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辣椒和葡萄籽中主要有效成分的盐析萃取研究

2020.6.08

以植物为原料提取天然产物时,通常面临原料组成复杂、多种有效成分共存、分离提取步骤多、产品收率低、原料浪费严重等突出问题。比如,在辣椒红色素的提取过程中,其副产品辣椒碱具有辛辣味,影响辣椒红色素的品质,需进一步分离去除,而研究已证实辣椒碱具有多种生理功能,也是一种高附加值产品;同样,现有不少文献报道从酿酒葡萄皮渣中提取多酚、原花青素、葡萄籽油等有效成分,但一般只对其中的某一种成分进行提取,这种情况在从植物中提取有效成分时普遍存在。针对此类问题,本文研究了采用盐析萃取体系分别从辣椒中提取辣椒红素与辣椒碱,从葡萄籽中提取多酚、类黄酮、原花青素以及葡萄籽油脂,实现了多种有效成分的一步提取、浓缩与初步分离。 首先,研究了有机溶剂与无机盐的分相能力及影响因素。对于双水相体系,固定盐浓度,溶剂的加入量与上相体积的增加呈正相关,温度对体系双节线影响不大,pH对双水相体系相比的影响与参与成相的无机盐种类有关,同时会改变上相的盐含量;pH对三液相体系相比影响不显著,但温度变化会使三液相体系相比发生改变。 其次,研究了双水相、微波辅助双水相萃取辣椒红素与辣椒碱。实验结果表明,对二者提取效果较好的双水相体系为乙醇/磷酸氢二钾和丙酮/磷酸氢二钾;微波辅助双水相萃取能有效地提高辣椒红素与辣椒碱的提取率,其中体系组成与微波辅助提取策略对辣椒红素与辣椒碱提取影响较大,提取效果较好的体系组成为32%(w/w)丙酮/24%(w/w)K2HP04.微波辅助80s。 再次,研究了三液相萃取辣椒红素与辣椒碱。分别考察了正己烷/乙醇/K2HP04、正己烷/丙酮/K2HP04对辣椒红素与辣椒碱提取的影响,结果表明辣椒红素主要富集于上相,辣椒碱主要富集于中相,料液比为1:20,25℃,10%(w/w)正己烷/22%(w/w)丙酮/25%(w/w)K2HPO4体系对辣椒红素、辣椒碱的提取率分别为传统提取法的105%和88%,一次萃取实现了辣椒红素与辣椒碱的提取与分离;将三液相萃取上相、中相产物分别经一次硅胶柱层析后,辣椒红素色价由129.69提高至165.83,辣椒碱纯度从28%提高至72%。 随后,研究了双水相、微波辅助双水相萃取葡萄籽中有效成分。考察了双水相体系组成对葡萄籽中多酚、类黄酮以及原花青素提取的影响,筛选出32%(w/w)丙酮/16%(w/w)柠檬酸铵体系分别对不同品种葡萄籽、皮中的有效成分进行提取,对比其有效成分含量差异;微波辅助32%(w/w)丙酮/16%(w/w)柠檬酸铵体系对多酚、类黄酮以及原花青素的提取率最大,分别为82.7、52.6、30.7mg/g,回收率分别为97.1%、97.9%、99.3%;将微波辅助双水相萃取与传统提取法比较,经HPLC分析表明,葡萄籽中酚类化合物主要为儿茶素,其中,微波辅助双水相萃取儿茶素最高,为156mg/100g;DPPH测定表明,微波辅助双水相萃取法(IC50值为50.3mg/L)所得葡萄籽提取物抗氧化活性略低于索氏提取(IC50值为48.7mg/L) 最后,研究了三液相萃取葡萄籽中的有效成分。18%(w/w)正己烷/32%(w/w)丙酮/12%(w/w) K2HPO4体系,室温条件下一次萃取,白葡萄品种Italian Riesling籽中多酚、类黄酮、原花青素提取率最高,分别为95.29、64.50、30.64mg/g, DPPH测定IC50值为60.35mg/L,小于其它品种,说明其抗氧化活性高于其它品种;不同品种葡萄籽油萃取率在17.67~19.49g/100g之间,脂肪酸组成有所差异,但主要脂肪酸种类与组成大致相同,以亚油酸与油酸为主;与传统提取法相比,三液相萃取在室温操作,使用较少的溶剂,短时间内即可实现葡萄籽中多酚、类黄酮、原花青素以及葡萄籽油多种有效成分的一步萃取与分离。

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