（林产化学加工工程专业论文）迷迭香中迷迭香酸的提取纯化及提取物活性测定的研究.pdf

迷迭香中迷迭香酸的提取纯化及提取物 活性测定的研究 摘要 迷迭香是原产地中海沿岸的多年生常绿小灌木，是一种属于唇形科的天然 香料植物；目前在我国很多地区都有种植。迷迭香含有多种具有生理活性的化 学成分，其中的迷迭香酸是一种含量较高的生理活性成分。本文研究了迷迭香 中迷迭香酸的提取、纯化方法及迷迭香提取物的抗氧化性，为迷迭香酸的工业 化生产提供了理论依据。 在常规热回流提取工艺的基础上本文研究了超声波辅助微波法提取迷迭 香酸的新工艺，得到实验室提取迷迭香酸的最佳工艺条件为：迷迭香干叶破碎 至2 0 目，用1 5 乙醇作溶剂，料液比为1 ：5 ( w v ) ，超声波预处理1 0 曲，然后 进行微波法提取，微波功率为5 4 0 w ，辐射时间为6 血，共辐射4 次。迷迭香 酸的提取率可达到9 4 5 4 ，结果表明采用超声波辅助微波法提取迷迭香酸与 传统的提取工艺相比，具有提取率高，提取时间短和节能等优点。 迷迭香酸的纯化工艺选用o 2 p m 陶瓷膜进行微滤提取液；用x - 5 大孔树 脂富集迷迭香酸：控制流速为4m l m i l l 以上样1 5 0 0n 1 l 膜透过液，用7 5 酒 精进行洗脱1 3 0 0 i n l ，结果表明x 5 树脂对迷迭香酸的富集效果较好；富集后 的料液选用正丁醇为萃取剂进行纯化：萃取的料液固含量为1 4 2 9 左右时， 选用正丁醇进行萃取迷迭香酸，萃取剂用量为料液体积的1 5 倍，萃取时间为 2 0 面n ，萃取两次；最后通过重结晶得到迷迭香酸纯品，用高效液相色谱法测 产品纯度可达9 6 8 2 。 本文还测定了制得迷迭香酸产品的还原能力，清除超氧阴离子自由基的能 力，发现迷迭香酸产品抗氧化性能良好，并利用料渣提取脂溶性抗氧化剂，测 试了脂溶性抗氧化剂的抗氧化能力，完善了迷迭香的综合利用。 迷迭香酸的整个提取纯化工艺流程简便，能耗低，所得迷迭香酸产品纯度 高，为迷迭香酸的生产提供了理论依据。 关键词：迷迭香迷迭香酸提取纯化抗氧化 t h es t u d yo ne x t r a c t i o no fr o s m a r i n i c a c i df r o mr o s e m a r ya n dt h e i r a n t i o x i d a n ta b i l i t yo ft h er o s e m 【a r y a n t i o x i d a n t a b s t r a c t r o s e m a d ，僻d 册l 口，疃悖淞咖泐z 缸l ) ，锄e v e 唱r e e l ls h r d b ，w h i 6 hi san a t 毗谢s p i c e b e r 巧o f n l ef i 锄i l yl a b i 出屺，c o n t a i n e dm 锄yk 讯d so f b i o - a c t i v es u b s 伽c e s o n eo f 廿l e 蛐b s t a n c 髂w 豁 s m a r i n i ca c i 也w h i 6 hh a dv e d ，s h 0 n g 觚t i o x i d a ma b i l i 哆h l l i sp a p e r 也e 慨h n i c so fe ) 【仃a c t i o n 锄dp u r i f i c a t i o no fr o 锄耐n i ca c i d ( r 0 s a ) 劬mm s e m a d ，锄d 廿l e 锄t i o x i d 锄ta b i l 时o f 吐l e e x 廿a c tw e l es t u d i e d f i r s t l y ，m ee x t 瑚枷o no fr o s m a r i i l i ca c i d 丘d mr o s 锄a d ，w i mm i c r o w a 、，ea n du l 仃器o n i c w a v ew 舔s t i j d i e d t h er e s u l t ss h o w e dm a tt l l eo p t i i n a l 懿触c t m gt e c h n o l o 萄c a lc o n d i t i o n sw e r e f o l l o w s ：2 0m e s h 汹m m i i l u t e ds 协，m e s h ) ，l5 ( 劬锄o lc o n c e n 似i o n ，v ，v ) ，础oo fl i q u i dt 0 m a t e r i a l l ( 5 ：1 ) ，l om i i l ( t h et i m eo fu l 嘶1 1 i cc e l l sb r o k e l l ) ，5 4 0 w 仲ep o w e ro fm i c r o w a v e ) ，4 t i r i l 懿( e 斌均c t i i l gt i i i l e s ) a n d6m i l le a c h 劬e u n d e rt i l e c o n d i t i o