醇提超臨界蜂膠剩余物的性質及其微膠囊粉末的制備

吉 挺，李文艷，岑 寧，吳宏安

(揚州大學動物科學與技術學院，江蘇 揚州 225009)

醇提超臨界蜂膠剩余物的性質及其微膠囊粉末的制備

吉 挺，李文艷，岑 寧，吳宏安

(揚州大學動物科學與技術學院，江蘇 揚州 225009)

對超臨界蜂膠的利用價值及其應用進行探討。采用HPLC法、國家標準法對蜂膠黃酮種類、總黃酮含量和抗氧化能力進行測定，采用冷凍干燥法對剩余物進行包埋。結果表明：醇提超臨界萃取蜂膠剩余物的總黃酮含量為118.798mg/kg，與醇提蜂膠接近；不同蜂膠品對油脂的過氧化保護作用的強弱順序是醇提蜂膠＞醇提超臨界萃取蜂膠剩余物＞超臨界蜂膠，說明超臨界蜂膠剩余物也有一定的抗氧化作用；包埋后制備出的微膠囊產品粉質細膩、質地疏松，包埋率可達到69.87%。

蜂膠；再利用；總黃酮；抗氧化；微膠囊

蜂膠是一種獨特而寶貴的天然資源，是蜜蜂(Apis mellifera)從膠源植物的芽苞或樹干上采集的樹脂，再混入其上顎腺分泌物和蜂蠟等形成的一種芳香味膠狀固體。經研究證明，蜂膠具有顯著的抗菌、抗病毒、抗氧化、降血糖、降血脂、提高免疫力等多種醫療保健功能，并對人體無任何毒副作用，是一種十分安全的保健品[1]。

目前，常用的蜂膠提取方法有乙醇提取和CO2超臨界萃取兩種。使用超臨界技術萃取出的蜂膠呈金黃色，具備蜂膠固有的芳香味，減少了乙醇提取的溶劑殘留問題[2]。但是，CO2超臨界萃取的蜂膠得率比較低，其中很多都以殘渣的形式損失掉了。在高端蜂膠生產中，人們大多將殘渣丟棄，這在很大程度上造成了原料的浪費。在低端蜂膠市場上，有一些人用樹膠充當蜂膠，這嚴重損害了消費者的利益，也沖擊了正品蜂膠市場[3]。

本實驗對超臨界萃取后的蜂膠殘渣進行二次提純，并用微膠囊技術對醇提超臨界萃取蜂膠剩余物進行包埋，擬為超臨界蜂膠剩余物的再利用以及蜂膠產品深加工工藝研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

蜂膠 揚州大學實驗蜂場；豬板油、大豆油均為市售。

乙醇(純度95%)、甲醇、氯仿、氯化亞鐵、濃鹽酸、硫氰酸鉀、無水乙醚、羧甲基纖維素鈉(均為分析純)；麥芽糊精、變性淀粉、單硬脂酸甘油酯、蔗糖脂肪酸酯等(均為食品級)。

1.2 儀器與設備

HA121-50-01超臨界萃取裝置 南通華安超臨界設備有限公司；NDJ-8S數字旋轉黏度計 上海舜宇恒平科學儀器有限公司；FJ-200-S數顯高速分散均質機 上海標本模型廠； FD-5真空冷凍干燥機 上海市離心機械研究所；LC-600高效液相色譜儀 LabTecho公司；光柵分光光度計；旋轉蒸發儀；離子鍍膜儀；環境掃描電子顯微鏡。

1.3 方法

1.3.1 蜂膠的提取

1.3.1.1 醇提蜂膠的提取工藝流程

蜂膠原膠→除雜→冷凍→粉碎→95%乙醇溶液浸泡72h→過濾→上清液蒸餾→干燥→醇提蜂膠

1.3.1.2 蜂膠的超臨界萃取

蜂膠原膠經粉碎后在46℃、25MPa的條件下以CO2為流體進行萃取。

1.3.1.3 醇提超臨界萃取蜂膠剩余物工藝流程

95%乙醇浸泡超臨界蜂膠殘渣72h→過濾→上清液蒸餾→干燥→醇提超臨界萃取蜂膠剩余物

1.3.2 3種提取方法獲得蜂膠總黃酮含量的檢測

將經這3種提取方法得到的蜂膠產品進行基于8種黃酮成分的分析，采用高效液相色譜法，通過計算不同峰面積獲得8種黃酮成分含量，并計算總黃酮含量。

1.3.3 3種提取方法獲得蜂膠在豬油體系中的抗氧化保護作用

將豬板油洗凈切成小塊，在高溫條件下熬制成豬油，冷卻。試驗分為4組，空白對照組、醇提蜂膠組、超臨界萃取蜂膠組、醇提超臨界萃取蜂膠剩余物組，添加蜂膠質量分數0.05%，每組做4個平行樣。將試樣置于(60±2)℃的烘箱，每隔12h測一次油脂過氧化值。

