一种从甘薯块根中提取黄酮的方法

技术领域

本发明属于甘薯块根中有效成分提取技术领域，具体涉及一种从甘薯块根中提取黄酮的方法。

背景技术

甘薯(Ipomoea batatas)为被子植物门，旋花科番薯属的一年生草本植物，甘薯作为我国第四大粮食作物，具有高产且适应性强的特点，与工农业生产和人民生活关系密切。甘薯块根除作主粮外，也是食品加工、淀粉和酒精制造工业的重要原料，此外，甘薯的根、茎、叶又是优良的饲料。近年来，国内外研究表明，甘薯具有防癌、抗氧化、预防和治疗心血管疾病等药用功能还具有降血脂止血和增加血小板等功能。甘薯被世界卫生组织推荐为理想的天然保健食品。

黄酮类化合物(flavonoids)，简称类黄酮，它们几乎存在于所有的绿色植物中，多数以苷的形式存在，少数以游离的苷元形式存在。黄酮类化合物是具有C6-C3-C6基本骨架的一类化合物，其化学结构中C3部分可以是脂链，或与C6部分形成六元或五元环，黄酮类化合物泛指这种两个苯环通过中央三碳链相互连接而成的一系列化合物。根据其中央三碳的氧化程度、B环的取代位置(2-或3-)以及三碳链是否构成环状等特点，可分为黄酮醇(flavonol)、黄酮(flanone)、黄烷酮(flavanone)、黄烷醇(flananol)、花色苷(anthocyanin)、异黄酮(isoflavone)、二氢黄酮醇(dihydroflavonol)以及查尔酮(chalcone)等八大类。其中，黄酮和黄酮醇为最常见的黄酮类物质。而黄烷酮、黄烷醇类、二氢黄酮以及二氢查尔酮类化合物由于在自然界的分布相对有限，被认为是一类微量黄酮类化合物。

甘薯独特的营养保健作用曾一度被人所忽视。上世纪80年代初，日本科学家研究认为，甘薯抗癌作用位居40种蔬菜之首。此后，发达国家都将其视为天然营养保健食物。詹沛鑫等在国内首次用活性氧法及滤纸硫氰化铁新方法研究证实了甘薯对大豆油具有很强的抗氧化活性，并确定其有效成分为多酚，其中黄酮类化合物就是主要作用成分。黄酮类化合物具有降低毛细血管脆性及异常通透性、降血脂及胆固醇、抗炎、抗病毒、抗癌、保肝等功效，尤以对心脑血管系统的治疗作用而倍受重视。目前，有关甘薯黄酮类物质的研究还鲜见报道。因此，提供一种从甘薯块根中高效提取黄酮类物质的方法，可以为甘薯黄酮类物质的开发与利用奠定基础。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种从甘薯块根中提取黄酮的方法。

为了达到上述目的，采用如下技术方案：

一种从甘薯块根中提取黄酮的方法，步骤如下：

将甘薯块根碎块样品，放入冷冻干燥机中预冷至-24℃，使用冷冻干燥机对样品进行避光真空冻干；将冻干后的甘薯块根样品使用粉碎机打磨成粉，然后加入无水乙醇-冰醋酸溶液，超声辅助浸提；对提取液进行过滤，最后进行氮吹浓缩即得甘薯块根中黄酮物质。

在一个具体的实施例中，所述无水乙醇-冰醋酸溶液为100mL无水乙醇中加入5mL冰醋酸。

在一个具体的实施例中，所述超声处理为室温条件下超声35min。

在一个具体的实施例中，所述的氮吹浓缩为室温条件下氮吹浓缩6-8h，气流量为0.5hpa。

在一个具体的实施例中，为了充分提取黄酮，向过滤后的沉淀中添加无水乙醇-冰醋酸溶液，重复超声辅助浸提步骤3次；将所有滤液混合后，进行氮吹浓缩。

在一个具体的实施例中，所述无水乙醇-冰醋酸溶液的添加量为料液比1:4。

在一个具体的实施例中，所述甘薯为泰紫薯、济26、西瓜红中的至少一种。

上述方法提取的黄酮物质。

上述的黄酮物质在制备具有抗氧化功能的制剂中的应用。

本发明技术方案的优点

本发明中，对于甘薯黄酮类物质的提取相较于传统方法有三点优势，第一，摒弃传统方法中对于甘薯样品采用高温烘干处理的方法，本发明采用避光冷冻干燥的技术对甘薯样品进行处理，因黄酮类物质在高温条件下会较快分解，使用传统高温烘干的方法对样品进行处理会导致甘薯块根中的黄酮类物质的损耗，因而导致黄酮类物质的提取/测定数值产生偏差；第二，对提取黄酮类物质的溶剂进行改良，传统方法中单使用不同浓度的乙醇对甘薯块根中的黄酮类物质进行提取，因黄酮类物质较不稳定且多为酸性，本发明使用无水乙醇加冰醋酸作为溶剂的方法使黄酮类物质更加稳定；第三，传统提取黄酮类物质多采用旋蒸的方法进行浓缩，效率较低；温度较高会导致黄酮类物质分解且不易将提取出的黄酮类物质进行转移，针对这几点问题，本发明采用氮吹浓缩的方法对甘薯块根中溶于溶剂的黄酮类物质进行浓缩，有着时效快，温度低，可避光处理且无需转移的优点。

