槐米中天然抗氧化剂提取工艺及提取物抗氧化性能的研究
时间：2021-02-23 08:23:19 来源：星星阅读网 本文已影响 人 
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（沂水县食品药品监督管理局，山东 临沂 276400）
摘要：槐米中含有丰富的芦丁等抗氧化成分，提取槐米中芦丁物质并对其抗氧化性能进行测定。通过对提取物中芦丁含量的检测可知，碱提酸沉方法制得槐米粗提物中芦丁含量较高，其芦丁含量为66.48%，粗提物得率为9.14%，芦丁提取率为29.26%；提取物清除DPPH·的性能较强，其半数抑制浓度（IC50）为0.012 mg/mL。利用Rancimat仪测定其对猪油的抗氧化性能表明，提取物同其他抗氧化剂的抗氧化性能强弱顺序为TBHQ>BHA>BHT>碱提酸沉提取 物>茶多酚> L -抗坏血酸>乙醇回流提取物。通过对不同质量分数槐米提取物的抗氧化性能试验研究可知，不同质量分数槐米提取物对猪油的抗氧化能力有一定量效关系。在提取物的浓度达到一定数值时，其抗氧化性能可与合成抗氧化剂BHT相当。
关键词：槐米；芦丁；抗氧化性能；DPPH·
中图分类号：TS202.3 文獻标志码：A doi：10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.04.034
0 引言
油脂的氧化酸败往往引起风味变化，采用抗氧化剂防止食品氧化是贮藏食品最常用也是非常有效的手段。现在食用油中较多使用的是TBHQ，BHA，BHT等合成抗氧化剂，但它们的安全性受到科学家的质疑，动物试验表明它们有一定的毒性和致癌作用。随着消费者对食品添加剂安全意识的提高，可替代的安全天然抗氧化剂成为研究热点[1]。
槐米中的芦丁是黄酮类化合物的一种，所含酚羟基能阻断油脂自动氧化的自由基链反应，是一种良好的天然油脂抗氧化剂[2]。将槐米中的抗氧化成分提取用作食用油的天然抗氧化剂，为开发合成抗氧化剂的替代品提供了一种可行的途径。
1 试验材料与仪器
1.1 试验材料
槐米，购自河南省郑州市天方药业有限公司；猪板油，市售（经120 ℃干法熬制）。
氧化钙（粉状）、异辛烷、碘化钾、十水合四硼酸钠（硼砂）、氢氧化钠、硫酸钾、氢氧化钾、可溶性淀粉、柠檬酸、盐酸、浓硫酸、乙酸、无水乙醇、重铬酸钾、硫酸铜、无水乙醚、L -抗坏血酸，以上试剂均为分析纯；BHA，BHT，TBHQ和茶多酚，均为食品级；甲醇为一级色谱纯；芦丁标准品，美国Sigma公司产品。
1.2 试验仪器
Waters 2695型高效液相色谱仪，美国Waters公司产品；743型Rancimat氧化酸败仪，瑞士Metrohm公司产品；722S型分光度计，上海精密科学仪器有限公司产品；Kjeltec 2300型自动定氮仪，福斯特卡托公司产品（瑞典）；KQ5200DE型数控超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司产品；PHS-3型精密酸度计，上海虹益仪器仪表有限公司产品；HH-S型恒温水浴锅、SHZ-D（Ⅲ）型循环水真空泵、KQ-C型玻璃仪器烘干器，巩义市英峪予华仪器厂产品；RE-52A型旋转蒸发仪，上海亚荣生化仪器厂产品；ZK-82B型真空干燥箱，上海市实验仪器总厂产品；ZXZ-2型旋片式真空泵，北京中兴伟业仪器有限公司产品；101FAB-1型电热鼓风干燥箱，上海树立仪器仪表有限公司产品；SXW-5-12A型箱式电阻炉，天津市中环实验电炉有限公司产品；、A型50Hz双层铁皮电炉，上海中航五金电器厂丹阳分厂产品；AY120型电子天平，Shimadzu Corperation公司产品；USL-2型比较色泽仪，上海易测仪器有限公司产品。
2 试验方法
2.1 槐米成分分析方法
