和田石榴皮中单宁的提取及其含量测定

和田石榴皮中单宁的提取及其含量测定 目: 和田石榴皮中单宁的提取及其含量测定 姓 名: 古丽尼沙汗.艾山 学 院: 化学工程学院 专 业: 应用化学 班 级: 081班 学 号: 095131115 指导教师: 阿不都热依木 职称: 副教授 2012年10月 15日 新疆农业大学教务处制 1 和田石榴皮中单宁的提取及其含量测定 作者:古丽尼沙汗.艾山 指导老师:阿不都热依木 摘要:单宁是多酚中高度聚合的化合物，广泛存在于自然界中，主要应用于日化，食品，医药，制革等领域。本文综述分别介绍了石榴皮，单宁，及其提取和测定。还综述了单宁含量的经典测定方法以及现代测定方法，并对其发展前景进行了展望。 关键词:石榴皮;单宁 ;提取 ;含量测定; 前言:石榴是落叶灌木或小乔木，在热带则变为常绿树。树冠丛状自然圆头形。树根黄褐色,生长强健，根际易生根蘖。石榴皮为石榴科植物石榴的果皮，秋季石榴果实成熟，顶端开裂时采摘，除去种子及隔瓤，切瓣晒干，或微火烘干。干燥的果皮呈不规则形或半圆形的碎片状，厚2,3毫米。外表面暗红色或棕红色，粗糙，具白色小凸点，顶端具残存的宿萼，基部有果柄。石榴果实各部位( 包括石榴皮、汁、籽) 均有含有丰富的单宁类物质，含量达10% , 21%，可以作为单宁提取的天然资源加以开发。 石榴皮是维吾尔医的重要天然药材，它具有对急慢性菌痢，胃肠炎，内痔，复泻，烧虫病，烧烫伤，牛皮癣，稻田性皮炎等疾病的治疗功效。石榴在我国各地尤其是在新疆资源非常丰富，因此，本石榴的营养特别丰富，含有多种人体所需的营养成分，果实中含有维生素C及B族维生素，有机酸，糖类，蛋白质，脂肪，以及钙，磷，钾等矿物质。据，石榴果实中含碳水化合物17,，水份79,，糖13,17,，其中维生素C的含量比苹果高1,2倍，而脂肪，蛋白质的含量较少，果实以鲜吃为主。石榴可谓全身是宝，果皮，根，花皆可入药。其果皮中含有苹果酸，鞣质，生物碱等成分，据有关实验表明，石榴皮有明显的抑菌和收敛功能，能使肠黏膜收敛，使肠黏腊的分泌物减少，所以能有效地治疗腹泻，痢疾等症，对痢疾杆菌，大肠杆菌有较好的抑制作用。 单宁是一种复杂多元酚衍生物，是栲胶的主要成分，可使生皮转变为革，所[1]以又叫做植物鞣质。单宁广泛存在于植物的根,茎,叶中，作为一种天然可再生资源，具有品种多,分布广,数量大的优点，是继纤维素,木质素,半纤维素之后在[2]植物中含量较多的一种物质，可与蛋白质,生物碱,多糖等反应。近年来，随着[3,4]对单宁生理活性研究的深入，它在化学,医学,生物等方面得到了广泛应用。 单宁酸，又称单宁或丹宁,是植物中的一种化学成分。单宁酸主要可以分为可水解的单宁酸与聚合的单宁酸两种。异名:鞣酸，单宁，五倍子单宁酸。性状:淡黄色至浅棕色粉末，有特殊气味，味极涩。溶于1份的水或乙醇，溶于丙酮,不溶于氯仿或乙醚。 单宁酸, 是一种存在于植物中的水溶性多酚类物质, 其相对分子质量在500,3000,由于其自身的多酚羟基结构, 因而具有较强的生理活性。近年来, 国内外大量研究表明, 石榴皮单宁不仅具有显著的抗氧化和清除自由基作用,还具有抑制低密度脂蛋白胆固醇的氧化，防止动脉粥样硬化, 降血脂,抑制血管紧张素转换酶活性，降血压, 抑制乳腺癌，前列腺癌和口腔癌等癌细胞的增生,保护 2 胃黏膜，降低胃溃疡发病率等功能。 1(单宁的提取方法 1.1 热水提取法 热水提取法是最传统的方法，在我国已有几千年历史，中药的煎煮以及早期中草药有效成分的提取均采用此法。热水提取法的原理是利用水作溶剂，在高温下将单宁溶出。该方法具有设备简单,操作方便,适用面广等优点，但也存在操作时间长，对不同成分的浸提速率及分辨率不高，重复过程多，效率较低，能耗高等缺点。 