６　ｍｉｎ后分别加入０．３　ｍＬ　１０％硝酸铝溶液，混匀，６　ｍｉｎ后　等。近年来，超声波以其促进反应的高效性、强选择性、操作　分别加入４　ｍＬ４％氢氧化钠溶液，混匀，用体积分数为５０％　简便、副产物少、产率高及产物易于提纯等优点，被广泛用于　的乙醇标定至刻度线，放置１５　ｍｉｎ，在波长５１０　ｎｌＴＩ处测定吸　提取天然产物。超声波能有效破碎细胞壁或者包埋结构的外　光度　，以吸光度Ｄ为纵坐标，对照品溶液的浓度ｃ为横坐　层，改变物质扩散，释放内容物，从而提高提取率　。本研究　标，用最小二乘法作线性回归，得回归方程Ｄ＝１０．８１Ｃ一　以乙醇为提取溶剂，以玉米须黄酮提取率为指标，通过单因素　０．０６８，相关系数ｒ＝０．９９８。　试验与正交试验，研究超声波法提取玉米须黄酮的最佳工艺，　１．５　玉米须黄酮提取率的测定　旨在为开发利用玉米须提供理论依据。　取０．２　ｍＬ玉米须提取液，按标准曲线制备方法进行操　１材料与方法　作、显色，测定吸光度，按回归方程计算样品中黄酮浓度，再由　下式计算提取率：　１．１材料　Ｅ：　×１００％　玉米须于２０１１年９月采集于湖北省黄冈市郊区，取其中　ｍ　下部。将样品自然风干后置于恒温干燥箱中，８Ｏ℃烘６—８　ｈ　式中：Ｅ代表玉米须黄酮提取率（％）；Ｃ代表黄酮浓度　至恒重，磨成粉末，石油醚脱脂后干燥保存，备用。芸香苷标　（ｍｇ／ｍＬ）；ｎ代表稀释倍数；Ｖ代表提取液体积（ｍＥ）；ｍ代表　准品购于中国药品生物制品检定所。乙醇、ＮａＮＯ：、　玉米须粉末质量（ｍｇ）。　Ａ１（ＮＯ，）　ＮａＯＨ等试剂均为市售分析纯。水为双蒸水。　２结果与分析　１．２仪器　ＫＱ５２００Ｂ型超声波清洗器（昆山超声仪器有限公司）；　２．１单因素试验　ＵＶ一１６０Ａ紫外可见分光光度计（日本岛津公司）；ＲＥ５２ＣＳ　２．１．１　乙醇浓度对玉米须黄酮提取率的影响称取５．０　ｇ　旋转蒸发仪（上海荣生仪器厂）；ＳＨＢ—ＩＩＩ循环水式多用真空　玉米须粉末，按料液比１　ｇ：２０　ｍＬ分别加入５０％、６０％、　泵（郑州长城科工贸有限公司）；粉碎机（江阴市伟翔药化机　７０％、８０％、９０％的乙醇溶液，浸泡４　ｈ；然后在５０℃条件下超　械厂）。　声提取３０　ｍｉｎ，测定黄酮提取率，结果见图１。图１表明，随　Ｉ．３超声波法提取玉米须黄酮　着乙醇浓度的提高，提取率先增后减，当浓度到达７０％时，提　称取５．０　ｇ玉米须粉末，按一定的料液比加入不同浓度　取率达到最大，而后逐渐降低。这可能是由于随着乙醇浓度　乙醇溶液，浸泡４　ｈ；然后在超声波清洗器中超声处理一定时　的增大，叶绿素等脂溶性物质的溶出量也随之增多，不利于黄　间，真空抽滤，弃滤渣，将滤液用旋转蒸发器减压浓缩，回收　酮的提纯　。　２．１．２固液比对玉米须黄酮提取率的影响称取５．０　ｇ玉　收稿日期：２０１２－０１一ｌ５　米须粉末，分别按１：１０、１：２０、１：３０、１：４０、１：５０的料液　作者简介：罗登宏（１９６５一），男，湖北黄冈人，副教授，从事新型食品　比（ｇ：ｍＬ）加入７０％乙醇溶液，浸泡４　ｈ；然后５０℃条件下超　开发研究工作。