n s ，m ee 】( n 锨i n gr a ：t eo f r 0 锄a r i n i c i dc o u l dr e a c h9 4 5 4 i ts h o w e dn 斌也i sm e t h o dh a dt i l ea d v 锄t a g 骼o fs h o r t e x 疵i c t i i l gt i r i l e ，h i g l ly i e l d 锄dl o w 啪s tf - 0 re x 的c t i o no fr o 锄撕n i c i d s 似m d l y m e0 p t i m a lc o n d i t i o 璐o fp 嘶f i c a t i w e r es t u d i e de x p 嘶m 睨衄l y 1 1 1 e 删0 n l i q u i dw 舔c l 撕f i e db yc e 舳i cm i c r 0 6 l t e r 锄du s e dx 5m a c r 0 】舯u sa b s 0 r p t i o n 他s i nt o c o n c e n t r a t cr o s m 撕n i c i d t h eo m h a la d s p t i o nc o n d i t i o 璐袱鹏d 蜘i i l e d ：w h 廿l e a d s 0 币t i o ns p e e dw 觞4r n l m i i l ，廿l e 陀s i l lc o u l da b s 0 而1 5 0 0i i l le x 劬蜕i o nl i q u i d ，锄d1 3 0 0 m l 7 5 e t l 瑚o i 、) i ，蜀略u s e dt od e s o r b t h i r d l y ，廿l eg 血e dc o n c e n 的t i o ns o l u t i o nw 嬲p u r i f i e db yn o m a jb u t 锄o l ，a n d l eb e s t c o n d i t i o no fe ) 删i o nw 弱：w h e n 廿l es 0 l i dc o n c e n 眦i o nw 觞1 4 2 9 ，p l 扣3 ，e x 昀c t i o nt i m e w 觞2 0 m i i l t l l ev o l 啪em t i oo fs 0 l u t i o nt 0n o m a lb u t 锄o lw 私l ：1 5 ，l ee ) ( t r a c t i o nt i m e sw 弱2 f i n a l l y n l ec d ，s t a l l i z a t i o nm e t l l o dw 笛删t 0t l l e 缸胁e rp u r i 锣t 0g a i l lt l l ep u p r o d u c t s 1 1 1 eq 吼l i t a t i v e 锄a l y s i sb yh p l cs h o w e dt l l a tm ec o n t e n to f 廿l ef i n a lr o s m a r i n i ca c i dp r o d u c t s m w 鹊9 6 8 2 ( w w ) f u r t h 锄o r e ，n l e 鲫t i o x i d a n ta c t i v i t i e so fr o s e m a d ，e ) ( t r a c tw 笛s t u d i e d t h er o s m a 血i ca c i d p 川u c t s 擒dag o o da n t i o 】【i d a ma ：b i l i 哆l o u g hi ts h o 砌s l i g l l t l yl o w e r 川u c 证gp o w 凹a n d s c a v e n 百n ga b i l 时0 ns u p e r o x i d er a d i c a l ( o 呓) 廿l 锄a s c i d 而i ca c i d a n di i lo r d e rt 0m a l 【en l eb e s t 瑚eo fr o s e m a r y ，n l el i p i d - s o l u b l e 锄t i o x i d a n tw e ) ( t i 钗珀e d 的mn l em a l e r i a ld r e g s a ni i la l i ，廿l ep u r 时o fr 0 s m a r i i l i c i dp r o d u c t sw 私h i 班1 1 1 ew h o l et e c i l i l i c sw e r es h o r t 锄de 舔yt 0u i l d e r t a l ( ei l lf - a c t 0 巧w h i c hh a da9 0 0 df i m 鹏i i li n d u 始a l 印p l i c a t i o n k e yw o r d s ：r o s e m a 巧； r o s m a r i l l i ca c i 出 e x 仃：知c t j o n ；叫f i c a t i o n ；a 1 1 t i o x i d a n t a b i l 毋 符号说明 符号意义 吸光系数； 吸光度； 解吸液的吸光度 吸附前溶液的吸光度 吸附后溶液的吸光度 迷迭香酸在3 2 2 n m 处的吸光度 液层厚度； 物质的量浓度 解吸液的浓度 吸附前溶液浓度 吸附后溶液浓度 样品的质量； 进样量 高效液相吸收峰面积 体积 树脂质量 吸附率 解吸率 浸出率； 前面f 次浸出的总浸出率为； i 单位或量纲 c m m 0 1 l 。