槐米中水分的测定按照GB/T 5009.3—2003，槐米中灰分的测定按照GB/T 5009.4—2003，槐米中粗纤维的测定按照GB/T 5515—2008，槐米中粗脂肪的测定按照GB/T 5512—2008，槐米中粗蛋白的测定按照GB/T 14489.2—2008。
2.2 槐米中有效成分芦丁含量的测定方法[3]
（1）采用高效液相色谱法。色谱条件为C18型 色谱柱（5 μm，4.6 m×250 mm）；以甲醇-蒸馏水（60∶40）为流动相；检测波长260 nm；柱温30 ℃；流速1 mg/min。
（2）对照品溶液的制备。精密称取在120 ℃下减压干燥至恒质量的芦丁对照品适量，加甲醇制成每1 mL含1 mg的溶液。
（3）供试品溶液的制备。取芦丁粗粉0.1 g，精密称量，置具塞锥形瓶中；加入甲醇50 mL，称定质量；超声处理（功率120 W，频率25 kHz）30 min，放冷，再称质量；用甲醇补足减少的质量，过滤；精密量取续滤液2 mL，置10 mL容量瓶中，加甲醇稀释至刻度，摇匀，即得。
（4）芦丁含量的测定。分别精密吸取对照品溶液与供试品溶液各10 μL，注入液相色谱仪，测定，即得。
2.3 槐米提取物的制备
2.3.1 碱提酸沉法[4]
槐米粉碎30 g，加入1 000 mL烧杯中，加入 5倍质量的水，用石灰水调pH值至8～9；加入3%的硼砂，不断搅拌，于55 ℃下恒温水浴30 min后抽滤；滤渣后再提取2次，提取条件同上；合并滤液，用稀盐酸调pH值至2～3，在60～70 ℃下保温10 min，静置6 h，析出沉淀，抽滤；滤渣在65 ℃条件下进行真空干燥，即得粗芦丁。
2.3.2 乙醇回流法[5]
称槐米粗粉40 g，加入体积分数70%的乙醇 400 mL，用索氏提取仪在80～90 ℃下回流提取8 h；趁热过滤，重复提取1次，滤液浓缩，静置，滤出沉淀，用乙醚、丙酮洗涤；在65 ℃条件下进行真空干燥，即得粗芦丁。
2.3.3 超声波辅助法[2]
将三角平底烧瓶置于超声波清洗槽的指定位置上，于瓶中加入槐花米粗粉30 g，水300 mL，硼砂0.9 g；用饱和石灰水调pH值为8左右，开动超声波发生器，于室温下提取30 min，过滤；滤渣后再提取 2次，提取条件同上；合并滤液，以盐酸调至pH值2～3，放置过夜使结晶全部析出，抽滤；滤渣在65 ℃条件下进行真空干燥，即得粗芦丁。
3 试验结果分析
3.1 槐米粗提物芦丁含量、得率及芦丁提取率
不同提取方法制得槐米粗提物芦丁含量、得率及芦丁提取率见表1。
由表1可知，采用碱提酸沉法制得粗提物中芦丁含量较高，但是粗提物的得率和芦丁提取率比较低；乙醇回流法制得粗提物中芦丁含量较低，但是粗提物得率和芦丁提取率较高；超声波辅助法粗提物得率、芦丁提取率和提取物中芦丁的含量都比较低。
（1）碱提酸沉法。根据芦丁在酸碱中溶解性的差异，适当浓度的碱液对槐米中的芦丁进行溶解，用碱液浸泡后，能使槐米中更多的芦丁溶解出来，有利于芦丁的提取；然后再用适当质量浓度的酸液将溶解在碱液中的芦丁沉淀出来[2]。试验中碱提酸沉法就是依据此原理对槐米中的芦丁进行提取，试验证明采用碱提酸沉法能够提取制得芦丁含量较高的粗提物。
（2）乙醇回流法。芦丁在乙醇中的溶解度为 1 g/60 mL。根据芦丁在乙醇中有较好的溶解性，采用连续回流的方法将槐米中的芦丁提取出来。试验证明，虽然采用此法制得提取物中蘆丁的含量比较低，但是粗提物得率和芦丁提取率较碱提酸沉法要高。
（3）超声波辅助法。试验中利用超声波辅助法进行槐米中芦丁的提取，但制得的粗提物得率、芦丁提取率和提取物中芦丁的含量都比较低。这可能是由于超声波的空化效应、界面效应和聚能效应等物理作用，以及试验中对酸沉条件的控制没有把握好，而使部分芦丁水解为槲皮素。
通过对3种方法制得提取物的颜色和性状进行比较可知，超声波辅助法制得的芦丁混入了其他成分，碱提酸沉法和乙醇回流法制得的粗提物均为淡黄色粉末，而超声波辅助法制得的粗提物为红棕色结晶固体。
3.2 槐米提取物清除DPPH·试验
