1、2023 年 2 月第 44 卷第 1 期河南工业大学学报(自然科学版)Journal of Henan University of Technology(Natural Science Edition)Feb.2023Vol.44 No.1收稿日期:2022-06-02基金项目:“十三五”国家重点研发计划项目(2018YFD0401100)作者简介:刘慧(1996),女,河南周口人,硕士研究生,研究方向为脂质化学与品质。通信作者:梁少华,教授,E-mail:。碱性甲醇体系中谷维素的损失规律研究刘慧,梁少华,孙聪,崔玥河南工业大学 粮油食品学院,河南 郑州 450001摘要:针对谷维素在碱性甲
2、醇体系中提取存在易损失的问题,研究了不同 pH 值条件下谷维素及其 4 种主要成分的损失规律。结果表明:碱性甲醇体系中,在相同 pH 值条件下谷维素损失率随着加热回流处理时间延长呈线性上升趋势,在相同加热回流处理时间条件下谷维素损失率随着 pH 值的升高而上升;谷维素 4 种主要组分的损失率均随 pH 值的升高而增加,且不同种类阿魏酸酯的损失率受 pH 值变化的影响程度有所差异,在相同加热回流处理时间条件下环木菠萝烯醇阿魏酸酯(CAFA)与 24-亚甲基环木菠萝烯醇阿魏酸酯(24-MCAFA)的损失率随着 pH 值的升高而缓慢上升,而菜油甾醇阿魏酸酯(CampFA)与-谷甾醇阿魏酸酯(Sito
3、FA)的损失率随着 pH 值的升高上升速率较快。谷维素 4 种主要组分的损失程度依次为 SitoFACampFA24-MCAFACAFA,且 4 种主要组分之间的损失率差异随 pH值的升高而逐渐增加。明晰碱性甲醇体系中谷维素及其 4 种主要组分的损失规律,以期为米糠油中提取谷维素及其应用提供理论基础。关键词:谷维素;碱性甲醇体系;pH 值;水解中图分类号:TS201.2文献标志码:A文章编号:1673-2383(2023)01-0075-07DOI:10.16433/j.1673-2383.2023.01.010Study on the loss law of oryzanol in alka
4、line methanol systemLIU Hui,LIANG Shaohua,SUN Cong,CUI YueCollege of Food Science and Engineering,Henan University of Technology,Zhengzhou 450001,ChinaAbstract:The loss law of oryzanol and its four main feruloyl esters in alkaline methanol system were stud-ied in the present study.The four main comp
5、onents of oryzanol were analyzed by high performance liquid chromatography with methanol/acetonitrile=1/1(V/V)as mobile phase.The four components were cycloartenyl ferulate(CAFA),24-methylenecycloartanyl ferulate(24-MCAFA),campesteryl ferulate(CampFA),and-sitosteryl ferulate(SitoFA).The standard cur
6、ves of the four main components were firstly established.The standard curve equations of CAFA,24-MCAFA,CampFA,and SitoFA were y=34 889x-63 757,y=34 813x-112 228,y=36 565x-67 528,and y=35 601x-32 177,respectively.The R2 of the standard curve regression equations of four main components were 0.999 5,0
7、.999 4,0.999 0,and 0.998 6,respectively.Oryzanol was dissolved in alkaline methanol with pH value ranging from 7 to 12,and oryzanol and its four main components were quantitatively detected at different reaction times to investigate the loss law of oryzanol in alkaline methanol system.It was found t
8、hat the loss of oryzanol increased linearly with the extension of heating reflux time under the same pH value.When the pH values were 7,8,9,10,11,and 12,the loss rates of oryzanol in 1-12 h were 7.41%-29.54%,4.04%-33.66%,11.08%-38.10%,10.86%-38.61%,12.62%-45.45%,and 22.36%-48.01%,respective-ly.The l