l m g m l l m g m l l m g m l 1 m g 此 m l g 乏。 ，o ，o d f 王 。玎 ，口 ，f ， ， 厂 p 哆 ； 口彳厶以以山6 c g e g m q s 矿矿彤纾 叩仇 广西大学学位论文原创性声明和学位论文使用授权说明 学位论文原创性声明 本人声明：所呈交的学位论文是在导师指导下完成的，研究工作所取得的成果和相关 知识产权属广西大学所有。除已注明部分外，论文中不包含其他人已经发表过的研究成果， 也不包含本人为获得其它学位而使用过的内容。对本文的研究工作提供过重要帮助的个人 和集体，均己在论文中明确说明并致谢。 论文作者签名： 翌殍 功d 弓年厂月岁日 学位论文使用授权说明 本人完全了解广西大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，即： 本人保证不以其它单位为第一署名单位发表或使用本论文的研究内容； 按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本； 学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务； 学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文； 在不以赢利为目的的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 请选择发布时间： 函即时发布口解密后发布 ( 保密论文需注明，并在解密后遵守此规定) 论文作者繇翌婷导师虢凌皱羽游月j 日 迷迭香中述迭香酸的提取纯化及提取物活性测定的研究 1 1 迷迭香和迷迭香酸简介 1 1 1 迷迭香 第一章绪论 迷迭香( r ，z 口厂历搬q 厉c 切口凰l ) ，别名艾菊，原产地中海沿岸，属于常绿小灌木， 我国在战国时期曾从西域引入种植，当时仅用于闻其特有的香味。1 9 8 1 年，中科院植物 研究所作为香料作物从美国引进试种成功，目前在广西百色市西林县和南宁市上林县等 地已有大面积的迷迭香种植。 迷迭香中含有的化学成分比较多，主要有单萜、倍半萜、二萜、三萜、黄酮、脂肪 酸、多支链烷烃、鞣质及氨基酸等化学成份。至今，已从迷迭香茎、叶中分离鉴定了2 9 个黄酮类化合物；十二种二萜酚类化合物，如迷迭香酚( r o s 啪0 1 ) ，鼠尾草酚( c 锄o s 0 1 ) 等；迷迭香含5 5 5 的酚类化合物，主要为迷迭香酸( r o s m 撕1 1 i ca c i d ) 、咖啡酸( c 疵i c a c i d ) 、绿原酸( c l l l o r o g e i l i ca c i d ) 等。从它们的结构分析，均具有抗氧化活性1 1 1 。随着世 人对迷迭香抗氧化剂研发工作的不断深入，迷迭香的应用领域正在不断扩大。 1 1 2 迷迭香酸 迷迭香酸( i b s m a r i 血ca c i d ，r o s a ) 是一种天然的具有多种生理活性的水溶性酚类化 合物，在唇形科的多种植物中存在，最早是由e l l i s 从迷迭香这种植物中发现，因而得名。 其结构见图1 1 。 o o h o o h 图卜1 迷迭香酸的结构式 f i g 1 - 11 1 1 es 仃u 咖r e 出a w i n go f r o s m 撕n i c i d 迷迭香酸具有极强的多方面的生物活性，如：抗氧化、抗菌、消炎、抑制h 整合 酶、抑制透明质酸酶等活性。作为天然抗氧化剂，迷迭香酸具有极强的清除体内自由基 迷选香中迷迭香酸的提取纯化及提取物活性测定的研究 的活性，保护人体细胞组织、预防许多疾病的发生，保护心脑血管循环系统、抗癌及延 缓衰老等生理作用，其抗氧化性强于咖啡酸、绿原酸、叶酸等【2 】。目前德国已作为解热、 镇痛、抗炎药物投放市场，可见迷迭香酸在国内外有着广阔的应用前景【3 1 。 1 2 抗氧化剂简介 1 2 1 抗氧化剂介绍及其分类 抗氧化剂广泛应用于食品及多种生物制品的保鲜或防腐。目前，常用的抗氧化剂主 要有：丁基羟基茴香醚( b h a ) 、二丁基羟基甲苯( b h t ) 、叔丁基对苯二酚( t b h q ) 、 没食子酸脂类( p g ) 、生育酚类( t 0 c o p h e r o l s ) 和茶多酚( t e a - p o l y p h e n o l s ) 等。 随着人们健康意识的增强，人工合成的抗氧化剂b h t ，b h a 等因其常出现毒副作 用而越来越不受欢迎。