微波輔助法提取野生軟棗獼猴桃莖黃酮的工藝優(yōu)化

1、 335張春紅，許寧，楊悅，劉長(zhǎng)江*（沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，遼寧沈陽110866）摘要：研究了微波輔助法提取野生軟棗獼猴桃莖黃酮類化合物的工藝條件。通過單因素實(shí)驗(yàn)分別考察微波功率、提取時(shí)間、乙醇濃度、料液比對(duì)黃酮提取率的影響，以軟棗獼猴桃莖黃酮的提取率為指標(biāo)，根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)，得出微波輔助法提取的最佳工藝條件：微波功率為300W ，乙醇濃度為70%，料液比為132 ，提取時(shí)間為5min ，此條件下軟棗獼猴桃莖黃酮提取率為1.80%。關(guān)鍵詞：野生軟棗獼猴桃莖，黃酮類化合物，微波，工藝優(yōu)化Optimization of microwave assisted extraction of

2、flavonoids from Actinidia arguta stemZHANG Chun hong ，XU Ning ，YANG Yue ，LIU Chang jiang *（College of Food ，Shenyang Agricultural University ，Shenyang 110866，China ）Abstract ：Microwave assisted extraction of flavonoids from the stem of Actinidia arguta was explored . Effect of operation conditions o

3、n extraction ratio of flavonoids ，such as microwave power ，treatment time ，ethanol concentration and liquid ratio were studied by using single factor test . Taking extraction ratio of flavonoids as index ，orthogonal test was designed based on single factor test . Results showed that the highest extr

4、action yield can be obtained when microwave power was 300W ，treatment time was 5min ，ethanol concentration was 70%and liquid ratio was 132. Under the optimal extraction conditions ，the extraction rate of flavonoids from Actinidia arguta stem was 1.80%.Key words ：Actinidia arguta stem ；flavonids ；mic

5、rowave ；technology optimization 中圖分類號(hào)：TS255.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：10020306（2011）12033503收稿日期：20110413*通訊聯(lián)系人作者簡(jiǎn)介：張春紅（1968），女，副教授，博士，主要從事植物蛋白質(zhì)、酶工程方面的研究?；痦?xiàng)目：公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)（200903013）。野生軟棗獼猴桃系獼猴桃科，獼猴桃屬落葉大藤本植物，在我國(guó)主要分布于東北、山東、西北及長(zhǎng)江流域，其中東北南部山區(qū)較多見12。由于黃酮類化合物具有抗病毒、抗癌、抗氧化、抗衰老、調(diào)節(jié)心血管系統(tǒng)、提高免疫等功能作用3，因此對(duì)該化合物的研究已成為國(guó)內(nèi)外研究的熱門。但完

6、全從已開發(fā)應(yīng)用的植物中提取黃酮類化合物，資源有限，據(jù)國(guó)外研究表明，軟棗獼猴桃莖中含有的（+）兒茶素和（）表兒茶素具有促進(jìn)骨髓細(xì)胞增殖的功能活性4，并且只有當(dāng)年生的軟棗獼猴桃莖才能結(jié)果，結(jié)果后在剪枝期被剪下，造成了資源的浪費(fèi)，因此軟棗獼猴桃莖是一種很有開發(fā)價(jià)值的提取黃酮類化合物的原料。微波輔助提取法是借助高頻電磁波穿透萃取媒質(zhì)到達(dá)萃取物料的內(nèi)部，使提取成分加速向提取溶劑界面擴(kuò)散，從而使提取速率提高數(shù)倍，同時(shí)還可降低提取溫度，最大限度地保證提取成分的活性5。本文借助微波輔助法提取軟棗獼猴桃莖黃酮類化合物，并對(duì)提取工藝進(jìn)行優(yōu)化，為軟棗獼猴桃莖的綜合利用和功能性食品的開發(fā)提供參考依據(jù)。1材料與方法1.

7、1材料與設(shè)備軟棗獼猴桃莖遼寧省本溪市；化學(xué)試劑國(guó)產(chǎn)，分析純。U2910紫外可見分光光度計(jì)日本HITAcHI 公司；HD5電腦紫外檢測(cè)儀上海滬西分析儀器廠；RE52旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上海亞榮生化儀器廠；HL2B恒流泵上海滬西分析儀器廠；5805高速冷凍離心機(jī)德國(guó)INVESTMENT 公司；HH4數(shù)顯恒溫水浴鍋常州國(guó)華電器有限公司；DHG 電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；MASI 微波爐上海新儀微波化學(xué)科技有限公司。1.2實(shí)驗(yàn)方法工藝流程稱取1.00g 軟棗獼猴桃莖樣粉置于錐形瓶中，以一定濃度的乙醇溶液為提取劑，設(shè)定 336功率和提取時(shí)間（每間隔1min 微波1次，每次作用1min ）微波提取