9、oss of oryzanol increased with the increase of pH value at the same heating reflux time.When the 河南工业大学学报(自然科学版)2023 年pH value was gradually increased from 7 to 12,the loss rate of oryzanol changed in the range of 7.41%-22.36%with 1 h heated reflux time,and it was changed in the range of 29.54%-48.0
10、1%with 12 h heated reflux time.Under the same heating refluxing time,the losses of CAFA and 24-MCAFA increased slowly with the increase of pH value,while the losses of CampFA and SitoFA increased rapidly.The loss degree of the four feruloyl esters was in this order:SitoFACampFA24-MCAFACAFA,and these
11、 differences gradually increased with the increase of pH value.The maximum loss rate of SitoFA was approximately 3 times that of CAFA and 24-MCAFA,while that of CampFA was approximately 2 times that of CAFA and 24-MCAFA.This study is expected to provide a theoretical basis for the extraction of oryz
12、anol from rice bran oil and the application in food,medicine,cosmetics and other fields.Key words:oryzanol;alkaline methanol system;pH;hydrolysis谷维素是环木菠萝醇类阿魏酸酯与甾醇类阿魏酸酯的混合物,以环木菠萝烯醇阿魏酸酯(CAFA)、24-亚甲基环木菠萝烯醇阿魏酸酯(24-MCAFA)、菜油甾醇阿魏酸酯(CampFA)及-谷甾醇阿魏酸酯(SitoFA)为主要成分1。目前谷维素已被证实具有一系列的生理功能,可以起到抗氧化2、抗菌3、降低心血管疾病风险4
13、、治疗更年期失眠5、改善胰岛素抵抗6等功效。谷维素易溶于碱性甲醇溶液7,不溶于酸性甲醇溶液,因此工业上通常利用该性质对其进行提取8。弱酸取代法是目前国内使用最多的谷维素生产方法9,但该法有多个工序均处于碱性体系中10,长时间的碱性环境会造成谷维素不同程度的损失,得率仅约 35%11。刘贺等12对弱酸取代法工艺进行了改进,从米糠毛油与正己烷混合物出发,采用新的萃取工艺,所得皂脚中谷维素捕集率为 86.8%,在最佳条件下酸析处理后最终谷维素得率为 64.6%。张西宁等13使用甲醇萃取法直接向毛糠油中加入碱性甲醇进行萃取,与弱酸取代法相比缩短了工艺流程,并在最佳条件下使谷维素收率达到 68%。王子涵
14、14研究了溶剂法萃取谷维素的工艺,测定了谷维素在不同 pH 值甲醇中的溶解度,选择萃取用甲醇用量为油质量的 1.5 3.5 倍,于 40 在 pH 11 的甲醇碱液中对米糠油萃取 10 min,使谷维素的得率从弱酸取代法的 35%提高到 70%以上,但损失仍然较高。谷维素在碱性体系中会产生一定程度的损失,其收率仍然受到约束,此外,谷维素以天然或添加剂形式存在于食品体系中时也可能受到碱的影响。为改善面条的品质特性向其中添加碳酸钾、碳酸钠、磷酸三钠等碱性盐15-16,曹涵17的研究结果表明,添加了碱性盐的面条储藏 72 h的 pH 值变化范围为 710,由于面粉中也会有少量阿魏酸酯的存在,故当其处
15、于碱性体系时也可能会发生损失,而当谷维素在作为食品添加剂添加到其他碱性食品体系时是否会对其造成影响目前仍有待研究。针对谷维素存在的在碱性甲醇体系中提取易损失及其作为食品添加剂应用于碱性食品体系中是否会对其造成影响等问题,亟待对谷维素及其主要成分在碱性体系中的损失规律进行研究,而目前未见相关报道,因此,作者通过考察在碱性体系中谷维素及其主要阿魏酸酯单体含量的变化,探究谷维素损失规律,以期为米糠油中提取谷维素及其在食品、药品、化妆品等领域的应用提供理论基础。1材料与方法1.1材料与试剂谷维素标准品(纯度98.0%,CAFA 23%、24-MCAFA 51%、CampFA 15%、SitoFA 10
16、%):日本和光 纯 药 工 业 株 式 会 社;谷 维 素(纯 度 99%):济宁市安康制药有限责任公司;氢氧化钠(纯度95%):上海麦克林生化科技有限公司。异丙醇(色谱级):美国 VBS 生物有限公司;甲醇、乙腈(色谱级):赛默飞世尔科技(中国)有限公司;甲醇、甲酸(分析纯):天津市科密欧化学试剂有限公司;超纯水:屈臣氏蒸馏水。1.2仪器与设备LC-20A 高效液相色谱仪:日本株式会社岛津制作所;XW-80A 涡旋振荡器:海门市其林贝尔仪器制造有限公司;BSA224S 分析天平:赛多利斯科学仪器有限公司;DF101S 集热式恒温加热磁力搅拌器:巩义市予华仪器有限责任公司。1.3样品制备称取一定量的谷维素纯品于 100 mL 三颈67第 44 卷第 1 期刘慧,等:碱性甲醇体系中谷维素的损失规律研究烧瓶中,加入一定量的甲醇溶液,加热回流至沸腾后向其中 加入一定浓 度的氢氧 化 钠 水 溶 液(甲醇碱液的酒精度控制在 85%10),使体系达到预设的 pH 值,300 r/min 条件下每隔 1 h 取一定量反应液至容量瓶中,加入冰乙酸至体系颜色(黄色)消失后,用异丙醇溶解并定容至体积待测