1.2 超声波提取法 超声波法提取单宁的得率较高，超声波提取法是应用超声波来强化提取单 振荡等作用，促进细胞周围形成微流，从而提高细胞膜及细胞壁宁，通过空化, 的通透性，是一种物理破碎过程。 1.3 微波提取法 微波提取是利用微波能来提高萃取率的一种新技术。它的原理是在微波场中，微波辐射所产生的高频电磁波穿透萃取介质进入物料内部，物料由于吸收了微波能，温度迅速升高，从而使细胞内的压力超过细胞壁膨胀所承受的能力，导致细胞壁的破裂，使有效成分流出，在较低的温度上即可得到提取物，避免了高温对提取物质的破坏。微波萃取具有设备简单，适用范围广，萃取效率高，重现性好，节省时间和试剂，污染小等特点。目前，除主要用于环境样品预处理外，还用于生化，食品，工业分析和天然产物提取等领域。 1.4 超临界CO2萃取 SEFE，是目前国际上最先进的物理萃取技术。其萃取原理是利用较低温度下，压力不断增大时，气体会转化成液体，当温度升高时，会形成超临界流体，其具有类似气体的较强的穿透力和类似于液体的较大密度和溶解度，具有良好的溶剂特性，可将基质与萃取物有效的进行分离,提取和纯化。在超临界状态下，可以只采用CO2进行选择性溶解，也可添加少量夹带剂增加提取率和溶解速度，[5]常用的夹带剂有乙醇,甲醇,石油醚,乙烯,丙烷等。超临界流体萃取法具有临界温度和临界压力低，操作条件温和，对有效成分破坏较小，适宜处理热敏性物质,CO2 无毒，无污染，无有害溶剂残留，并且是与水同样价廉的溶剂。超临界萃取法因其优点，在食品,医药,化工等领域已得到广泛的应用。 1.5 酶转化提取法 众所周知，酶具有高度专一性，酶转化提取法就是利用这个特点。选择相应的酶对细胞壁的组成成分进行水解或降解，破坏细胞壁结构，从而使细胞内的有效成分溶解到溶剂中去，达到提取的目的。酶法处理使用的条件较温和,选择性较强，如可用复合酶来降解甜茶叶，将茶叶中的没食子酸,鞣花单宁等成分依次分离出来。酶转化技术在单宁的提取方面应用较少，但不失为一种简单有效的单宁提取方法。 3 1.6水浴回流提取法 该法是利用单宁易溶于甲醇，乙醇及丙酮等极性有机溶剂特性提取单宁的一种方法。有机溶剂提取法需要能量消耗少，产品得率高且纯度高，其粗产品易分离纯化。提取简单，投资小，适用于工业化生产，但增加有机溶剂回收成本。 1.7半仿生提取法 半仿生提取法是近几年提出的新方法。它是从生物药剂学的角度，将整体药物研究法与分子药物研究法相结合，模拟口服药物经胃肠道转运吸收的环境，采用活性指导下的导向分离方法，是经消化道口服给药的制剂设计的一种新的提取工艺。即将药料先用一定pH的酸水提取，继以一定pH的碱水提取，提取液分别滤过,浓缩。 2.单宁的含量测定 近十多年来，植物单宁的性质和应用引起了国内外的广泛关注。随着研究的不断深入,迫切需要对单宁进行准确的定性和定量分析。单宁的定量检测方法很多，经典的有皮粉法，干酪素法，氧化滴定法，分光光度法等，现阶段涌现出许多新型的测定方法，如高效液相色谱法，流动注射分析法，原子分光光度法等。 2.1 经典测定方法 2.1.1 皮粉法 皮粉法是国际上公认的单宁含量测定方法，从20 世纪60 年代至今，原苏联,日本,印度和中国都采用此法作为国家测试方法。皮粉的主要成分是蛋白质，单宁是多元酚类，分子中的酚羟基与蛋白质的酰胺键以氢键结合形成不溶于水的沉淀，以此使单宁沉淀下来，用重量法测定其含量。根据皮粉与单宁溶液接触方式不同，可将其分为震荡法和过滤法。震荡法是皮粉与单宁溶液一起震荡来脱去溶液中的单宁.过滤法是将单宁溶液流过皮粉柱层以脱去单宁。通常，过滤法所测的单宁含量比震荡法高5%,7%。皮粉法所测的是单宁的绝对含量，并且[6]不需要标样，操作简单，可用其测定中药水提液中鞣质的含量。