8、。提取液稍冷卻后在4 條件下，以6000r /min 離心10min ，過濾，去除濾渣，所得濾液減壓濃縮，再用60%乙醇定容于100mL 容量瓶，所得樣液待測(cè)。索氏提取法。軟棗獼猴桃莖樣粉的制備將軟棗獼猴桃鮮莖洗凈，剪段，在40 條件下烘干，取出用粉碎機(jī)粉碎，正交實(shí)驗(yàn)表1微波法提取因素及水平水平因素A 微波功率（W ）B 提取時(shí)間（min ）C 料液比（g /mL）D 乙醇濃度（%）Al （NO 3）3NaNO 2法6。2結(jié)果與討論2.1標(biāo)準(zhǔn)曲線的制定采用Al （NO 3）3NaNO2法，以蘆丁濃度X （mg /mL ）為橫軸，以吸光度A 為縱軸繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得回歸方程為A =0.0083X

9、+0.0052，R 2=0.9992。2.2微波輔助提取的單因素實(shí)驗(yàn)微波功率對(duì)黃酮提取率的影響準(zhǔn)確稱取6份1.00g 軟棗獼猴桃莖樣粉，在料液比為128 （樣粉質(zhì)量 乙醇體積），乙醇濃度為70%的條件下，設(shè)置微波功率為100 600W ，微波提取3min ，測(cè)定樣液黃酮濃度并計(jì)算提取率，結(jié)果見圖1 。圖1微波功率對(duì)提取率的影響由圖1可知，黃酮提取率隨著微波功率的增大而增大，當(dāng)微波功率為300W 時(shí)，黃酮提取率達(dá)到最大值，之后微波功率繼續(xù)增大，而黃酮提取率又開始下降。微波直接作用于分子，當(dāng)微波功率增大時(shí)，分子的熱運(yùn)動(dòng)加快，造成提取溶劑的溫度升高，同時(shí)細(xì)胞內(nèi)的功能性成分的滲透作用也開始加強(qiáng)，因此細(xì)

10、胞內(nèi)的黃酮類化合物從細(xì)胞內(nèi)部快速擴(kuò)散到提取劑中7；而當(dāng)功率過大時(shí)，微波輻射強(qiáng)度過大可能使黃提取時(shí)間對(duì)黃酮提取率的影響準(zhǔn)確稱取6份1.00g 軟棗獼猴桃莖樣粉，在料液比為128 ，乙醇濃度為70%，微波功率為300W 條件下，分別提取1、3、5、7、9、11min ，測(cè)定樣液黃酮濃度并計(jì)算提取率，結(jié)果見圖2 。圖2提取時(shí)間對(duì)提取率的影響由圖2可知，隨著提取時(shí)間的延長(zhǎng)，黃酮的提取率先增大后減小，在5min 時(shí)，提取率達(dá)到最大值。原因是黃酮類化合物的溶出需要一段時(shí)間，但微波時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)造成溶出物過多，使黃酮類化合物結(jié)構(gòu)損壞，影響測(cè)定結(jié)果。準(zhǔn)確稱取6份1.00g 軟棗獼猴桃莖樣粉，在料液比為128 ，微

11、波功率為300W ，乙醇濃度分別為40%、50%、60%、70%、80%、90%條件下，微波提取5min ，測(cè)定樣液黃酮濃度并計(jì)算提取率，結(jié)果見圖3 。圖3乙醇濃度對(duì)提取率的影響由圖3可知，隨乙醇濃度增大，黃酮提取率也增大。當(dāng)乙醇濃度達(dá)到70%時(shí)，提取率最高，而后又下降。這是因?yàn)辄S酮類化合物種類多，存在極性的差異，在植物體內(nèi)因存在部位不同，結(jié)合狀態(tài)和極性也不同，提取劑的濃度主要是根據(jù)被提取物的性質(zhì)及伴隨的雜質(zhì)來選擇，莖部發(fā)現(xiàn)存在苷的結(jié)合形式，高體積分?jǐn)?shù)的乙醇（90% 95%）宜于提取苷元，體積分?jǐn)?shù)60%左右的乙醇溶液適宜于提取苷類物質(zhì)8，因此當(dāng)乙醇濃度為70%時(shí)，軟棗獼猴桃莖中的黃酮類化合物的

12、溶出效果較好。準(zhǔn)確稱取6份1.00g 軟棗獼猴桃莖樣粉，分別在料液比為1 20、124 、128 、132 、136 、140 ，乙醇濃度為70%，微波功率為300W 條件下，提取5min ，測(cè)定樣液黃酮濃度并計(jì)算提取率，結(jié)果見圖4。由圖4可知，隨著乙醇體積的增大，提取率逐漸增大后又趨于穩(wěn)定，這是因?yàn)楫?dāng)提取溶劑量太少時(shí)，溶劑不能完全溶脹原料而使細(xì)胞內(nèi)的黃酮充分溶解出來9，但溶劑太多時(shí)又增加生產(chǎn)成本和后續(xù)實(shí)驗(yàn)的難度，因此，確定132 136 為合適的料液比。2.3正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)微波功率、提取時(shí) 337圖4料液比對(duì)提取率的影響間、乙醇濃度和料液比四個(gè)因素進(jìn)行了L 9（34）正

