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蛹虫草主要成分虫草素、腺苷提取方法对比

发布时间:2020-3-27 19:29:23 转载于:本站 编辑:马麦艳 张相锋 焦子伟

食品科学   现代农业科技 2019 年第 5 期

蛹虫草主要成分虫草素、腺苷提取方法对比

马麦艳 1,2 张相锋 1 焦子伟 2 *

1 伊犁师范学院生物与地理科学学院,新疆伊宁 835000; 2 新疆大学生命科学学院)

摘要 利用前期加速溶剂萃取法提取腺苷、虫草素的优化结果,分别挑选最优处理进行试验,即提取腺苷最适条件为温度 70 ℃、时间 10 min、乙醇含量 20%、循环 2 次,提取虫草素最适条件为温度 100 ℃、时间 15 min、乙醇含量 0%、循环 2 次。并将该方法与水热回流法、醇热回流法、超声水提法、超声醇提法 4 种传统方法进行比较,结果表明,加速溶剂萃取法明显优于其他传统 4 种方法,各个方法之间差异达显著水平(P<0.05);加速溶剂萃取法提取腺苷效果最好,提取量为 2 118.07 μg/g,提取效果最差的是超声波醇提法,提取量仅有 180.72 μg/g;加速溶剂萃取法提取的虫草素量为 19 678.70 μg/g,超声波醇提法提取虫草素效果最差,提取量仅有 4 108.27 μg/g;加速溶剂萃取法有其明显的优势,操作简单、方便快捷。

关键词 蛹虫草;加速溶剂萃取法;虫草素;腺苷;成分提取

中图分类号 TS264.3 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2019)05-0220-03


虫草素(Cordycepin),全称 3′-脱氧腺苷,分子式为 C10H13N5O3,是核苷类的一种,pH 值偏碱性,常温下是固态晶体,性状为片状或针状,其熔点为 230~231 ℃[1],溶于水、热乙醇和甲醇,不溶于苯、乙醚和氯仿等有机溶剂,紫外光最大吸收波长为 259 nm[2]。腺苷也是核苷类的一种,具有抑制中枢神经递质的释放、改善心脑血液循环等作用[3-4]。一般提取虫草素的方法都能一并获得腺苷,已报道的传统提取方法有浸提法、超声法、索氏提取法、回流法、渗漉提取法等[5-6]。钟艳梅等[7]以人工蛹虫草固定培养残基为原料,采用索式提取法提取虫草素,结果表明,水比乙醇更利于提取虫草素。王英娟等[8]也采用超声法、回流法与提取溶剂水、乙醇组合的 4 种提取方法获得虫草素,结果表明,水热回流法效果最佳。谭琪明等[9]后续采用传统的高温水浴提取技术获得蛹虫草小麦培养基中的虫草素,提取率为 94.87%,进一步说明了水提取虫草素的优势。超声波提取法也是一种传统方法,张嘉等[10]通过比较不同方法得出超声波提取法的提取效果最好。快速溶剂萃取仪(Accelerated Solvent Extraction,ASE)[11-15],是利用溶剂对固体、半固体的样品进行萃取[16]。近几年,在国内外均有利用 ASE 提取天然活性成分的研究[17-22],但利用加速溶剂萃取法提取蛹虫草中虫草素及腺苷尚未见报道。目前,虫草素分离纯化是研究的一个热点领域,本文利用前期对加速溶剂萃取法提取虫草素、腺苷优化结果,在此基础上,分别挑选提取腺苷和虫草素最好的处理,与水热回流法、醇热回流法、超声水提法、超声醇提法 4 种传统方法进行比较,确定最佳的提取工艺方法。通过用 HPLC 测定虫草素含量来比较各个方法的优劣,以期为伊犁乃至新疆地区蛹虫草主要活性物质的提取提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 供试菌株。蛹虫草为本实验室人工培育,虫草素及腺苷标准品购自北京世纪奥科生物技术有限公司。

1.1.2 供试试剂。乙醇(C2H50H),分析纯,购自德州润昕实验

SHAPE \* MERGEFORMAT

腺苷

虫草素

加速溶剂萃取法

2 118.07±10.37 a

19 678.70±4.75 a

水热回流法

204.36±8.34 d

6 018.21±9.30 c

醇热回流法

457.59±7.16 c

5 293.10±3.71 d

超声水提法

1 702.40±2.35 b

10 217.45±6.31 b

超声醇提法

180.72±4.66 e

4 108.27±3.26 e

2.4 虫草素含量

用 5 种不同方法提取虫草素,发现不同方法之间差异均达到显著水平。其中,提取虫草素效果最好的是加速溶剂萃取法,该方法提取虫草素的量为 19 678.70 μg/g;超声波水提法次之,虫草素提取量为 10 217.45 μg/g;其次是水热回流法,虫草素提取量为 6 018.21 μg/g;醇热回流法次之,提取量为 5 293.10 μg/g;超声醇提法提取虫草素效果最差,提取

量仅有 4 108.27 μg/g。

3 结论与讨论

超声波水提法、超声波醇提法、水热回流法和醇热回流法是提取腺苷、虫草素的常用方法,已有不少学者做过相关试验,由于原料不同、条件差异等方面的因素,导致得到的结果也有差异。吴勇等[6]采用上述方法和渗漉法、微波法共 6 种方法来提取虫草素,通过试验以提取量的多少将这几种方法进行排序:渗漉法>微波法>水热回流法>醇热回流法> 超声波水法>超声波醇法。随后韩建华等[24]也做了相关试验,采用超声波水提法、超声波醇提法、水热回流法和醇热回流法提取腺苷和虫草素,结果表明,超声波水提法是最优方法。本组试验目的和韩建华等的相同,即比较 5 种不同提取方法提取腺苷、虫草素的效果。