附图说明

图1为不同干燥方法对甘薯块根中黄酮类物质含量测定的影响；

图2为不同浸提剂对甘薯块根中黄酮类物质提取的影响；

图3为液相色谱与质谱联用的方法测定“西瓜红”中的黄酮类物质的种类。

具体实施方式

在本发明中所使用的术语，除非有另外说明，一般具有本领域普通技术人员通常理解的含义。

下面结合具体实施例，并参照数据进一步详细的描述本发明。以下实施例只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制本发明的范围。

实施例1

“泰紫薯”紫心甘薯中黄酮类物质的提取

1.将紫心甘薯块根洗净；迅速切碎，得到甘薯块根碎块样品；

2.将步骤1的甘薯块根碎块样品放入冷冻干燥机中预冷至-24℃，使用冷冻干燥机对样品进行避光真空冻干27小时，得到甘薯冻干样品；将甘薯冻干样品装入塑封袋中并-4℃避光保存；

3.将冻干后的样品使用粉碎机打磨成粉，因冷冻干燥后的甘薯粉末较脆，高速粉碎机粉碎30s后取出，无需过筛，装入塑封袋中并-4℃避光保存；

4.取5g已经磨粉的甘薯块根冻干样品装至50mL离心管中，三次重复；

5.每份样品按照1:4料液比加入20mL无水乙醇-冰醋酸溶液(100mL无水乙醇加入5mL冰醋酸)；

6.使用超声波清洗器室温条件下超声35min，超声清洗器中蒸馏水液面需与离心管中的样品溶液液面平齐或超过溶液液面；

7.使用定性滤纸对步骤6处理后的样品溶液进行过滤，过滤至100mL锥形瓶中；

8.重复5、6、7步骤3次，注意在前2次过滤时尽量不要倒出样品中的沉淀，最后一次超声-过滤时将全部液体倒出滤完，最终合并滤液；

9.室温条件下使用氮吹浓缩仪对上述滤液室温条件下氮吹浓缩6-8h，气流量为0.5hpa；

10.得到紫心甘薯块根中的黄酮类物质，记录所得黄酮类物质的质量为1.76g，若需保存，需避光-20℃低温保存。

不同干燥方法对甘薯块根中黄酮类物质含量测定的影响

分别采用避光冷冻干燥和高温烘干的方法处理甘薯“西瓜红”的块根，处理后的甘薯块根样品粉碎成粉末状，采用紫外分光光度计测定甘薯块根中黄酮类物质的方法分别测定不同干燥方法处理的甘薯块根样品中的黄酮类物质的含量。

其中，避光冷冻干燥处理甘薯“西瓜红”块根的方法为：甘薯块根碎块样品放入冷冻干燥机中预冷至-24℃，使用冷冻干燥机对样品进行避光真空冻干27小时，得到甘薯冻干样品；高温烘干的方法处理甘薯“西瓜红”块根的方法为120℃杀青1h，75℃至完全烘干。

测定结果如图1所示，由图1可知，采用避光冷冻干燥法处理的甘薯块根样品，经测定其中的黄酮类物质的含量为4.98mg/g；采用高温烘干的方法处理的甘薯块根样品，经测定其中的黄酮类物质的含量为1.28mg/g。由此可知，避光冷冻干燥后的甘薯块根粉末所测得黄酮类物质显著高于高温烘干后的甘薯块根粉末，说明避光冷冻干燥方法可以一定程度上防止甘薯块根中黄酮类物质的分解。

不同浸提剂对甘薯块根中黄酮类物质提取的影响

采用甘薯“济26”为样品，将甘薯块根洗净；迅速切碎，得到甘薯块根碎块样品；将甘薯块根碎块样品放入冷冻干燥机中预冷至-24℃，使用冷冻干燥机对样品进行避光真空冻干27小时，得到甘薯冻干样品；将冻干后的样品使用粉碎机打磨成粉，因冷冻干燥后的甘薯粉末较脆，高速粉碎机粉碎30s后取出，无需过筛；取已经磨粉的甘薯块根冻干样品装至50mL离心管中，按照1:4料液比分别加入20mL无水乙醇-冰醋酸溶液(100mL无水乙醇加入5mL冰醋酸)或70％乙醇进行提取；使用超声波清洗器室温条件下超声35min，超声处理完成后使用定性滤纸对样品溶液进行过滤；重复浸提超声、过滤步骤3次，合并最终获得的滤液后，氮吹浓缩。采用紫外分光光度计法分别测定不同浸提剂处理的甘薯块根样品中黄酮类物质含量如图2所示。