相反，从天然产物中获取的具有一定抗氧化活性的物质越来越受 到重视，尤其近年来许多研究证实，不少天然抗氧化活性物质可以抑制人体内的脂质过 氧化反应，对延缓衰老有积极的预防作用，可用于保健食品、化妆品和医药等领域【4 】。 所以寻找物美价廉的天然抗氧化活性物质对提高加工食品、药品的质量和提高人民健康 水平都有重要的意义。随着研究的深入，天然抗氧化剂会有更广阔的应用前景。 从植物中提取的天然抗氧化剂多为混合物，如将活性较低的成分分离或进行组合， 都可以显著提高其抗氧化活性。同一种抗氧化剂对不同自由基的清除效果不一样，应根 据使用对象氧化过程产生的自由基的种类的不同而选择合适的抗氧化剂。在使用抗氧化 剂时，并不是活性越强越好。应根据抗氧化过程的长短来选择活性恰当的抗氧化剂，如 需要抗氧化时间较长，如油脂的贮存，则应选择活性相对弱一点或强弱搭配的抗氧化剂， 如果需要快速清除自由基，则应选择活性较强的抗氧化剂。 抗氧化剂按其物理性质可分为水溶性和脂溶性抗氧化剂。按化学结构分为非酶类抗 氧化剂和酶类抗氧化剂。按作用部位分可分为预防性抗氧化剂和断链性抗氧化剂【4 】。 ( 1 ) 非酶类抗氧化剂：此类包括有胡萝卜素类，抗坏血酸，甜生育酚，多酚羟基化 合物( 黄酮类化合物，鞣质等) ，含硫化合物，植酸类化合物，尿酸，和自蛋白结合的 胆红素，白蛋白，化学合成抗氧化剂，保护蛋白等。 ( 2 ) 酶类抗氧化剂：此类包括有超氧化物歧化酶( s o d ) ，过氧化氢酶，辅酶，d n a 修复酶等。 2 迷迭香中迷迭香酸的提取纯化及提取物活性测定的研究 ( 3 ) 预防型抗氧化剂和断链型抗氧化剂：前者主要是阻止、抑制自由基的产生， 消灭自由基链反应的引发剂，后者主要是清除、捕集自由基，使自由基反应链中断，包 括维生素c 、维生素e 、尿酸、s o d 、s h 类化合物和酚羟基类化合物等。 此外，按照来源还可分为化学合成的抗氧化剂和天然抗氧化剂。 1 2 2 迷迭香抗氧化剂 迷迭香抗氧化剂作为天然抗氧化剂的一类，其主要应用于食品抗氧化和防腐。现代 研究表明，迷迭香的非挥发性成分具有明显的抗氧化作用，其主要有效成分鼠尾草酚的 抗氧化活性和b h a 相当，迷迭香酚的抗氧化活性是b h t 和b h a 的5 倍【5 1 。从迷迭香 抗氧化剂的大量研究报道中可以看出迷迭香抗氧化剂既具有抗氧化作用又具有抗微生 物作用，且对人体无害，已成为当代公认的第三代食品抗氧化剂。作为新一代纯天然抗 氧化剂，彻底避免了合成抗氧化剂的毒副作用和高温分解的弱点【6 1 。迷迭香独特的抗氧 化功能己在国外进行了广泛研究与应用r 7 1 ，但我国在这方面的研究刚刚起步，随着人民 生活水平的不断提高，食品工业对于天然迷迭香抗氧化剂的需求将会迅速增长。 迷迭香酸是迷迭香中水溶性抗氧化剂的一种，是迷迭香中抗氧化能力最强的一种有 机酸，其抗氧化活性的原因在于两个苯环半醌式自由基与邻位酚羟基形成分子内氢键， 从而降低了体系的能量，使自由基较为稳定【8 1 。说明迷迭香酸容易生成自由基，抗氧化 活性较高。 1 2 3 抗氧化剂的抗氧化能力测定方法 抗氧化剂的抗氧化能力的测定方法有许多种，有直接的，也有间接的，还有简便的 总抗氧化能力( t a c ) 试剂盒等。这些方法都有一定的优缺点或局限性( 或专用性) ， 测定原理各不相同，因此，为获得确切的评价结论，有时还需用两种或两种以上的方法 进行测定，以获得满意的评价。 抗氧化能力的测定方法按分析原理可包括以下各类【9 1 ： ( 1 ) 测定油脂脂质过氧化反应所发生的变化，如：氧电极测定氧的消耗量；反应 生成物( 包括二烯、醛) 的分析；比色法( 硫代巴比妥酸反应生成物法t b a r s 法、硫 氰酸铁法f t c ) 、荧光法、化学发光法。 ( 2 ) 开始发生过氧化反应如，自由基引发剂；f e n t o n 反应产物；酶( 过氧化物酶 等) ；光照射；油脂的a o m 法。 广西大掌硕士学位论文述迭香中述迭香酸的提取纯化及提取物活性测定的研究 ( 3 ) 消除所产生的自由基的反应，如：发色性自由基的消除；超氧化物、单线态 氧消除测定法；自由基对荧光试剂的氧化消光法测定等。 ( 4 ) 超氧化氮物消除反应的测定，如：2 ，7 二氯荧光素( d c d h f ) 氧化所产生的 二氯荧光素( d c f ) ( 因产生荧光使吸光度增加) ( 5 ) 其它，如：还原能力的测定( 铁离子还原法) ；金属鳌合作用的测定；细胞化 学发光法。 1 3 目前迷迭香抗氧化剂的提取方法及研究现状 迷迭香提取抗氧化剂的方法主要有传统的溶剂提取法、过热水提取法和超临界流体 萃取法等1 0 1 。目前的研究多采用乙醇一水混合液提取迷迭香抗氧化剂，以浸膏得率为检 测指标，研究提取的最佳工艺条件。考查因素包括提取温度、提取时间、提取次数、料 液比和原料粉碎目数等，报导中得率通常在l o 2 0 之剐1 1 1 。 1 3 1 溶剂提取法 溶剂提取法，主要是根据化合物在极性相似的溶剂中有较好的溶解性即“相似相溶 这一原理进行的。植物成分的提取、分离和精制，一般以利用溶剂为多，溶剂不同，浸 出的成分也不同。用迷迭香叶子和茎提取抗氧化剂时，一般用水蒸气蒸馏法提出精油， 再提取抗氧化剂【1 2 】。