Ｅ—ｍａｉｌ：ｈｇｚｙｌｄｈ＠ｈｇｐｕ．ｅｄｕ．ｃｎ。　声提取３０　ｍｉｎ，测定黄酮提取率，结果见图２。图２表明，随着　通信作者：周桃英，副教授。Ｅ—ｍａｉｌ：ｚｈｏｕｔａｏｙｉｎｇ＠１６３．ｃ０ｍ。　料液比的加大，提取率逐渐增加，当料液比超过ｌ　ｇ：２０　ｍＬ时，　－———２７０・－——　江苏农业科学２０１２年第４０卷第９期　＾ｏ／ｏ）褂盛　蕊３萋｝　２　ｌ　１　０　０　Ｏ　６　２　８　４　Ｏ　５０　６Ｏ　７Ｏ　８０　９Ｏ　乙醇浓度（％）　图１　乙醇浓度对玉米须黄酮提取率的影响　提取率变化不大。这可能是由于一定的料液比已将黄酮化合　物基本溶出，再增大料液比，黄酮化合物的溶出量变化不　大　；另外料液比过大不但会增加溶剂的用量，而且会增大　去除溶剂所需负荷。从提取效果、减少溶剂用量等方面综合　考虑，溶剂用量不宜过大。　２．０　１．６　瓣１．２　釜　Ｏ．８　匾　瓤０．４　０　１：１０　１：２０　１：３０　ｌ：４０　１：５０　料液Ｖｄ（ｇ：ｍＬ）　图２　固液比对玉米须黄酮提取率的影响　２．１．３超声温度对玉米须黄酮提取率的影响称取５．０　ｇ玉　米须粉末，按料液比１　ｇ：２０　ｍＬ加入７０％乙醇溶液，浸泡　４　ｈ，然后分别在４０、５Ｏ、６Ｏ、７０、８Ｏ℃条件下超声提取３０　ｍｉｎ，　测定黄酮提取率，结果见图３。图３表明，随着超声温度的提　高，提取率先增后减，当超声温度到达６０℃时，提取率达到最　大，而后逐渐降低。这可能是因为温度升高，分子运动速度加　快，黄酮化合物更容易从细胞中转移到溶质中，但是温度过　高，一些黄酮类化合物被破坏；另外温度过高容易造成溶解挥　发损失，从而影响总黄酮含量的测定　Ｊ。　蠡　覆　超声温度（ｏｃ）　图３　超声温度对玉米须黄酮提取率的影响　２．１．４超声时间对玉米须黄酮提取率的影响称取５．０　ｇ　玉米须粉末，按料液比１　ｇ：２０　ｍＬ加入７０％乙醇溶液，浸泡　４　ｈ，然后在６０℃条件下分别超声提取ｌ０、２０、３０、４０、５０　ｒａｉｎ，　测定黄酮提取率，结果见图４。图４表明，随着超声时间的延　长，提取率先增后减，当超声时间到达３０　ｍｉｎ时，提取率达到　最大，而后逐渐降低。这可能是因为提取时间太长，一些热敏　感组分会被破坏，此外溶剂挥发导致乙醇体积分数降低，从而　使总黄酮含量下降。　褂　甾　蕊　：Ｉ｝《　超声时间（ｍｉｎ）　图４超声时间对玉米须黄酮提取率的影响　２．２正交试验　在单因素试验的基础上，选用乙醇浓度、料液比、超声温　度、超声时间为考察因素，进行正交试验，以玉米须黄酮提取　率为指标，得出超声提取工艺的最佳组合，试验设计见表１，　结果见表２。研究表明，影响玉米须黄酮提取率的因素依次　为料液比＞乙醇浓度＞超声时间＞超声温度；由表２可以看　出，玉米须黄酮提取的最佳工艺为Ａ　Ｂ，Ｃ：Ｄ：，即乙醇浓度　６５％，料液比１　ｇ：２５　ｍＬ，超声温度６ｏ℃，超声时间３０　ｍｉｎ。　