柞树单宁的提取及柞树品种间单宁含量的比较

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2023年12月2日发(作者:会计核算办法)

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柞树单宁的提取及柞树品种间单宁含量的比较

18 北方蚕业2014,35(2) ・试验研究・ 柞树单宁的提取及柞树品种间单宁含量的比较 张 娜 王斌赫 张 超 姜义仁 秦 利 (沈阳农业大学生物科学技术学院,辽宁省昆虫资源工程技术研究中心,沈阳 110866) 摘要本试验以辽东栎绿叶样品为材料,采用有机溶剂萃取法及分光光度法探讨了柞树单宁提取工艺,并 对5种不同柞树品种的绿叶、落叶及枝条中单宁含量进行了比较。结果表明,选用8O%乙醇(含1 盐酸)作 提取剂,在料液比1:15、提取时间2.5 h、提取温度75℃条件下,单宁的提取量可达206.74 mg/g;麻栎的单 宁含量较高,绿叶期可达222.02 mg/g,落叶期可达177.30 mg/g,枝条单宁含量可达67.92 mg/g,辽东栎、蒙 古栎、锐齿槲栎及槲各有不同。 关键词 柞树单宁提取工艺 含量钨酸钠一磷钼酸 植物单宁(Tannin)又称丹宁、丹宁酸、单宁 柞树枝叶的有效利用和产业开发提供理论依据。 1材料与方法 1.1材料与仪器 酸、鞣酸、鞣质或没食子酸,按Bate—Smith的定 义是指分子量为500—3000的能沉淀生物碱、明 胶及其他蛋白质的水溶性多元酚化合物。它广泛 存在于植物的芽、叶、根苗、树皮和果实等组织中, 供试材料:5个柞树品种,包括麻栎、辽东栎、 蒙古栎、槲及锐齿槲栎;不同部位样品,包括绿叶、 落叶及枝条。 主要药剂及仪器:单宁酸标准品、无水乙醇、 盐酸、钨酸钠、磷钼酸、无水碳酸钠、磷酸、丙酮、甲 醇等,所用试剂均为分析纯;恒温干燥箱,粉碎机, 以及某些寄生于植物的昆虫所产生的虫瘿中,主 要应用于医药、食品、制革、El用化学品、冶金、水 处理等领域[】 ]。单宁作为一种可再生的结构多 样的高度聚合多酚类化合物,有活泼的化学性质, 其潜在的用途还十分广阔,受到学者们的密切关 注 ]。其结构复杂,人工合成不易,植物单宁分布 广、数量大、用途多、应用前景广阔,从而逐渐被人 们所认识,已经引起了国内外广泛的关注[4]。由 可见分光光度计,恒温水浴锅,电子天平。 1.2试验方法 1.2.1材料准备 于单宁不易人工合成,目前国内外主要从含有单 将采集回来的柞树叶先洗干净,自然风干,柞 树枝条先剪成小段,然后按品种和类别放入恒温 宁的天然植物及植物虫瘿五倍子中采用水或其他 溶剂提取,所以测定、评价和开发含有单宁的植物 对于扩大天然单宁来源具有重要意义。 干燥箱中,在70℃的恒温条件下烘干至恒重,最 后分别进行粉碎装袋备用。 1.2.2柞树单宁的提取 1)提取剂的选择:在料液比1:2O,提取时间 我国柞树资源分布辽阔,全国柞林面积约有 1 314万hm ,其中开发为柞蚕场的只有78.6万 hm。,占柞林总面积的5.98 ,常年用于放养柞蚕 的面积43.7万hm EsD。每年柞蚕场轮伐更新及 整枝修剪产生大量的柞树枝叶大多没有得到很好 1 h,提取温度55℃的条件下,比较不同的提取剂 对单宁提取率的影响,选择合适溶剂作为提取剂。 2)提取方法:精确称取适量上述制备的柞树 叶(枝)粉末于锥形瓶中,加入一定比例的提取剂, 的利用而被浪费。为充分利用柞树资源,提高柞 蚕产业附加值,本文重点研究了柞树单宁提取工 艺及不同柞树种类之间单宁含量的比较,旨在为 混匀,置于恒温水浴锅中浸提,纱布过滤得到滤液 备用。 收稿日期:2014-05-22 资助项目:辽宁省大学生创新创业训练项目(201310157038);现代农业产业技术体系建设专项(蚕桑);沈阳市发改委科研项目 (2O11—154) 作者简介:张娜(1991一),女,本科生。 通信作者:秦利(1963一),教授,博士生导师。 ・试验研究・ 张娜等:柞树单宁的提取及柞树品种间单宁含量的比较 19 1.2.3柞树单宁的测定【6铷 1)Folin—Denis显色剂的配制:称取钨酸钠 50 g,磷钼酸10 g,加入蒸馏水375 mL溶解,加入 85 磷酸25 mL,酒精灯加热回流2 h,冷却后定 容至500 mL,棕色瓶贮存(常温下可保存14 d)。 2)碳酸钠溶液配制:称取无水碳酸钠 (Na CO。)37.5 g溶于250 mL温水中,混匀、冷 却,稀释至500 mL,过滤到储液瓶中备用(室温下 可保存7 d)。 3)单宁酸标准曲线的绘制:称取单宁酸0.1 ±0.001 g,蒸馏水定容至100 mL,作为单宁酸储 备液;从标准品中准确吸取10 mL稀释定容至 100 mL,作为单宁酸标准使用液,浓度为100 mg/L。