杨海麟等【1 3 1 报道，甲醇和乙醇提取的得率高于其它有机溶剂。但甲 醇有毒，不宜采用；乙醇以其价格便宜、无毒、易回收等特点作为最佳选择溶剂。 a e s c h b a c h 等【1 4 】对粉碎的迷迭香叶子，用极性溶剂乙醇提取，提取液和c 6 c 1 2 脂肪酸 的甘油酯混合，减压蒸去乙醇；加入非极性溶剂己烷稀释溶液，静置后过滤，滤液经减 压蒸去己烷，得到抗氧化剂含量为2 7 的油分散型迷迭香抗氧化剂产品。金坚敏【1 5 】 用丙酮等有机溶剂与迷迭香混合，回流提取，浓缩至浸膏，水蒸气蒸馏浸膏得到迷迭香 精油和残留物，用乙醇溶解残留物，经冷冻分离、过滤，得到上层清液和沉淀物，并分 别用活性炭进行脱色处理。该法将有效成分进行了分组，分别得到脂溶性和水溶性两种 抗氧化剂，得率约为1 0 。 也有其他研究者1 1 6 j 对迷迭香的溶剂提取方法进行了研究，结果表明，用甲醇和乙醇 提取的得率高于其它溶剂。 4 广西大掌硕士掌位论文 述选备中述迭香酸的提取纯化及提取物活性测定的研究 1 3 2 热水浸提法 热水浸提法多用于中草药有效成分的提取，具有投资少、效率高、操作简易等优点。 多用大于1 0 0 的过热水对迷迭香进行提取试验，因为在大于1 0 0 的水中，有机物的 溶解度远大于室温的水。此法提取速度快，得率高，需水量大，但不需气化，热量大部 分能够循环，能耗成本有竞争力1 7 1 。 1 3 3 超临界流体萃取法( s c f e ) 利用s c f e 来提取迷迭香精油和抗氧化剂是利用液态c 0 2 作为萃取剂的一种提取工 艺。c 0 2 具有较好的溶解性能、较低的化学反应性、无毒、不燃、价格低廉、能循环使 用，以及在提取物中不留下残留物等许多的优点。该方法文献报道较多，如雌e y s s 等【1 8 】认为，用s c f e 法提取时，需要在5 0 1 0 0 m p a 的高压下操作，应该将精油和抗氧 化剂分开，因此，设备和操作费用都很高；他提出在1 5 2 8 m p a 压力、3 5 6 5 下进 行操作，即在低温下提取精油后，残留物用极性或非极性溶剂，在温度2 1 0 0 下提取， 然后用活性炭处理；若需要时，再用水于5 0 7 0 下处理，除去有色化合物和芳香化合 物。黄纪念等1 1 9 】研究了影响超临界二氧化碳流体萃取迷迭香中抗氧化物质的因素，以两 级萃取物中主要抗氧化活性成分鼠尾草酸含量作为考察指标，得到一级分离的最佳试验 工艺条件为：萃取压力4 0 mp a 、萃取温度为5 5 、分离压力5 mp a 、分离温度7 0 ； 二级分离的最佳试验工艺条件为：萃取压力2 0 mp a 、萃取温度7 5 、分离压力1 5 mp a 、 分离温度8 0 。 此法能使抗氧化剂中的精油和溶剂残留得以控制，避免对产物活性和颜色方面造成 的负面影响，是今后发展的方向。但此法同时也存在着一些弊端，如c 0 2 对原料的之比 需要采用高的质量比，且存在挥发性芳香化合物损失的可能性。s c f e 法提取时，需要 寻求和选择适宜的提取条件，工作量较大。并且超临界萃取技术的设备价格昂贵、制作 精密，对于一些中小生产厂家来说并不适合选择此法。 1 3 4 其它提取方法 其他提取方法的专利报道也很多。稻庆四郎等【2 0 】将除去精油的迷迭香叶子，用极性 和非极性溶剂的混合溶液提取，提取液经活性炭处理，以脱去叶绿素，过滤的滤液蒸去 溶剂后得到固体物，此固体物用乙醇溶解，加入食用油( 最好为棕榈油或椰子油) ，减 5 述迭香中述迭香酸的提取纯化及提取物活性测定的研究 压蒸馏除去乙醇并加入乳化剂，即可得到油分散型迷迭香抗氧化剂。 t o d dp h 等口1 】报道了碱液提取法。此法是先用有机溶剂对迷迭香进行提取，活性炭 处理后蒸去溶剂；用水蒸气蒸馏除去单萜化合物，然后在提取物中加入丙二醇和1 0 的 k o h 或n a o h 碱溶液，使p h 值至9 1 ；冷却除去酯层，过滤沉淀物，再用己烷除去芳 香化合物和脂类化合物，脱去溶剂得到含水的迷迭香抗氧化剂丙二醇溶液，其抗氧化效 果为b h t 的1 4 倍，6 个月内稳定。 李海涛等【2 2 1 报道了用结晶法从迷迭香中提取天然抗氧化剂的过程，通过精油提取、 抗氧化剂粗提和抗氧化剂精提等三个工序，得到精油出油率为1 6 ，抗氧化剂提取率 为4 5 。 对植物成分提取的新技术像超声波提取法、微波提取等报道的还比较少，但随着提 取分离技术的不断提高，迷迭香有效成分的提取方法的研究将趋于多样化，新型的提取 技术必将应用于迷迭香抗氧化剂的提取工艺之中。 1 4 水溶性抗氧化剂迷迭香酸的纯化方法和研究现状 国外相关迷迭香抗氧化剂的主要质量指标，一般要求水溶性产品的迷迭香酸含量大 于6 瞄】，目前国内对迷迭香酸的研究报道还比较少，主要分离纯化方法有： 1 4 1 结晶与重结晶 一般情况下，从植物中分离得到的成分都有一定的结晶形态，自提取溶液中加入另 一种溶剂，析出其中某些成分，或析出其杂质，也是一种溶剂分离的方法。由于初析出 的结晶多少总会带有一些杂质，因此需要通过反复结晶，才能得到纯粹的单一晶体，此 步骤称为复结晶或重结晶。需要结晶的溶液，往往呈过饱和状态，通常是在加温的情况 下，使化合物溶解过滤除去不溶解的杂质，浓缩，放冷后析出。