亚临界萃取枇杷叶中三萜类化合物以及其动力学研究

来源 :江南大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:kongct_2006
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枇杷叶,指枇杷(Eriobotrya japonica)的干燥叶,是中国传统的中药材。药理学研究表明,枇提叶的抗癌、抗炎和降血糖作用,与其三萜类化合物(PTTs)成分密切相关,其中以熊果酸、克罗索酸(CA)为主要的有效成分。近年来,肥胖和糖尿病成为全球性的健康问题,使植物来源的PTTs关注度和需求量日益提高。然而,当前PTTs主要提取工艺主要为有机溶剂萃取法,这类方法不仅选择性低、时间和经济成本高,一些有机溶剂的使用还易造成对环境的污染和消费者健康的潜在危害。面对这一现状,本研究拟以枇杷叶为研究对象,以水为萃取介质,研究亚临界流体萃取下PTTs的萃取规律,从而建立高选择性,高提取效率,低成本且环境友好的PTTs亚临界流体萃取新技术。第一,比较了传统有机溶剂萃取工艺与超声-微波结合萃取法(UMAE)下对枇杷叶中PTTs的萃取效率。结果表明,UMAE下熊果酸和克罗索酸提取率显著高于前者,分别为0.57±0.01%for UA and 0.34±0.02%for CA,二者含量较直接溶剂萃取法高1.7倍,较索氏抽提法高1.4倍。同时,三种萃取工艺中,相较于较直接萃取法(400 mL 90%甲醇,4h)和索氏抽提(150 mL 90%甲醇,24h),UMAE下仅消耗90%甲醇100 mL,整个萃仅为7.5 min,显著提高了萃取效率。第二,以亚临界水为萃取介质,建立了枇杷叶中PTTs的亚临界流体最优萃取方法。首先,考察了温度(100-250°C)、压力(4-10 MPa)、时间(5-90 min)、流速(33.33-50.00 mL/min)等萃取条件对PTTs萃取率的影响,结果表明150-200°C、10 MPa、萃取时间为30-60 min有利于枇杷叶中PTTs的有效提取。其次,分别利用正交法获得了静态萃取,动态萃取和动静结合最优化萃取条件。结果表明,200°C、10 MPa下静态萃取10 min后以41.67 mL/min动态萃取20 min可获得的最高PTTs萃取物,为25.02±0.71 mg/g。第三,亚临界流体萃取方法在中国和坦桑尼亚干枇杷叶PTTs萃取中的应用。结果表明,180-200°C下两种枇杷叶中PTTs提取率达到最高达到90%,含量分别为25.02±0.71 mg/g(中国)和26.05±1.74mg/g(坦桑尼亚)。萃取温度进一步升高会造成提取效率下降,250°C下PTTs萃取率仅为50%。第四,亚临界流体萃取法与有机溶剂萃取法的选择性比较。利用UPLC PDA QTOF MS对不同萃取方式下的粗提物组分进行定性分析,获得其组成均包括多酚、类黄酮和三萜类化合物物质。然而,不同萃取方式下,PTTs的含量差别显著,亚临界流体萃取下PTTs得率为传统有机萃取下的1.7倍。第五,进行了亚临界水PTTs萃取动力学研究。利用二阶动力学方程,建立了亚临界水萃取PTTs提取率计算模型。180℃下,CA预测产率为5.28±0.04 mg/g,在200℃下,UA预测产率为7.20±0.09 mg/g,均与实验值5.38±0.12 mg/g和7.20±0.11 mg/g一致,平均相对误差2.2-4.1%,R2=0.9798,证明模型有效。由于本实验所使用亚临界流体设备为工业量级,因此,该模型可以作为在食品工业中以工业规模扩大亚临界水萃取技术的初步工具。本研究建立了枇杷叶中PTTs的超声-微波结合萃取方法,为传统有机溶剂萃取技术的改进提供理论依据。建立了枇杷叶中PTTs的亚临界流体萃取方法,并深入研究了萃取机制和规律,通过建立动力学模型实现萃取率的快速预测和萃取方法的优化,为亚临界流体技术在植物功能性成分的提取及其在工业生产的应用中,提供了方法支持和理论指导。
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