精密吸取单宁单宁酸标准使用液0 mL、 0.5 mL、1 mL、2 mL、3 mI 4 mL、5 mL和6 mL, 分别置盛有约3O mL水的50 mL容量瓶中,加F D显色剂2.5 mL,再加碳酸钠溶液5.0 mL,分 别用蒸馏水定容至5O mI ,摇匀。单宁酸标准溶 液浓度分别为0 mg/L、1 mg/L、2 mg/L、4 rag/ L、6 mg/L、8 mg/L、10 mg/L、12 mg/L,在15— 3O℃范围内,放置30 min显色后,用1 cm比色 皿在755 nm波长处测定标准系列溶液的吸光度 A,绘制标准曲线。 4)柞树单宁的测定方法:准确吸取一定量的 待测样品液,以空白试剂作参比(0 mg/L),与标 准溶液同法测吸光度,根据标准曲线计算单宁的 提取率。 5)单宁提取率( )的计算公式: 单宁(%)一 ×100% 其中,w为柞树样的质量(mg);V 为提取液 总体积(mL);V。为比色时所吸提取液体积 (mL);P为从标准曲线查得的提取液所含单宁 (mg/P一0.1x,X为单宁酸标准曲线的横坐标 值)。 6)单因素试验:以辽东栎绿叶样品为材料,料 液比采用1:10、1:15、1:20、1:3O和1:40五 个水平,浸提时间采用1 h、1.5 h、2 h、2.5 h和3 h五个水平,浸提温度采用35℃、45℃、55℃、65 ℃和75℃五个水平,分别进行单因素试验。 7)正交试验:为了验证各单因素间的相互作 用效果,选用对单宁得率影响较大的料液比、提取 时间、提取温度3个因素进行三因素三水平L。 (3。)正交试验,确定提取柞树中单宁的较优工艺 参数。所采用的材料是辽东栎绿叶样品。 1.2.4数据分析 试验数据采用SPSS16.0统计软件进行统计 分析,F检验采用单变量多因子方差分析,多重比 较用duncans法Ⅲ9]。 2结果与分析 2.1单宁酸标准曲线的绘制 以吸取标准溶液的体积为横坐标,吸光度为 纵坐标作图,得到单宁酸标准曲线(图1)。标准 方程为:y一0.0644x+0.0056,相关系数R 一 0.9981,单宁酸在0~12 mg/L,呈现良好的线性 关系,能满足测定柞树中单宁含量需要。 单宁酸毫升数(mL) 图1单宁酸标准曲线 2.2柞树单宁提取的单因素试验 2.2.1 提取剂对单宁溶出效果的影响 柞树中的单宁物质为分子量较大的水溶性多 酚类物质,具有很强的极性,极易溶于有机溶剂,因 此,可利用它在这些溶剂中的高度溶解性,选取适 当溶剂将单宁最大限度的溶出。料液比1:20、提 取时间1 h、提取温度55℃,考察了8O 乙醇(含 1 盐酸)、70 丙酮(含1 盐酸)和7O 甲醇(含 1 盐酸)3种溶剂的提取效果,如图2所示。 由图2可知,不同提取剂提取柞树单宁的提 取率差异明显,以80 乙醇(含1 盐酸)效果为 最好,与其他2种提取剂的提取率差异达到极显 著水平(p<O.01),提取率为3.5000±0.0854 , 而选择对单宁溶解性好、提取率高的乙醇溶液作 为提取剂。 20 北方蚕业2014,35(2) ・试验研究・ 由图4可知,在2 h之内,随着提取时间的增 加,柞树单宁提取率也有所增加,2~2.5 h内,增加 趋势有所下降,3 h处提取率达到最高,并且提取率 差异与1 h和l_5 h达到极显著水平(p<O.01),而 与2 h和2.5 h的提取率差异不显著,所以,本试验 初步选择经济合理的提取时间为2 h,提取率为 80%乙醇(古I%盐酸)70%丙酮(台1%盐酸)70%甲醇(舍1%盐酸) 8.7515±0.3171 9/6。2 h后柞树单宁的提取率有所 提取荆 下降并逐渐趋于平衡。 注:标注不同大写字母表示差异极显著(p<0.01)、 不同小写字母表示差异显著(p<O.05),下同。 图2 不同提取剂对柞树单宁提取率的影响 2.2.2料液比对单宁提取率的影响 在提取温度55℃,提取时间1 h,8O%乙醇 (含1 盐酸)作为提取剂的条件下,改变液料比, 考察其对柞树单宁提取率的影响,结果见图3。 图3 料液比对柞树单宁提取率的影响 由图3可知,料液比在1:20时提取量明显 最高,与其他4个比例的料液比提取率差异达到 极显著的水平(p<0.01),提取率为1.6265± 0.0109 7/6。料液比的上升会增加单宁的溶出量, 到达一定比例后,上升的幅度明显下降。 2.2.3 提取时间对单宁提取率的影响 在提取温度55℃、料液比为1:15、80 乙醇 (含1 盐酸)作为提取剂的条件下,改变提取时 间,考察其对柞树单宁提取率的影响,结果见图4。 ^ V 瓣 图4提取时间对柞树单宁提取率的影响 2.2.4提取温度对单宁提取率的影响 在选取提取时问为2 h、料液比为1:I5、 80 乙醇(含1 盐酸)作为提取剂的条件下,改 变提取温度,考察其对柞树单宁提取率的影响,结 果见图5。 提取温度(℃) 图5提取温度对柞树单宁提取率的影响 由图5可知,伴随着温度的上升单宁提取率 明显上升,65℃时提取率达到最高,之后提取率 出现下降。