结晶法纯化迷迭香水溶 性抗氧化剂，依据的是该抗氧化剂易溶于水、甲醇、乙醇，能溶于乙酸乙酯、丙酮等， 并且在有机溶剂中的溶解度随溶剂浓度和温度变化较大的性质。但国内关于迷迭香水溶 性氧化剂结晶法纯化方面的报导较少，一般采用溶解一浓缩一结晶的方法【2 4 j 。 1 4 2 有机溶剂萃取法 溶剂萃取法是上世纪4 0 年代兴起的一项化工分离技术，它是用一种溶剂将产物自 6 遂迭香中述迭香酸的提取纯化及提取物活性测定的研究 另一种溶剂中提取出来，达到浓缩和提纯的目的。溶剂萃取法比化学沉淀法分离程度高， 比离子交换法选择性好，传质快，比蒸馏法能耗低且生产能力大，周期短，便于连续操 作，容易实现自动化等2 5 1 。 迷迭香酸能溶于乙酸乙酯，已见报道把浸提液调p h 值后，用乙酸乙酯萃取的方法， 其得率可达0 8 2 3 【2 6 1 。 1 4 3 大孔树脂吸附及色谱分离技术 大孔吸附树脂是一种不含交换基团的、只有大孔结构的高分子吸附剂，也是一种亲 脂性物质。利用范德华力从很低浓度的溶液中吸附有机物，这种吸附力的特点是解吸容 易。当吸附过程是以亲脂键为主时，随着被吸附物的分子量加大，吸附量也随着增加， 吸附剂的表面积愈大，吸附量愈高。大孔吸附树脂有选择性好、机械强度高、再生处理 方便、吸附速度快等优点，因此适用于从水溶液中分离低极性或非极性化合物，组分间 极性差别越大，分离效果越好。大孔吸附树脂可按极性分为极性，中极性和非极性三种。 目前有报道水溶性迷迭香抗氧化剂提取纯化，采用的是用d 1 0 l 大孔吸附迷迭香酸，蛋 白质、多糖、无机盐等极性大的水溶性杂质可以用水洗脱而除去，起到了初分作用口7 1 。 有专利报道紫苏中迷迭香酸的提取工艺为将提取液上x a d 一4 大孔树脂柱吸附，用酒精 解吸减压蒸发得到纯度为1 0 的迷迭香酸产品；再将1 0 纯度的迷迭香酸产品溶液用石 油醚萃取，有机相减压蒸发浓缩得到纯度为5 0 的迷迭香酸产品；将5 0 纯度的迷迭香 酸产品上a b 8 吸附树脂柱，用不同浓度的乙醇溶液梯度洗脱，将9 5 组分洗脱液减压 浓缩，在4 温度条件下结晶，得到纯度为9 5 的迷迭香酸产品【2 引。 也有美国专利报道用硅胶柱色谱法将植物提取物经三次柱层析分离，最后用h p l c 纯化可得迷迭香酸及其衍生物【2 9 1 。还有报道紫苏叶干燥后经乙醇提取，乙酸乙酯萃取后， 经s e p h a d e x l h 2 0 柱层析，最后获得了纯度为9 5 的迷迭香酸【3 们。 1 5 本课题的提出 在食品保存中，合成类抗氧化剂的使用已经受到越来越多的限制，因此，开发能够 代替合成类抗氧化剂作用的天然抗氧化剂成了形势所需。迷迭香酸是迷迭香中抗氧化能 力最强的一种有机酸，但目前国内对从迷迭香中提取迷迭香酸的研究还比较少、迷迭香 酸纯化生产工艺报道还不多且不具有系统性，不利于迷迭香酸的开发与应用。 7 迷迭香中逐迭香酸的提取纯化及提取物活性滑4 定的研究 而且我国地域辽阔，迷迭香对土壤的要求也不高，广大的山地适于栽种，特别是南 方地区气候温和，非常适宜迷迭香的生长；加之农村劳动力充足，宣于发展迷迭香的种植 和生产。所以，开发一种合适、有效的提取迷迭香中迷迭香酸的工艺，对于县域经济的 发展，增加农民收入都具有非常积极的意义。 1 6 课题研究内容以及工艺流程 1 6 1 研究内容 本文的研究内容主要是探索迷迭香酸的提取及纯化工艺，并对制得迷迭香酸产品进 行抗氧化测试检测产品的抗氧化性能，建立合理的综合利用迷迭香资源的工艺流程，对 迷迭香酸的工业化生产具有实际的指导作用。主要研究内容如下： ( 1 ) 迷迭香中迷迭香酸提取方法的选择。探讨微波提取、超声波辅助微波提取迷迭 香酸工艺，并与传统提取工艺进行对比，确定最佳迷迭香酸的提取条件。 ( 2 ) 迷迭香酸的分离纯化工艺研究。探索使用微滤膜进行浸提液的处理，大孔树脂 富集迷迭香酸，并对迷迭香酸进行进一步纯化，探索迷迭香酸提取纯化的新工艺。 ( 3 ) 迷迭香酸产品的活性检测。 ( 4 ) 迷迭香的综合利用。原料提取完迷迭香酸后，得到的料渣可以继续提取脂溶性 抗氧化剂，并把此样品与未先提取迷迭香酸的原料提取的脂溶性抗氧化剂进行对比实 验。 8 迷迭香中速迭香酸的提取纯化及提取物活性测定的研究 1 6 2 工艺流程 本文选用迷迭香新鲜叶子为原料，经水蒸气蒸馏、干燥得到迷迭香干叶。迷迭香干 叶用1 5 乙醇提取，料液经膜处理、分离富集、萃取得到产品p l - l ，进一步纯化得到产 品p 1 2 ；将料渣用9 5 乙醇提取、脱色、干燥得到产品p 2 2 。迷迭香干叶直接用9 5 乙 醇提取、脱色、干燥得到产品p 2 1 。其主要工艺流程如图1 2 ： 迷迭香精油 迷迭香干 1 脱色浓缩干燥产品p 2 1 料渣提取3 _ 脱色浓缩干燥 料液膜处理分离富集浓缩 产品p i 2 + 纯化一产品p 1 1 一精制+ 一粗品 图卜2 综合利用迷迭香的工艺流程 f i g 1 2p f d o fi 1 1 t e g r a t i v l yu t i l i z i n gr d s e m q 9 馏蒸 子靛丁晰 水 新 0如i丫品 淑 广西大掌硕士学位论文述迭香中述迭香酸的提取纯化及提取物活性测定的研究 第二章迷迭香中迷迭香酸提取工艺的研究 提取是研究天然产物的一个重要步骤，是采用适宜的溶剂和适当的方法，将所要的 成分尽可能完全地从天然药物中提取出来，同时注意避免或减少其它杂质的提出。