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            柞樹單寧的提取及柞樹品種間單寧含量的比較

            更新時間:2023-12-02 08:46:46 閱讀: 評論:0

            2023年12月2日發(作者:會計核算辦法)

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            柞樹單寧的提取及柞樹品種間單寧含量的比較

            18 北方蠶業2014,35(2) ?試驗研究? 柞樹單寧的提取及柞樹品種間單寧含量的比較 張 娜 王斌赫 張 超 姜義仁 秦 利 (沈陽農業大學生物科學技術學院,遼寧省昆蟲資源工程技術研究中心,沈陽 110866) 摘要本試驗以遼東櫟綠葉樣品為材料,采用有機溶劑萃取法及分光光度法探討了柞樹單寧提取工藝,并 對5種不同柞樹品種的綠葉、落葉及枝條中單寧含量進行了比較。結果表明,選用8O%乙醇(含1 鹽酸)作 提取劑,在料液比1:15、提取時間2.5 h、提取溫度75℃條件下,單寧的提取量可達206.74 mg/g;麻櫟的單 寧含量較高,綠葉期可達222.02 mg/g,落葉期可達177.30 mg/g,枝條單寧含量可達67.92 mg/g,遼東櫟、蒙 古櫟、銳齒槲櫟及槲各有不同。 關鍵詞 柞樹單寧提取工藝 含量鎢酸鈉一磷鉬酸 植物單寧(Tannin)又稱丹寧、丹寧酸、單寧 柞樹枝葉的有效利用和產業開發提供理論依據。 1材料與方法 1.1材料與儀器 酸、鞣酸、鞣質或沒食子酸,按Bate—Smith的定 義是指分子量為500—3000的能沉淀生物堿、明 膠及其他蛋白質的水溶性多元酚化合物。它廣泛 存在于植物的芽、葉、根苗、樹皮和果實等組織中, 供試材料:5個柞樹品種,包括麻櫟、遼東櫟、 蒙古櫟、槲及銳齒槲櫟;不同部位樣品,包括綠葉、 落葉及枝條。 主要藥劑及儀器:單寧酸標準品、無水乙醇、 鹽酸、鎢酸鈉、磷鉬酸、無水碳酸鈉、磷酸、丙酮、甲 醇等,所用試劑均為分析純;恒溫干燥箱,粉碎機, 以及某些寄生于植物的昆蟲所產生的蟲癭中,主 要應用于醫藥、食品、制革、El用化學品、冶金、水 處理等領域[】 ]。單寧作為一種可再生的結構多 樣的高度聚合多酚類化合物,有活潑的化學性質, 其潛在的用途還十分廣闊,受到學者們的密切關 注 ]。其結構復雜,人工合成不易,植物單寧分布 廣、數量大、用途多、應用前景廣闊,從而逐漸被人 們所認識,已經引起了國內外廣泛的關注[4]。由 可見分光光度計,恒溫水浴鍋,電子天平。 1.2試驗方法 1.2.1材料準備 于單寧不易人工合成,目前國內外主要從含有單 將采集回來的柞樹葉先洗干凈,自然風干,柞 樹枝條先剪成小段,然后按品種和類別放入恒溫 寧的天然植物及植物蟲癭五倍子中采用水或其他 溶劑提取,所以測定、評價和開發含有單寧的植物 對于擴大天然單寧來源具有重要意義。 干燥箱中,在70℃的恒溫條件下烘干至恒重,最 后分別進行粉碎裝袋備用。 1.2.2柞樹單寧的提取 1)提取劑的選擇:在料液比1:2O,提取時間 我國柞樹資源分布遼闊,全國柞林面積約有 1 314萬hm ,其中開發為柞蠶場的只有78.6萬 hm。,占柞林總面積的5.98 ,常年用于放養柞蠶 的面積43.7萬hm EsD。每年柞蠶場輪伐更新及 整枝修剪產生大量的柞樹枝葉大多沒有得到很好 1 h,提取溫度55℃的條件下,比較不同的提取劑 對單寧提取率的影響,選擇合適溶劑作為提取劑。 2)提取方法:精確稱取適量上述制備的柞樹 葉(枝)粉末于錐形瓶中,加入一定比例的提取劑, 的利用而被浪費。