按以上组合重新进行验证试验，获得玉米须黄酮提取率为　１．４８％，高于表２中的提取率。故此组合可认为是玉米须黄　酮的最佳提取工艺条件。　表１玉米须黄酮提取正交试验设计　３结论　本研究采用单因素试验和正交试验对玉米须黄酮的超声　提取条件进行了优化。结果表明，超声波法提取玉米须黄酮　的最佳工艺为乙醇浓度６５％，料液比１　ｇ：２５　ｍＬ，超声温度　６０℃，超声时间３０　ｍｉｎ。此工艺下所得玉米须黄酮提取率为　１．４８％。利用超声波技术提取玉米须黄酮具有提取率较高、　（下转第２７１页）　江苏农业科学２０１２年第４Ｏ卷第９期　一２７１一　王北艳，殷奎德．转觑抗虫基因水稻生物安全性探讨［Ｊ］．江苏农业科学，２０１２，４０（９）：２７１—２７３　转　抗虫基因水稻生物安全性探讨　王北艳。殷奎德　（黑龙江八一农垦大学生命科学技术学院，黑龙江大庆１６３３１９）　摘要：随着商业化转　基因水稻的推广和应用，其对生态系统造成的潜在危害日益引起人们的重视。本文综述　了转　抗虫基因水稻在食品安全方面和生态安全方面（土壤微生物群落及酶活性、非靶标生物、害虫对转　基因水　稻的抗性）的潜在影响，以期为我国转肪基因水稻的环境安全管理和可持续发展提供科学依据。　关键词：转　基因水稻；食品安全；生态安全　中图分类号：￥５１１　文献标志码：Ａ　文章编号：１００２—１３０２（２０１２ｌ０９—０２７１—０３　转基因技术是指用人工方法将外源基因或ＤＮＡ导入受　体生物细胞中，使之稳定地整合、表达并遗传的综合技术…。　１食品安全方面　随着转基因技术的发展，转基因水稻成为研究热点。现已经　培育转基因水稻品种的最终目的是使转基因水稻进入市　获得抗虫、抗除草剂、抗病、抗逆境以及改良品质的转基因水　场，达到产业化生产，但能否实现此目标，很大程度上取决于　稻，但是转基因水稻的安全性问题还没得到完善解决。　它们的环境安全性和食品安全性，即关键要保证转基因水稻　水稻抗虫性改良的外源基因主要有苏云金杆菌杀虫结晶　对环境和消费者是无害和安全的　。王忠华等以克螟稻米　蛋白基因（Ｂｔ）、昆虫蛋白酶抑制剂（　）和植物凝集素基因　。　粉为材料进行口急性毒理试验和大鼠９０　ｄ喂养试验，确定转　其中，　基因是目前使用最广泛的抗虫基因，其作用机理是能　基因抗虫水稻稻米属无毒级。对蒸煮后的米饭进行　表达产生杀虫晶体蛋白（Ｂｔ杀虫蛋白）。Ｂｔ杀虫蛋白被靶标昆　ＥＬＩＳＡ检测，结果未检测到Ｂｔ杀虫蛋白。由此表明，经蒸煮　虫取食后在中肠的碱性和还原性环境中降解为６０　０００左右的　后，稻米中的Ｂｔ杀虫蛋白可能发生降解或变性　。熊燕飞等　活性肽，并与昆虫受体蛋白结合，引起细胞膜穿孔，破坏细胞渗　用转基因抗虫杂交水稻Ｂｔ汕优６３喂养中国昆明种雄性小白　透平衡，导致细胞肿胀破裂、昆虫瘫痪或死亡　Ｊ。　