目前 国内对迷迭香中迷迭香酸的提取工艺的研究报道较少，本章探讨了迷迭香酸的提取工 艺，为进一步更加有效地开发和利用迷迭香酸提供了方法。 2 1 实验原料 迷迭香鲜叶产于广西百色市西林县 2 2 实验试剂 迷迭香酸标准品 乙醇 盐酸 乙酸乙酯 2 3 实验设备 纯度9 8 9 5 ，a r a r a r 美国西格玛公司 广东西陇化工厂 广东西陇化工厂 广东西陇化工厂 紫外可见分光光度计u v - 2 5 5 0日本岛津公司 旋转蒸发器i 也5 2 a上海亚荣生化仪器厂 微波炉w d 9 0 0 c s l 2 3 2广东格兰仕企业集团 超声波清洗机 s b 8 0宁波新芝生物科技股份有限公司 2 4 实验方法 溶剂提取法与超临界流体萃取法【3 l 3 2 矧相比，具有简单易行，对设备要求较低的优 点，因此本文选用溶剂法进行提取。 1 0 广西大掌硕士学位论文逮迭香中述迭香酸的提取纯化及提取物活性测定的研究 2 4 1 原料的预处理 将迷迭香鲜叶经水蒸汽蒸出精油后，经干燥、粉碎、过筛后保存备用。 2 4 2 常规热回流法提取迷迭香酸 考虑了粉碎度、浸提温度、乙醇浓度、浸提时间及料液比对迷迭香酸提取率的影响。 称取5 0 9 原料，置于1 0 0 0 i i l l 圆底烧瓶中，以一定的料液比加入水及不同浓度的乙醇，在 一定温度一定时间下热回流提取并过滤，共提取6 次，将提取的滤液合并后浓缩回收乙 醇，用蒸馏水定容到1 0 0 “，用l ：1 的盐酸调节p h 值至2 o 2 5 之间。按照料液溶剂比 5 ：3 ( v v ) 加入乙酸乙酯萃取3 次，合并萃取液，用f e s 0 4 比色法测定，经计算得到提取率 【3 4 】 o 2 4 3 微波法提取迷迭香酸 微波萃取又称微波辅助提取，是指使用适合的溶剂在微波反应器中从天然药用植 物、矿物、动物组织中提取各种化学成分的技术和方法。微波萃取技术可以缩短实验和 生产时间、降低能耗、减少溶剂用量以及废物的产生，同时可以提高收率和提取物的纯 度；降低实验操作费用和生产成本。用微波萃取技术提取天然药物的化学成分具有很高 的实用价值，有待开展多方面的深入研究【3 5 】。目前还没有微波辅助提取迷迭香酸的工艺 报道。 利用微波法提取迷迭香酸，考虑了微波辐射时间、微波功率、微波辐射次数等因素 的影响。称取5 0 9 原料，置于1 0 0 0 m l 圆底烧瓶中，加入水及不同浓度的乙醇，以浸过原 料表面2 c m 为度，料液比为1 ：5 ，于一定功率，辐射一定时间，共辐射6 次，冷却后过滤， 滤液合并后浓缩回收乙醇，用蒸馏水定容到1 0 0 m l 。用l ：l 的盐酸调节p h 值至2 o 2 5 之 间。按照料液溶剂比5 ：3 ( v m 加入乙酸乙酯萃取3 次，合并萃取液，用f e s 0 4 比色法测定， 经计算得到提取率。 2 4 4 超声波辅助微波法提取迷迭香酸 由于超声波具有振动空化、机械粉碎、搅拌等作用，特别是以振动空化这一独特作 用形式在液体内部产生强的冲击波和微射流，出现局部的高温、高压，导致多次级效应， 如击碎、乳化、扩散、强烈的机械振荡等，加速体系的传质、传热等过程。使植物组织 逮迭香中述迭香酸的提取纯化及提取物活性测定的研究 中的细胞破裂，更利于溶剂渗透到植物细胞内部，增加了迷迭香酸在溶剂中的溶解，超 声时间、超声强度是影响提取效率的重要因素【3 6 1 。在本实验中主要考查了超声时间对提 取率的影响。 在微波法提取迷迭香酸的最优条件下，加以超声波辅助破壁，考虑了超声时间对迷 迭香得率的影响。按照f e s 0 4 比色法测得迷迭香酸的提取率。 2 4 5 迷迭香酸提取率的计算 f e s 0 4 比色法【3 7 】：从总萃取液中取1 oi i l l 待测样品放入一干燥试管中，自然挥干 乙酸乙酯；向试管中加1 0m lo 1m o l l 1 醋酸钠溶液( n a a c ，p h6 0 ) ，封口后在5 0 水浴中溶解提取物，再加0 1m o l l 。1 醋酸钠溶液3 9 7m l ，后加入3 0 止新配的o 2m o l l d 硫酸亚铁( f e s 0 4 ) 溶液，暗处反应6 0r n i n ，以不加f e s 0 4 而加3 0 此水的上述液体为对 照，于5 7 2m n 处比色测得吸光度a ；迷迭香酸的提取率t l 的计算可用下式表示： 卵：旦坐1 0 0 ( 2 一1 ) c 总 根据朗伯一比耳定律： 一4 = e 6 c ( 2 - 一2 ) 所以 c ：土么( 2 3 ) 6 由于( 吸光系数) 、6 ( 液层厚度) 为常数，所以 卵：旦堕1 0 0 ：垒兰兰) ：( 1 0 0 ( 2 _ 4 ) 。 c 总如 2 5 结果与讨论 2 5 1 常规热回流法提取迷迭香酸 考虑了粉碎度、浸提温度、乙醇浓度、浸提时间及料液比对迷迭香酸提取率的影响。 ( 1 ) 原料粉碎度对提取率的影响 分别称取5 0 9 粉碎度为1 0 、2 0 、3 0 、4 0 目的迷迭香干叶，加入1 0 的乙醇，液料 1 2 述迭香中逮迭香酸的提取纯化及提取物活性钡g 定的研究 比为6 ：1 ，在6 5 下热回流提取6 次，由2 4 5 计算提取率，实验结果如图2 1 。 