13、交實(shí)驗(yàn)，其正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見表2。表2微波法提取正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果實(shí)驗(yàn)號(hào)ABCD黃酮提取率表3顯示，根據(jù)方差分析的結(jié)果可知，微波功率和乙醇濃度對(duì)軟棗獼猴桃莖黃酮的提取率影響顯著，提取時(shí)間和料液比影響不顯著，考慮到節(jié)省資源降低成本，因此選擇料液比為132 ，通過驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，在此條件下所得軟棗獼猴桃莖黃酮提取率為1.80%。表3方差分析因素偏差平方和自由度F 比F 臨界值顯著性A B C D0.1030.0110.0020.04019.003結(jié)論從微波輔助提取軟棗獼猴桃莖黃酮類化合物正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，四個(gè)因素對(duì)黃酮提取率的影響順序主次為微波功率乙醇濃度提取時(shí)間料液比，其中微波功率和乙醇濃度對(duì)黃酮提

14、取率的影響顯著，優(yōu)化后的最佳提取工藝條件為微波功率300W ，提取時(shí)間5min ，乙醇濃度70%，料液比132 ，在此條件下所得軟棗獼猴桃莖黃酮提取率為1.80%。參考文獻(xiàn)1趙淑蘭. 軟棗獼猴桃品種簡(jiǎn)介J . 特種經(jīng)濟(jì)動(dòng)植物，2002（2）：35.2印萬芬. 我國(guó)有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的獼猴桃種類及其利用J . 特產(chǎn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)，1981（3）：28. 3尹愛群，穆惠軍，江雪欣，等. 黃酮類化合物研究進(jìn)展J . 中國(guó)藥事，2005，19（11）：689692.4Takano F ，Tanaka T ，Tsukamoto W ，et al. Isolation of （+）catenin and （）epica

15、teninfrom Actinidia arguta as bone marrow cell proliferation promoting compounds J .Planta Med ，2003，69（4）：321326.5馬長(zhǎng)雨，楊悅武，郭治昕，等. 微波萃取在中藥提取和分析中的應(yīng)用J . 中草藥，2004，35（11）：附7附9. 6國(guó)家藥典委員會(huì). 中華人民共和國(guó)藥典M . 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000：553. 7余紅英，孫遠(yuǎn)明，羅宗銘，等. 千層塔黃酮類物質(zhì)的微波提取工藝J . 食品科學(xué)，2004，25（8）：132133.8彭程程，王青山，趙國(guó)祥，等. 黃酮類化合物的研究進(jìn)

16、展J . 農(nóng)產(chǎn)品加工·學(xué)刊，2010，208（5）：3943.9王青豪，方芳，張熊祿. 微波輔助提取絞股藍(lán)黃酮工藝研究J . 食品科學(xué)，2010，31（22）：檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾150151.（上接第334頁）到的腐竹干燥品質(zhì)好，感官、色差及碎裂性指標(biāo)均得到優(yōu)化，且明顯縮短了干燥時(shí)間。該結(jié)論為工廠采用熱烘干方式生產(chǎn)干腐竹提供了一定數(shù)據(jù)及理論基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)1中國(guó)食品工業(yè)協(xié)會(huì)豆制品專業(yè)委員會(huì). 我國(guó)各地豆制品企業(yè)市場(chǎng)準(zhǔn)入情況數(shù)統(tǒng)計(jì)Engineering ，2006，73（3）：281289.3蘆燕敏. 糧食高溫干

17、燥與品質(zhì)變化R . 中國(guó)糧油學(xué)會(huì)第三屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文選集：上冊(cè)，2004：237238.4Long Lei ，Han Zhi ，Zhang Xiujin ，et al.Effects of differentheating methods on the production of protein lipid film J .Journal of Food Engineering ，2007，82（3）：292297.5孫向東，王樂凱，任紅波，等. 色彩色差計(jì)在面粉色澤測(cè)定上的應(yīng)用J . 糧油食品科技，2002（2）：3233.6張樹祿. 低溫真空油炸生產(chǎn)馬鈴薯脆片的過程研究及其品質(zhì)控制D . 濟(jì)南：山東輕工業(yè)學(xué)院，2009：2122.7張杏輝. 腐竹蛋白與脂肪包容的結(jié)構(gòu)J . 廣西師范大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，1994（2）：5051.