為充分利用柞樹資源,提高柞 蠶產業附加值,本文重點研究了柞樹單寧提取工 藝及不同柞樹種類之間單寧含量的比較,旨在為 混勻,置于恒溫水浴鍋中浸提,紗布過濾得到濾液 備用。 收稿日期:2014-05-22 資助項目:遼寧省大學生創新創業訓練項目(201310157038);現代農業產業技術體系建設專項(蠶桑);沈陽市發改委科研項目 (2O11—154) 作者簡介:張娜(1991一),女,本科生。 通信作者:秦利(1963一),教授,博士生導師。 ?試驗研究? 張娜等:柞樹單寧的提取及柞樹品種間單寧含量的比較 19 1.2.3柞樹單寧的測定【6銣 1)Folin—Denis顯色劑的配制:稱取鎢酸鈉 50 g,磷鉬酸10 g,加入蒸餾水375 mL溶解,加入 85 磷酸25 mL,酒精燈加熱回流2 h,冷卻后定 容至500 mL,棕色瓶貯存(常溫下可保存14 d)。 2)碳酸鈉溶液配制:稱取無水碳酸鈉 (Na CO。)37.5 g溶于250 mL溫水中,混勻、冷 卻,稀釋至500 mL,過濾到儲液瓶中備用(室溫下 可保存7 d)。 3)單寧酸標準曲線的繪制:稱取單寧酸0.1 ±0.001 g,蒸餾水定容至100 mL,作為單寧酸儲 備液;從標準品中準確吸取10 mL稀釋定容至 100 mL,作為單寧酸標準使用液,濃度為100 mg/L。精密吸取單寧單寧酸標準使用液0 mL、 0.5 mL、1 mL、2 mL、3 mI 4 mL、5 mL和6 mL, 分別置盛有約3O mL水的50 mL容量瓶中,加F D顯色劑2.5 mL,再加碳酸鈉溶液5.0 mL,分 別用蒸餾水定容至5O mI ,搖勻。單寧酸標準溶 液濃度分別為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℃范圍內,放置30 min顯色后,用1 cm比色 皿在755 nm波長處測定標準系列溶液的吸光度 A,繪制標準曲線。 4)柞樹單寧的測定方法:準確吸取一定量的 待測樣品液,以空白試劑作參比(0 mg/L),與標 準溶液同法測吸光度,根據標準曲線計算單寧的 提取率。 5)單寧提取率( )的計算公式: 單寧(%)一 ×100% 其中,w為柞樹樣的質量(mg);V 為提取液 總體積(mL);V。為比色時所吸提取液體積 (mL);P為從標準曲線查得的提取液所含單寧 (mg/P一0.1x,X為單寧酸標準曲線的橫坐標 值)。 6)單因素試驗:以遼東櫟綠葉樣品為材料,料 液比采用1:10、1:15、1:20、1:3O和1:40五 個水平,浸提時間采用1 h、1.5 h、2 h、2.5 h和3 h五個水平,浸提溫度采用35℃、45℃、55℃、65 ℃和75℃五個水平,分別進行單因素試驗。 7)正交試驗:為了驗證各單因素間的相互作 用效果,選用對單寧得率影響較大的料液比、提取 時間、提取溫度3個因素進行三因素三水平L。 (3。)正交試驗,確定提取柞樹中單寧的較優工藝 參數。所采用的材料是遼東櫟綠葉樣品。 1.2.4數據分析 試驗數據采用SPSS16.0統計軟件進行統計 分析,F檢驗采用單變量多因子方差分析,多重比 較用duncans法Ⅲ9]。 2結果與分析 2.1單寧酸標準曲線的繪制 以吸取標準溶液的體積為橫坐標,吸光度為 縱坐標作圖,得到單寧酸標準曲線(圖1)。標準 方程為:y一0.0644x+0.0056,相關系數R 一 0.9981,單寧酸在0~12 mg/L,呈現良好的線性 關系,能滿足測定柞樹中單寧含量需要。 單寧酸毫升數(mL) 圖1單寧酸標準曲線 2.2柞樹單寧提取的單因素試驗 2.2.1 提取劑對單寧溶出效果的影響 柞樹中的單寧物質為分子量較大的水溶性多 酚類物質,具有很強的極性,極易溶于有機溶劑,因 此,可利用它在這些溶劑中的高度溶解性,選取適 當溶劑將單寧最大限度的溶出。