加速溶剂速萃取法是近些年新出现的一种新型提取方法,其原理和 CO2 超临界萃取仪相似,该方法具有操作流程简单、全自动、溶剂用量少、时间短、材料前后期处理简便等优点[26]。目前,不少学者利用加速溶剂萃取法得到了生物碱、苷类等物质。赵恒强等[27]用此法从黄连中提取黄连素(盐酸小檗碱)并用正交试验对试验条件优化,确定该方法适合提取黄连内的生物碱,最佳提取条件是温度 130 ℃、80% C2H5OH+0.5% HCl 作提取溶剂、静态提取 10 min、提取 1 次;石矛等[28]得到人参总皂苷,确定最佳工艺参数为提取温度 140 ℃、提取时间 5 min、循环次数 3 次。但目前用此方法提取腺苷、虫草素的研究很少。前期笔者对加速溶剂萃取法提取腺苷、虫草素条件进行了优化,本试验在此基础上分别挑选提取腺苷、虫草素效果最好的处理与其他 4 种传统方法进行了比较。结果发现,该技术与传统提取腺苷、虫草素方法相比具有明显优势,它是利用高压、高温条件,快速从蛹虫草中提取出腺苷、虫草素,并且提高了虫草素在溶剂中的溶解度和溶出速率。加速溶剂萃取腺苷、虫草素的研究,为提取腺苷、虫草素增加了选择方法。

试验结果表明,加速溶剂萃取法明显要优于其他传统 4 种方法,该方法提取的虫草素量为 19 678.70 μg/g,超声波醇提法提取虫草素效果最差,提取量仅有 4 108.27 μg/g。加

222

速溶剂萃取法具有明显的优势,操作者只需将所有样品放入仪器一般等待 5~20 min 即可完成萃取。在后期检测时也只需定容、过膜就可直接上 HPLC 检测虫草素、腺苷的含量。综上所述,加速溶剂萃取法用于提取蛹虫草中虫草素及腺苷更为方便快捷。本试验为伊犁乃至新疆地区蛹虫草主要活泩物质提取提供了一定的技术参考依据。

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食品科学                                                                                                                                                      现代农业科技 2019 年第 5

表 2 油菜薹蔬菜汁饮料感官评分标准

SHAPE \* MERGEFORMAT

评分项目   评分标准     分值/组织状态 无沉淀,组织均匀不浑浊不分层  21~30 有少量沉淀,不分层     11~20 有大量沉淀,分层明显  <11 口感     酸甜适度,柔滑       21~30 酸甜比例不当,过甜或过酸     11~20 口感粗糙   <11 色泽     呈淡绿色,均一且明亮    16~20 色泽浓淡较适宜,稍有光泽     11~15 色泽偏黄,暗淡   <11 气味 油菜薹特有的清香味,浓郁且无不良气味 16~20 气味较淡,香气不明显      11~15 无特征气味,有异味     <11

漂烫时间/s

图 1 漂烫时间、温度对油菜薹色泽和抗氧化能力的影响

抗氧化能力的变化。总体而言,漂烫前抗氧化能力高于漂烫后,可能原因是 VC、VE、花色素等抗氧化性物质遇热不稳定,在高温下分解导致总体抗氧化性降低[69-10]。漂烫期间,随着漂烫温度和漂烫时间的推进,出现了抗氧化能力增强的现象,可能原因是油菜薹的细胞壁结构在高温作用下被破坏,促进了其抗氧化物质的溶出;也有可能是部分抗氧化物质因发生一系列反应生成了新的抗氧化物质,从而使抗氧化能力提高。

表 3 漂烫时间及漂烫温度对油菜薹体外抗氧化活性的影响

温度/℃

时间/s

DPPH 清除率/%

75

90

21.8

120

25.0

150

25.7

80

90

25.9

120

24.0

150

23.5

85

90

26.7

120

26.2

150

25.6

90

90

25.7

120

25.9

150

25.8

空白对照

29.1

综合图 1 和表 3 的结果,确定油菜薹的漂烫条件为漂烫温度 85 ℃、漂烫时间 90 s。

2.2 正交试验确定最优配方

由表 4 可知,各因素影响油菜薹蔬菜汁饮料综合评分的顺序为 A(油菜薹汁)>C(甜菊苷)>B(蔗糖)>D(柠檬酸),油菜薹汁是主要因素,其添加量对蔬菜汁饮料的综合评分影响最大,其次是甜菊苷,最优组合为 A2C2B2D1,即油菜薹汁 15%、甜菊苷 0.04%、蔗糖 7%、柠檬酸 0.8%,该组合的综合评分为 88 分。

A

B

C

D

1               1

1

1

1

71

2               1

2

2

2

77

3               1

3

3

3

74

4               2

1

2

3

83

5               2

2

3

1

85

6               2

3

1

2

78

7               3

1

3

2

69

8               3

2

1

3

66

9               3

3

2

1

70

试验号

因素

综合评分

                      表 4  L9(34)正交试验结果

k1            74.0  74.3  71.7  75.3 k2            82.0  76.0  76.7  74.7 k3            68.3  74.0  76.0  74.3

       R                   13.7           2.0           5.0            1.0

SHAPE \* MERGEFORMAT

3 结论

根据色泽变化和抗氧化能力的情况,油菜薹热烫条件为漂烫温度 85 ℃、漂烫时间 90 s。油菜薹蔬菜汁饮料的最佳配方为油菜薹汁 15%、甜菊苷 0.04%、蔗糖 7%、柠檬酸 0.8%。该产品具有香味独特、酸甜爽口、保健功能的特点。可以根据市场需要,研究复合型果蔬汁饮料,以满足更多消费者的

需求[11]。

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11111111111111111111111111111111111111111111111

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