鼠，以便系统观察转基因杂交水稻Ｂｔ汕优６３稻米对小白鼠　由于Ｂｔ杀虫蛋白只能特异地与靶昆虫中肠上皮细胞的　保护酶和解毒酶活性的影响，结果表明，小白鼠体内过氧化氢　受体结合，而在哺乳动物组织中无此类特异性的受体　，因　酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶及乙　此，一些专家认为转　基因产品是安全的，不需要做动物急　酰胆碱酯酶和谷胱甘肽一ｓ一转移酶两种解毒酶的活性都无　性毒理试验　。但除插入基因及其表达产物外，由外源基因　显著性差异　。转基因食品关键性营养成分与原亲本之间　表达产物引起的次级效应及基因随机插入引起的位置效应，　的差异也是衡量转基因产品食用安全性的重要指标之一，王　也有可能会产生有害的成分　。２００９年转基因水稻华恢１　忠华等还对转　基因抗虫水稻与原亲本的淀粉食用品质和　号和Ｂｔ汕优６３获得中国农业部颁发的农业转基因生物生产　稻米关键性营养成分进行了检测，发现这两种水稻在表观直　应用安全证书，标志着转　基因抗虫水稻具备了进行商业化　链淀粉含量、胶稠度和淀粉粘滞特性等淀粉食用品质方面基　生产的前提条件之一。　本相同，在粗蛋白、粗脂肪、氨基酸和矿物质等关键性营养成　分上差异不显著，表明在水稻遗传转化过程中并未改变原亲　收稿日期：２０１２—０３—２８　本的品质性状　。　作者简介：王北艳（１９７９一），女，黑龙江富锦人，硕士研究生，实验师　主要从事植物转基因研究。Ｅ—ｍａｉｌ：ｗａｎｇｂｅ￣ａｎ１９８０＠１６３．ｃｏｒｎ。　２生态安全方面　通信作者：殷奎德，教授，博士生导师。Ｅ—ｍａｉｌ：ｙｉｎｋｕｉｄｅ＠１６３．ｃｏｒｎ。　转基因植物的生态安全问题一直成为人们关注的焦　（上接第２７０页）　影响［Ｊ］．中国老年学杂志，２００５，２５（１１）：１３８７—１３８８．　节省时间和溶剂、能耗低等优点，从而降低了成本，提高了经　［４］付英娟，于智峰，张建新．超声波提取蜂胶黄酮的条件优化［Ｊ］．　济效益，为开发利用该资源提供了有益的参考。　食品工业科技，２００７，２８（５）：１４３—１４６．　［５］黄泽元，王海滨，刘志伟．芝麻叶中总黄酮的最佳提取工艺研究　参考文献：　［Ｊ］．农业工程学报，２００４，２０（６）：２０１—２０４．　［６］杨勇，马彦梅，李炳奇．超声波提取黄花棘豆中黄酮的工艺研　［１］张育光．玉米须化学成分、药理作用及其应用研究进展［Ｊ］．中　究［Ｊ］．食品研究与开发，２００８，２９（１１）：８５—８７．　国中医药现代远程教育，２００７，５（２）：３４—３５．　［７］李忠英，罗跃中，温拥军．水仙花中总黄酮超声提取工艺的研究　［２］刘平，段玉峰，肖　红，等．玉米须萃取物的抗氧化活性［Ｊ］．　［Ｊ］．现代中药研究与实践，２００８，２２（６）：６７—６９．　江苏农业学报，２００６，２２（３）：２９３—２９６．　［８］颜辉，边旭云．超声辅助提取红花总黄酮的研究［Ｊ］．安徽农　［３］鲁彦，吴绍宇，姚嵩坡，等．玉米须对老年小鼠细胞免疫功能的　业科学，２００８，３６（３１）：１３６７５—１３６７６．