1 01 52 02 53 03 54 04 5 c 锄m i n u t c ds i z e m e s h 图2 1 原料粉碎度对提取率的影响 f i g 2 - lt l l ee 疏c to f c o m m i n u t e ds 函o ne 舳c t i n gr a t i 0 由图2 1 可见，在粉碎度为2 0 目以下时，迷迭香酸的提取率随粉碎度的增加而迅速 提高，在粒度大于2 0 目，随着粉碎度的继续增加，提取率增长缓慢。由于随着粉碎度的 增加，会使迷迭香叶中其它可溶性物质大量溶出，而且提取液过滤困难，因此，确定2 0 目为最佳粉碎度，以下实验均固定使用2 0 目的迷迭香干叶。 ( 2 ) 乙醇浓度的选择 称取5 0 9 粉碎度为2 0 目的迷迭香干叶，分别加入蒸馏水和浓度为5 、1 5 、2 5 、 3 5 的乙醇，液料比为6 ：1 ，在6 5 下热回流提取6 次，由2 4 5 计算提取率，实验结果 如图2 2 所示。 o51 01 52 02 53 03 54 0 e o lc o n c e 咖t i o 揣 图2 2 乙醇浓度对提取率的影响 f i g 2 - 2n l ee 债c to fe m 绷o lc o n c e n 缸t i o n0 ne x n 邳t i n gm t i o 实验结果表明，乙醇浓度在1 5 以下时提取率呈增长趋势，随后随着乙醇浓度的提 高，提取率开始缓慢降低，同时由于乙醇浓度增大，会将迷迭香中的脂溶性物质也溶解 出来，所以选择乙醇的提取浓度为1 5 。 6 5 5 5 4 5 3 5 9 9 9 9 5 4 3 2 9 9 9 9 器o一_bj咖oll镰bjlx 5 5 4 5 3 5 2 9 9 9 9 4 3 2 9 9 9 零，o召是锄il一_譬s 迷迭香中迷迭香酸的提取纯化及提取物活性测定的研究 ( 3 ) 液料比的选择 称取5 0 9 粉碎度为2 0 目的迷迭香干叶，先后采用4 ：1 ，5 ：1 ，6 ：l ，7 ：1 ，8 ：l 的液料 比加入1 5 的乙醇，控制温度为6 5 ，每次提取1 h ，连续提取6 次，由2 4 5 计算提 取率，实验结果如图2 3 所示。 l i q u i d t o l i dm t i o 8 图2 3 液料比对提取率的影响 f i g 2 3t h ee f r e c to fl i q u i dt os 0 1 dr a t i 00 ne x t m c t i n gr a t i o 由图2 3 可见，迷迭香酸的提取率随着液料比的提高而逐渐升高。当液料比达到7 ：1 时得率较高，与液料比8 ：1 相比几乎一致。从成本考虑，选择7 ：l 的液料比可以减少提取 溶剂用量，因此选择7 ：1 为最佳料液比。 ( 4 ) 浸提温度的选择 称取5 0 9 粉碎度为2 0 目的迷迭香干叶，加入1 5 的乙醇，液料比为7 ：1 ，控制温 度分别为2 5 、4 5 、6 5 、8 5 、1 0 5 下热回流提取6 次，每次提取l h ，由2 4 5 计算提取率，实验结果如图2 4 所示。 莲 兽 是 罂 号 叠 盏 2 03 04 05 06 07 08 0 9 01 0 01 1 0 e x 舰c t i i l gt e m p e 船删 图2 4 提取温度对提取率的影响 f i g 2 _ 4t h ee 脏c to fe x 仃徼t i n gt e m p e r a t u r e0 ne ) ( n 秕t i i l gr a t i 0 由图2 - 4 可以看出，在4 5 8 5 范围内迷迭香酸的提取率随温度的增加而提高， 1 4 ： ： 蛆 s 昭 i 8 谭；l，o一1_台j咖ul_qb|_】c 舌；加蚰加 述迭香中述迭香酸的提取纯化及提取物活性测定的研究 在8 5 时提取率达到最大，在8 5 之后随着温度的增大反而降低。因此，提取温度以 8 5 为佳。 ( 5 ) 浸提时间的选择 称取5 0 9 粉碎度为2 0 目的迷迭香干叶，加入1 5 的乙醇，液料比为7 ：1 ，在温度 为8 5 下热回流提取6 次，每次提取时间分别为0 5 h 、1 h 、1 5 h 、2 h 、2 5 h ，由2 4 5 计算提取率，浸提时间对提取率的影响如图2 5 所示。 0 5l1 522 53 e x 劬i c t m gt i i i l 柏 图2 5 浸提时间对提取翠的影响 f i g 2 5t h ee 位c to fe x 眦t i n gt i m eo ne x 仃a c t i n gr a t i o 由图2 5 可以看出，浸提时间为1 h 时浸提率达到最高，但随着浸提时间增加，可能 会使物质结构破坏，其提取率反而降低。因此，选择的提取时间为1 h 。 ( 6 ) 提取次数的选择 称取5 0 9 粉碎度为2 0 目的迷迭香干叶，加入1 5 的乙醇，液料比为7 ：l ，在温度 为8 5 下热回流提取，每次提取时间分别为l h ，提取次数分别为1 ，2 ，3 ，4 ，5 ，6 次， 由2 4 5 计算提取率