但皮粉法的缺点是，用重量法测定样品时，须经过过滤,干燥,称重，样品耗用量大，测定时间较长，一般样品分析需20 h 左右，不适合大批量样品的快速测定,没有选择性，对低相对分子质量的多酚也具有一定的吸附能力，往往使测定结果偏高。适用于单宁含量高的样品，不适合低含量和微量测定。另外皮粉试剂的供应和质量都较[7]难保证。针对以上缺点，现在大多采用皮粉- 分光光度法，磷钼钨酸- 皮粉比[8]色法等，具有操作简单，快速，精密度高的优点。 2.1.2 干酪素法 干酪素的主要成分是酪蛋白，为含磷蛋白。利用其能选择性地结合具有生理活性的鞣质，从而测定具有疗效鞣质的含量。干酪素法一般与分光光度法结合，鞣质在一定的pH 条件下与Folin 试剂反应，并且鞣质含量与吸光度成正比。很[9-12]多人利用干酪素法测定了金樱子，侧伯叶，大黄，旋覆花等药材中单宁的含量，此法样品取量少，简单，灵敏，快速，准确，可作为检测植物药材质量标准的可靠分析手段。 4 2.1.3 胶体滴定法 胶体滴定法，又称聚电解质滴定法，是利用一些电荷密度已知且性能比较稳定的阴，阳离子聚电解质作为标准溶液，对被测试样进行电荷测量的一种滴定方[13]法。1948 年日本学者寺山宏提出后，经众多研究者的不断改进，已成为最简[14- 15]单的定量分析聚电解质的方法，并且在制革，水处理，造纸，食品等行业得[16- 17]到了广泛的应用。 2.1.4 络合滴定法 络合滴定法是以络合反应为基础的容量分析方法，又称螯合滴定法。单宁分子中含有多个酚羟基可以与一个中心离子，如铜，锌，铋，铁，汞等进行络合，形成多核络合物，在一定的pH 条件下沉淀，再通过EDTA 反滴定过量金属离子来确定单宁的含量。络合法所使用的指示剂一般为金属指示剂，指示终点到达时要求具有较深的颜色。 2.1.5 氧化滴 氧化还原滴定法是以氧化剂或还原剂为滴定剂，直接滴定一些具有还原性或氧化性的物质，或者间接滴定一些本身没有氧化还原性，但能与某些氧化剂或还原剂起反应的物质。单宁是多酚类的化合物，具有很好的还原性，在常温酸性溶液中可被高锰酸钾氧化，由此可得到单宁的含量。用此法测定二白圆，二梭子两[18]种青果果实中的总鞣质含量表明，滴定终点不易观察，须多次平行试验，取平均值。 2.1.6 甲醛缩合法 甲醛缩合法，是利用单宁与甲醛- 盐酸共沸时，单宁与甲醛缩聚，基本上全部沉淀下来。单宁与甲醛所产生的沉淀物质量占样品总质量的百分率，称为甲醛值。在规定的测定条件下，用甲醛缩合的沉淀物质量与试样的质量及不溶物含量之间的数量关系计算得出被测试样中单宁的含量。国内有采用甲醛缩合法测定落叶松树皮，黑荆树栲胶中的单宁含量，具有简单，快捷，准确的优点，是一种值得推广的缩合单宁含量的测定方法。 2.1.7 分光光度法 分光光度法是通过测定被测物质在特定波长或一定波长范围内光的吸收度，以此对该物质进行定性和定量分析的方法。分光光度法的应用光区包括紫外光区，可见光区，红外光区，其中常用的是紫外光区和可见光区。分光光度法的基本原理是朗伯- 比尔定律，即当一束平行的单色光通过含有吸光物质的稀溶液时，溶液的吸光度与吸光物质浓度，液层厚度乘积成正比。定量分析时，首先需要测定溶液对不同波长光的吸收情况，从中确定出最大波长，然后以此波长为光源，测定一系列已知浓度c溶液的吸光度A，做出A- c 工作曲线。分析未知溶液时，根据测量的吸光度，对应工作曲线即可确定出相应的浓度。 2.1.8 比色法 比色法是通过比较或者测量有色物质溶液颜色深度来确定待测组分含量的方法。其作为一种定量分析方法，大约开始于19世纪30,40 年代。常用的比色法有两种，目视比色法和光电比色法，都是以朗伯- 比尔定律为基础的。在20 世纪30,60 年代，是比色分析发展的繁盛时期，它广泛的应用于冶金，地质，金 5 属材料中微量的金属和部分非金属元素的测定。但随着光学仪器制造技术的发展，分光光度逐渐代替了比色法。 