料液比1:20、提 取時間1 h、提取溫度55℃,考察了8O 乙醇(含 1 鹽酸)、70 丙酮(含1 鹽酸)和7O 甲醇(含 1 鹽酸)3種溶劑的提取效果,如圖2所示。 由圖2可知,不同提取劑提取柞樹單寧的提 取率差異明顯,以80 乙醇(含1 鹽酸)效果為 最好,與其他2種提取劑的提取率差異達到極顯 著水平(p<O.01),提取率為3.5000±0.0854 , 而選擇對單寧溶解性好、提取率高的乙醇溶液作 為提取劑。 20 北方蠶業2014,35(2) ?試驗研究? 由圖4可知,在2 h之內,隨著提取時間的增 加,柞樹單寧提取率也有所增加,2~2.5 h內,增加 趨勢有所下降,3 h處提取率達到最高,并且提取率 差異與1 h和l_5 h達到極顯著水平(p<O.01),而 與2 h和2.5 h的提取率差異不顯著,所以,本試驗 初步選擇經濟合理的提取時間為2 h,提取率為 80%乙醇(古I%鹽酸)70%丙酮(臺1%鹽酸)70%甲醇(舍1%鹽酸) 8.7515±0.3171 9/6。2 h后柞樹單寧的提取率有所 提取荊 下降并逐漸趨于平衡。 注:標注不同大寫字母表示差異極顯著(p<0.01)、 不同小寫字母表示差異顯著(p<O.05),下同。 圖2 不同提取劑對柞樹單寧提取率的影響 2.2.2料液比對單寧提取率的影響 在提取溫度55℃,提取時間1 h,8O%乙醇 (含1 鹽酸)作為提取劑的條件下,改變液料比, 考察其對柞樹單寧提取率的影響,結果見圖3。 圖3 料液比對柞樹單寧提取率的影響 由圖3可知,料液比在1:20時提取量明顯 最高,與其他4個比例的料液比提取率差異達到 極顯著的水平(p<0.01),提取率為1.6265± 0.0109 7/6。料液比的上升會增加單寧的溶出量, 到達一定比例后,上升的幅度明顯下降。 2.2.3 提取時間對單寧提取率的影響 在提取溫度55℃、料液比為1:15、80 乙醇 (含1 鹽酸)作為提取劑的條件下,改變提取時 間,考察其對柞樹單寧提取率的影響,結果見圖4。 ^ V 瓣 圖4提取時間對柞樹單寧提取率的影響 2.2.4提取溫度對單寧提取率的影響 在選取提取時問為2 h、料液比為1:I5、 80 乙醇(含1 鹽酸)作為提取劑的條件下,改 變提取溫度,考察其對柞樹單寧提取率的影響,結 果見圖5。 提取溫度(℃) 圖5提取溫度對柞樹單寧提取率的影響 由圖5可知,伴隨著溫度的上升單寧提取率 明顯上升,65℃時提取率達到最高,之后提取率 出現下降。65℃時提取率為9.9783±0.6175 , 且與其他溫度下的提取率的差異達到極顯著水平 (p<O.01)。溫度升高有利于溶劑滲入到原料內 打開單寧一蛋白質的連接鍵,溫度過高可能導致 柞樹單寧部分被氧化,從而降低了提取率。 2.3柞樹單寧提取的正交試驗 在單因素試驗的基礎上,確定影響單寧提取 率的因素主要有提取溫度(A)、提取時間(B)、料 液比(C),以上因素既互相影響又互相制約,因 此,為得出單寧提取的較優工藝條件,進行了L。 (3。)正交試驗。試驗的因素和水平見表1,試驗 結果見表2。 表1 L。(3。)正交試驗因素、水平表 ?試驗研究? 0 張娜等:0 柞樹單寧的提取及柞樹品種間單寧含量的比較 媳R 21 寧的總量的76.562 ,第2次提取的量占所提總 表2 L。(3。)正交試驗結果 單寧的18.841%,2次所提的單寧占所提總單寧 試驗號 A 1 因素 B 1 2 1 2 2 2 3 0 單寧提取率 C 1 2 3 的95.403%,從生產角度考慮柞樹單寧的提取次 數以2次為宜。 ( ) 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 提取次數(次) 圖6提取次數對柞樹單寧提取率的影響 8.387 8.853 0.520 2.5不同柞樹的綠葉、落葉和枝條中單寧含 量的比較 由表3、圖7可以看出,五種柞樹(蒙古櫟、 根據表1、表2的極差分析可知,所定的3個 因子的極差大小順序為:A>B>C,通過極差分 槲、遼東櫟、銳齒槲櫟和麻櫟)的綠葉中單寧含量 均明顯高于落葉和枝條中的單寧含量,所以選用 柞樹綠葉作為整個試驗過程中的原料是非常合理 且正確的。 析計算,得出的較優組合為AsB。C ,即提取溫度 75℃,提取時間2.5 h、料液比1:15。 2.4提取次數對柞樹單寧提取率的影響 選擇提取劑為8O 乙醇(含1 鹽酸)、提取 綠葉中的單寧含量從高到低為:麻櫟>遼東 櫟>蒙古櫟>銳齒槲櫟>槲;落葉中的單寧含量 溫度為75℃、提取時間2.5 h、料液比1:15作為 柞樹單寧提取工藝,比較不同提取次數對柞樹單 寧提取率的影響,結果見圖6。 從高到低為:麻櫟>蒙古櫟>槲>遼東櫟>銳齒 槲櫟;枝條中的單寧含量從高到低為:麻櫟>槲> 銳齒槲櫟>蒙古櫟>遼東櫟。 由圖6可知,第1次所提單寧的量占所提單 表3不同柞樹組織單寧含量EE較(mg/g樣品)(又±SD) 注:同行之間數據肩標不同大寫字母表示差異極顯著(p<O.01),同行之間數據肩標不同小寫字母表示差異顯著(P <0.05) 3討論 法、比色法等,現代測定方法有高效液相色譜法、 薄層掃描法、原子吸收分光光度法等_1 。本試驗 目前植物單寧提取的方法一般有溫水提取、 單寧的提取采用有機溶劑萃取法,該方法不需要 特殊的儀器,應用比較簡單,具有快速、簡便、成本 低廉、方便實用等特點。但是,該方法存在著產品 安全性低、耗時長、提取率低等缺點[1 。本研究 有機溶劑萃取法、超聲波法、微波法、超臨界流體 萃取和半仿生提取法等 。單寧含量測定方法 也較多,經典測定方法有皮粉吸附法、干酪素法、 氧化滴定法、膠體滴定法、絡合滴定法、分光光度 主要對柞樹單寧粗提物質進行了研究,而單寧通 22 北方蠶業2014,35(2) ?試驗研究? 常是成分復雜的混合物,不同分子量范圍的單寧 有不同的適用領域,且單寧的提取還會受到外界 的因素影響,改變其外部條件,改善其提取工藝, 便可逐步提高單寧的提取率,提高工業生產的效 益。總之,柞樹是一種含量豐富的植物源單寧來 [4]李東升,張力平.植物單寧的生理活性及其研究進展 EJ-1.科技信息,2006(5):8. Es]張國德,姜德富?中國柞蠶[M].沈陽:遼寧科學技術 出版社,2003:7-9. [63李靜,聶繼云,李海飛,等?蘋果果實單寧Folin-- 人這對于促進經濟發展和保護環境都具有重要 柞 蘭寧 研究與 發還有待進一步深 ,法測定飼料中的單寧[J].飼料工業,光光度 2o12,33(7): 意義。 參考文獻 [1]孫達旺?植物單寧化學[M]?北京:中國林業出版 社,1992? 5155. [8]楊秀平,尉芹,辛轉霞,等.單寧提取與測定實驗的改 進[J]科教文匯,2007(2):lOO. .E93馬育華,盧宗海,莫惠棟,等.田間試驗和統計方法 [M]北京:農業出版社,1994:94一100. .[2]石碧,狄瑩.k ̄EM].北京:科學出版社,2000. [103錢彩虹吳謀成.植物單寧制備方法研究進展[J]. 現代農業科學2009,16(3):54—56. ,,[3]張亮亮,汪詠梅,徐曼,等?植物單寧化學結構分析方 法研究進展[J].林產化學與工業,2012,32(3):107一 116. [11]王全杰任方萍,高龍.植物單寧的含量測定方法 [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頁) 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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