65℃时提取率为9.9783±0.6175 , 且与其他温度下的提取率的差异达到极显著水平 (p<O.01)。温度升高有利于溶剂渗入到原料内 打开单宁一蛋白质的连接键,温度过高可能导致 柞树单宁部分被氧化,从而降低了提取率。 2.3柞树单宁提取的正交试验 在单因素试验的基础上,确定影响单宁提取 率的因素主要有提取温度(A)、提取时间(B)、料 液比(C),以上因素既互相影响又互相制约,因 此,为得出单宁提取的较优工艺条件,进行了L。 (3。)正交试验。试验的因素和水平见表1,试验 结果见表2。 表1 L。(3。)正交试验因素、水平表 ・试验研究・ 0 张娜等:0 柞树单宁的提取及柞树品种间单宁含量的比较 媳R 21 宁的总量的76.562 ,第2次提取的量占所提总 表2 L。(3。)正交试验结果 单宁的18.841%,2次所提的单宁占所提总单宁 试验号 A 1 因素 B 1 2 1 2 2 2 3 0 单宁提取率 C 1 2 3 的95.403%,从生产角度考虑柞树单宁的提取次 数以2次为宜。 ( ) 7.02O 8.118 1O.1O8 8.283 3 1 2 3 1 9.396 7.248 9.796 2 9 1 9 8.168 1 26.721 10.305 J J 25.246 24.927 28.269 8.415 8.309 9.423 1.114 25.O99 25.682 27.661 8.366 8.561 9.22O 0.854 25.162 26.559 8.907 提取次数(次) 图6提取次数对柞树单宁提取率的影响 8.387 8.853 0.520 2.5不同柞树的绿叶、落叶和枝条中单宁含 量的比较 由表3、图7可以看出,五种柞树(蒙古栎、 根据表1、表2的极差分析可知,所定的3个 因子的极差大小顺序为:A>B>C,通过极差分 槲、辽东栎、锐齿槲栎和麻栎)的绿叶中单宁含量 均明显高于落叶和枝条中的单宁含量,所以选用 柞树绿叶作为整个试验过程中的原料是非常合理 且正确的。 析计算,得出的较优组合为AsB。C ,即提取温度 75℃,提取时间2.5 h、料液比1:15。 2.4提取次数对柞树单宁提取率的影响 选择提取剂为8O 乙醇(含1 盐酸)、提取 绿叶中的单宁含量从高到低为:麻栎>辽东 栎>蒙古栎>锐齿槲栎>槲;落叶中的单宁含量 温度为75℃、提取时间2.5 h、料液比1:15作为 柞树单宁提取工艺,比较不同提取次数对柞树单 宁提取率的影响,结果见图6。 从高到低为:麻栎>蒙古栎>槲>辽东栎>锐齿 槲栎;枝条中的单宁含量从高到低为:麻栎>槲> 锐齿槲栎>蒙古栎>辽东栎。 由图6可知,第1次所提单宁的量占所提单 表3不同柞树组织单宁含量EE较(mg/g样品)(又±SD) 注:同行之间数据肩标不同大写字母表示差异极显著(p<O.01),同行之间数据肩标不同小写字母表示差异显著(P <0.05) 3讨论 法、比色法等,现代测定方法有高效液相色谱法、 薄层扫描法、原子吸收分光光度法等_1 。本试验 目前植物单宁提取的方法一般有温水提取、 单宁的提取采用有机溶剂萃取法,该方法不需要 特殊的仪器,应用比较简单,具有快速、简便、成本 低廉、方便实用等特点。但是,该方法存在着产品 安全性低、耗时长、提取率低等缺点[1 。本研究 有机溶剂萃取法、超声波法、微波法、超临界流体 萃取和半仿生提取法等 。单宁含量测定方法 也较多,经典测定方法有皮粉吸附法、干酪素法、 氧化滴定法、胶体滴定法、络合滴定法、分光光度 主要对柞树单宁粗提物质进行了研究,而单宁通 22 北方蚕业2014,35(2) ・试验研究・ 常是成分复杂的混合物,不同分子量范围的单宁 有不同的适用领域,且单宁的提取还会受到外界 的因素影响,改变其外部条件,改善其提取工艺, 便可逐步提高单宁的提取率,提高工业生产的效 益。总之,柞树是一种含量丰富的植物源单宁来 [4]李东升,张力平.植物单宁的生理活性及其研究进展 EJ-1.科技信息,2006(5):8. Es]张国德,姜德富・中国柞蚕[M].沈阳:辽宁科学技术 出版社,2003:7-9. [63李静,聂继云,李海飞,等・苹果果实单宁Folin-- 人这对于促进经济发展和保护环境都具有重要 柞 兰宁 研究与 发还有待进一步深 ,法测定饲料中的单宁[J].饲料工业,光光度 2o12,33(7): 意义。 参考文献 [1]孙达旺・植物单宁化学[M]・北京:中国林业出版 社,1992・ 5155. [8]杨秀平,尉芹,辛转霞,等.单宁提取与测定实验的改 进[J]科教文汇,2007(2):lOO. .E93马育华,卢宗海,莫惠栋,等.田间试验和统计方法 [M]北京:农业出版社,1994:94一100. .[2]石碧,狄莹.k ̄EM].北京:科学出版社,2000. [103钱彩虹吴谋成.植物单宁制备方法研究进展[J]. 