测定不同质量浓度槐米粗提取对DPPH·的清除率，体系中DPPH·的清除率为50%时加入粗提物的质量浓度定义为半数抑制浓度（IC50）。半数抑制浓度可以衡量一种抗氧化剂的抗氧化性能，半数抑制浓度越低表明这种抗氧化剂的抗氧化性能越强。
不同质量浓度槐米碱提酸沉提取物清除DPPH·的性能见图1，不同质量浓度槐米乙醇回流提取物清除DPPH·的性能见图2，不同质量浓度槐米超声波辅助提取物清除DPPH·的性能见图3。
试验发现，在清除剂加入5 min内，溶液颜色立刻变浅，吸光度迅速下降，此后颜色变化逐渐趋于平缓，30 min后吸光度基本保持不变。
由图1 ～图3可知，槐米天然抗氧化剂具备捕获DPPH·的能力，其捕获DPPH·的能力与抗氧化剂的用量均呈量效关系，提取物对DPPH·的清除能力随槐米质量浓度的增加呈上升趋势，且其在0～0.5 mg/mL的质量浓度范围内呈直线上升趋势。粗提物的清除能力随槐米质量浓度的增加而增大，这是由于芦丁含量增加，其活泼氢的数目增加。
当槐米碱提酸沉提取物质量浓度为0.04 mg/mL时，其清除能力达到63%，根据图1可得提取物的IC50为0.012 mg/mL；当槐米乙醇回流提取物质量浓度为0.04 mg/mL时，其清除能力达到55%，根据图2可得提取物的IC50为0.029 mg/mL；当槐米超声波辅助提取物质量浓度为0.04 mg/mL时，其清除能力达到57%，根据图3可得提取物的IC50为0.021 mg/mL。由此可得，槐米碱提酸沉提取物较乙醇回流提取物和超声波辅助提取物有更好的清除DPPH·能力，即其抗氧化性能更好。
3.3 槐米提取物对猪油的抗氧化性能试验
通过Rancimat仪测定抗氧化剂对猪油的诱导时间，通过对诱导时间的比较可以得出不同抗氧化剂的抗氧化性能。
3.3.1 槐米提取物和其他抗氧化剂抗氧化性能的比较
通过Rancimat仪测定质量分数为0.02%的抗氧化剂对猪油的诱导时间，通过对诱导时间的比较可以得出不同抗氧化剂的抗氧化性能。
不同槐米提取物和其他抗氧化剂抗氧化性能的比较见表2。
由表2可知，同样0.02%质量分数的不同提取方法制得提取物的抗氧化性能顺序为碱提酸沉提取物>超声波辅助提取物>乙醇回流提取物，这与3.2中其清除自由基性能强弱的顺序相同。虽然超声波辅助提取物的芦丁含量比较低，但是其抗氧化性能较乙醇回流法要强，这很可能是由于超声波的空化效应、界面效应和聚能效应等物理作用，以及试验中对酸沉条件的控制没有把握好，而使部分的芦丁水解为槲皮素。
不同种类抗氧化剂的抗氧化能力强弱顺序依次为TBHQ>BHA>BHT>碱提酸沉提取物>超声波辅助提取物>茶多酚> L -抗坏血酸>乙醇回流提取物；同时可以看出在质量分数相同的情况下，槐米提取物的抗氧化性能只比茶多酚和L -抗坏血酸稍强，同合成抗氧化剂（如BHT，TBHQ等）比较还有一定的差距。
3.3.2 不同质量分数槐米提取物抗氧化性能的比较
不同质量分数碱提酸沉提取物对猪油的诱导时间见表3，不同质量分数超声波辅助提取物对猪油的诱导时间见表4，不同质量分数乙醇回流提取物对猪油的诱导时间见表5。
由表3 ～表5可知，随着槐米提取物质量分数的增加，猪油的诱导时间增加，槐米提取物对猪油的抗氧化能力有一定量效关系，随着质量分数的增大，其抗氧化能力加强。这是由于芦丁是酚类物质，随着其质量分数增加，能提供更多的活泼氢，因此其抗氧化性能增强；而且同样质量分数碱提酸沉提取物较超声波辅助提取物、乙醇回流提取物的诱导时间更长，再次说明碱提酸沉提取物的抗氧化性能比超声波辅助提取物、乙醇回流提取物要强。当槐米碱提酸沉提取物的质量分数达到0.06%时，其抗氧化性能与0.02%的BHT相当。
4 结论
综上所述，采用碱提酸沉法制得的槐米粗提物中芦丁含量较高，其对猪油的抗氧化性能随着其在猪油中质量分数的增加而增加，当增至0.06%时，其抗氧化性能同合成抗氧化剂BHT相当。
参考文献：
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