2.2 现代测定方法 2.2.1 高效液相色谱法 高效液相色谱法又称高压液相色谱，近代柱色谱，是以液体为流动相，采用高压输液系统，将具有不同极性的单一溶剂或不同比例混合的溶剂，缓冲液等流动相泵入装有固定相的色谱柱，在柱内各成分被分离后，进入检测器进行检测，从而实现对试样的分析。该方法已成为化学，医学，工业，农学，商检和法检等学科领域中重要的分离分析技术。高效液相色谱中的固定相可以是液体，吸附剂，离子交换剂，离子交换树脂，凝胶，固定相的不同，分离原理也有差异。较常用的是液- 液分配色谱法，即流动相和固定相都是液体，并且互不相溶，有一个明显的分界面。其又包括正相液- 液分配色谱法即流动相的极性小于固定相、反相液- 液分配色谱法即流动相的极性大于固定相。在液- 液分配色谱中尽管流动相与固定相的极性要求完全不同，但固定液仍不可避免的在流动相中有微量的溶解，并且流动相通过色谱柱时的机械冲击力，会造成固定液的流失。 2.2.2 流动注射法 流动注射分析法是丹麦科学家于1974 年创立的一项溶液自动在线处理及测定的现代分析技术。1988 年Ruzicka 等对流动注射分析作了定义，向流路中注入一个明确的流体带，在连续非隔离载流中分散而形成浓度梯度，从此浓度梯度中获得信息的技术。流动注射分析法是利用具有流速的试剂流的容量测定，即用聚四氟乙烯管代替烧杯和容量瓶，通过流动注射进行分析的方法。 2.2.3 薄层扫描法 薄层扫描法是指用一定波长的光照射在薄层板上，对薄层色谱中有紫外或可见吸收的斑点或经照射能激发产生荧光的斑点进行扫描，将扫描的图谱及积分值用于药品的质量检验方法。 2.2.4 原子吸收分光光度法 原子吸收分光光度法(AAS)是基于蒸汽相中待测元素的基态原子对其共振辐射的吸收强度来测定试样中该元素含量的一种仪器分析方法。主要应用于测量[19]痕量和超痕量元素。张颖等建立了火焰原子吸收法测土茯苓中单宁的含量，单宁与醋酸铵溶液中的铜离子产生沉淀，离心后通过测定剩余铜离子和未加入单宁前铜离子的吸光度，两者之差在一定的范围内与单宁浓度呈线性关系，由此得出单宁含量。此法灵敏度高，干扰较少，选择性好，可使整个操作自动化，应用日益广泛。 2.2.5 其他 荧光分析法是利用某些物质被紫外光照射后所发射的能反映该物质特性的荧光，可以进行定性或定量分析的方法。它作为一种高灵敏的检测方法很少用于单宁含量的测定。 6 3结论 单宁酸是石榴皮的主要成分之一, 占石榴皮质量的30% 左右。对消化系统，生殖系统，抗菌，抗病毒，抗肿瘤都有一定的疗效, 是近些年来研究的热点。它来源广泛，应用价值高近年来，随着对单宁生理活性研究的深入，它在化学，医学，生物等方面得到了广泛应用。因此, 石榴皮单宁有望在食品，医药和化妆品等领域获得广泛应用。本文对石榴皮中单宁的提取及其含量测定进行了全面的综述，为单宁的开发提供了进一步参考。 7 【参考文献】 [1] 钟瑜，胡健，刘阿静，等(植物单宁的生理作用[J]( 陕西农业科学，2008(4): 98-99( [2] 石碧，狄莹(植物多酚[M](北京:科学出版社，2000( [3] 范璐，霍权恭，周展明，等(高粱中单宁含量测定方法的研究[J](中国粮油学 报，2001，16(2):13-17.( [4] 钱彩虹，吴谋成(植物单宁制备方法研究进展[J]( 现代农业科学，2009，16(3):54-56( [5] 樊文乐，武文洁(超临界萃取中夹带剂的概述[J](食品科技，2005(2):39-42( [6] 董洁，郭立玮，文红梅，等.中药水提液中鞣质含量测定方法研究[J].江苏中医药，2008， 40(11):89-90. 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