现代农业科学2009,16(3):54—56. ,,[3]张亮亮,汪咏梅,徐曼,等・植物单宁化学结构分析方 法研究进展[J].林产化学与工业,2012,32(3):107一 116. [11]王全杰任方萍,高龙.植物单宁的含量测定方法 [J]西部皮革,2010,32(23):26 31. ,.Tannin Extraction of Oak Tree and Comparison of Tannin Content of 0ak Trees ZHANG Na,WANG Binhe,ZHANG Chao,JIANG Yiren,QIN Li (Liaoning Provincial Insect Resources Engineering and Technology Center, College of Bioscience Technology,Shenyang Agriculture University,Shenyang 110866,China) Abstract:Taking green leaves of oaks in Northern Liaoning province as the material,the experiment adopted or— ganic solvent extraction method and spectrophotometry to extract tannins of oak trees,and compared the tannin contents in green 1eaves,defoliations and branches from five different oak trees.The results show that on the premise of the extracting agent of 8O ethanol(containing 1 hydrochloric acid),solid—liquid ratio of 1:1 5 and extracting time of 2.5h and temperature of 75℃,the tannin extraction can reach 206.74 mg/g;the Quercus acuti— ssima Carruth contains the highest tannin which is 222.02mg/g in green leaf period and 177.30mg/g in defolia— tion period,the tannin content in branches amounts to 67.92mg/g.The tannin contents for Quercus liaotungen— sis Koidz.,Xylosma and Quercus aliena var.acuteserrataMaxim.as well as Quercus dentata Thunb.vary. Key words:oak tree;tannin;extraction technology;content;sodium tungstate—phosphomolybdic acid (上接第17页) Evaluation on the Function of Feminine Functional Foods Made from Tussah Female Moth ZHANG Haidong,LIU Junyan,JIN Ying,SUN Jihong (Jilin Sericuhure Institute,Jilin Jilin 132012,China) Abstract:The feminine functiona1 foods made from tussah female moth were taken to test the functions.The re— suhs show that these foods obviously shorten the sleeping incubation period of mice,prolong the sleeping time of mice significantly,and dramatically increase the ovary weight of mice,which can promote the development of ani— mals’sexual organs. Key words:female moth of tussah;functional foods;sexual organs 

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