由图2可知，使用无水乙醇+冰醋酸的提取方法的黄酮含量为3.28mg/g；使用70％乙醇的提取方法的黄酮含量为2.65mg/g。使用无水乙醇+冰醋酸的提取方法的黄酮含量略高于使用70％乙醇的提取方法，这是说明使用无水乙醇+冰醋酸作为溶剂相较于70％乙醇作为溶剂可以使甘薯块根中的黄酮类物质更加稳定。

实施例2

“西瓜红”甘薯中的黄酮类化合物的提取

1.将甘薯品种“西瓜红”块根洗净；迅速切碎，得到甘薯块根碎块样品，放入冷冻干燥机中预冷至-24℃；

2.使用冷冻干燥机对样品进行真空冻干24小时，得到甘薯冻干样品；将甘薯冻干样品装入塑封袋中并-4℃避光保存；

3.将冻干后的样品使用粉碎机打磨成粉装入塑封袋中并-4℃避光保存；

4.取5g已经磨粉的甘薯块根冻干样品装至50mL离心管中，三次重复；

5.每份样品按照1:4料液比加入20mL无水乙醇-冰醋酸溶液(100mL无水乙醇加入5mL冰醋酸)；

6.使用超声波清洗器超声35min，超声清洗器中蒸馏水液面需与离心管中的样品溶液液面平齐或超过溶液液面；

7.使用定性滤纸对样品溶液进行过滤，过滤至100mL锥形瓶中；

8.重复5、6、7步骤3次，注意在前2次过滤时尽量不要倒出样品中的沉淀，最后一次超声-过滤时将全部液体倒出滤完，最终合并滤液；

9.室温条件下使用氮吹浓缩仪对上述滤液进行氮吹浓缩；

10.得到甘薯品种“西瓜红”块根中的黄酮类物质，若需保存，需避光-20℃低温保存。

11.使用液相色谱与质谱联用的方法测定“西瓜红”中的黄酮类物质的种类。

液相色谱质谱图如图3所示：图3中从上往下依次为液相色谱图、质谱图和在正离子范围内响应得到的质谱图。其中液相色谱图，横坐标为保留时间，纵坐标为毫吸光度，可以看出，使用上述提取方法提取出的黄酮类物质纯度合适进行下一步的质谱操作。质谱图中TIC(Total Ion Chromatography)为总离子流谱图，是将每个时间点质谱图中所有离子的强度加和后连续描绘得到的图谱，图中横坐标为各组分代谢物在质谱谱中的保留时间，纵坐标为该时间点的总离子强度，是使用液相色谱-质谱联用方法测得的各种质荷比的离子总数和随时间变化的曲线。在正离子范围内响应得到的质谱图，可以看出，在黄酮类物质响应时间中，出峰较多，在“西瓜红”甘薯块根中存在着多种黄酮类物质。对于黄酮类物质的逐一分辨，还需下一步分析工作进行支撑研究。

通过液相色谱图来看，通过上述提取方法所提取出的“西瓜红”块根中黄酮类物质出峰状况良好，证明该提取方法可以有效对甘薯块根中的黄酮类物质进行提取；通过质谱图可看出黄酮类物质的小峰较多，说明通过上述提取方法可以对较多种类的黄酮类物质进行有效提取。总体来说，通过上述提取方法对甘薯块根中黄酮类物质进行提取可以方便地进行下一步的代谢组学分析研究。

对比例1

传统方法提取“西瓜红”甘薯中的黄酮类化合物

1.将甘薯品种“西瓜红”块根洗净；迅速切碎，得到甘薯块根碎块样品，高温烘干，所述的高温烘干为120℃杀青1h，75℃至完全烘干；

2.将烘干后的样品使用粉碎机打磨成粉装入塑封袋中并-4℃避光保存；

3.取5g已经磨粉的甘薯块根烘干样品装至50mL离心管中，三次重复；

4.每份样品按照1:4料液比加入20mL 70％乙醇溶液；

5.使用超声波清洗器超声35min，超声清洗器中蒸馏水液面需与离心管中的样品溶液液面平齐或超过溶液液面；

6.使用定性滤纸对样品溶液进行过滤，过滤至100mL锥形瓶中；

7.重复4、5、6步骤3次，注意在前2次过滤时尽量不要倒出样品中的沉淀，最后一次超声-过滤时将全部液体倒出滤完，最终合并滤液；

8.室温条件下使用氮吹浓缩仪对上述滤液进行氮吹浓缩；

9.得到甘薯品种“西瓜红”块根中的黄酮类物质，若需保存，需避光-20℃低温保存。

采用紫外分光光度计法分别测定实施例2和对比例1所述方法提取的甘薯块根样品黄酮类物质的含量和回收率如表1所示。

表1

由表1可知，使用本发明实施例2所述方法最终提取出的甘薯块根黄酮类物质的含量明显高于传统方法。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。