1.3.4 醇提超臨界萃取蜂膠剩余物微膠囊粉末的制備工藝流程[4-7]

將大豆油加熱至60℃，加入單硬脂酸甘油酯，攪拌混合均勻，再加入蜂膠粉末，快速攪拌，制成油相(終溫60℃)。再將麥芽糊精加入溫水中，待麥芽糊精溶解完全呈透明色時，緩慢加入變性淀粉，攪拌機攪拌數次，加入羧甲基纖維素鈉，再攪拌數次，制成水相。在快速攪拌下，將油相緩慢加入水相中，充分攪拌混合，攪拌機攪拌，均質，即成均勻的微膠囊乳化液。最后將乳化液倒入直徑15cm的塑料培養皿中(乳化液厚度不超過5cm)，冷凍干燥8h后粉碎、過篩，得到醇提超臨界萃取蜂膠剩余物微膠囊粉末。

1.4 測定指標

1.4.1 過氧化值

抗氧化作用是蜂膠最主要的生理作用，目前國內市場上的蜂膠產品主要也是針對這一生理功能進行技術開發的。測定方法參照GB/T 5009.37—2003《食用植物油衛生標準的分析方法》[8]。

1.4.2 乳化穩定性

乳化液是多相分散體系，具有熱力學不穩定性，液滴有自動聚結的趨勢。乳化液如果均質的不好，芯材液滴越大上浮的速度就越快，分層后上層百分含量就越大。所以放置相同時間的情況下，乳化液的下層百分含量就能代表乳化液的穩定性[9]。測定方法：將乳化液稀釋3倍倒入具塞量筒中，靜置24h，下層乳化液百分率即為乳化液穩定性的指標。

1.4.3 乳化液黏度

黏度對微膠囊乳化液的制備會產生一定的影響。黏度過高，會給后續的攪拌、均質帶來困難；黏度太低，蜂膠顆粒會下沉。因此，要將黏度控制在適合的范圍內。測定方法：用數顯旋轉黏度計測定，測定溫度為30℃，待轉子轉動15s后讀數。

1.4.4 微膠囊包埋率

微膠囊包埋率是評價微膠囊產品好壞的重要指標[10]。測定方法：準確稱取樣品2g于一已干燥至質量恒定的錐形瓶中(樣品與錐形瓶總質量為m1)，分兩次加入30mL無水乙醚振蕩提取10min，用已知質量(m2)的濾紙過濾樣品，并用10mL無水乙醚洗滌錐形瓶和濾紙，然后在60℃烘干并冷卻稱量(m3)。計算公式為[10]：

式中：m為樣品質量/g；N為微膠囊制品中油脂理論相對含量/%。

1.4.5 正交試驗設計

選擇微膠囊包埋率最高的配方，通過正交試驗優化微膠囊的制備工藝。以單因素試驗為基礎，設計L9(34)正交表設計正交試驗，選擇最適的工藝參數。

2 結果與分析

2.1 不同提取方法所得黃酮種類和總黃酮含量的差異

圖1 幾種蜂膠制品的液相色譜圖Fig.1 Liquid chromatograms of propolis products with three extracts from propolis

黃酮類化合物是蜂膠的主要成分，它在穩定血液循環、增加酶類活性、提高免疫力水平、抗炎除毒、調節新陳代謝和生理功能方面，有著極好的作用[11]。圖1是3種提取方法獲得的蜂膠制品中8種主要黃酮類化合物成分的液相色譜圖，表1為根據圖1所獲得的不同提取方法蜂膠制品黃酮類化合物含量測定結果。從表1可以看出：醇提超臨界萃取蜂膠剩余物的總黃酮含量為118.798mg/kg，與醇提蜂膠接近(127.808mg/kg)，遠遠高于超臨界蜂膠(5.04mg/kg)，另外，醇提超臨界萃取蜂膠剩余物中高良姜素含量是相當可觀的，比醇提蜂膠高出28.44%。這說明醇提超臨界萃取蜂膠剩余物是有開發利用價值的。

表1 3種方法提取的蜂膠黃酮類化合物含量的差異測定結果Table1 Comparison of flavonoid compound composition of three extracts from propolismg/kg

2.2 不同提取方法所得蜂膠抗氧化效果的比較

表2 3種方法提取的蜂膠對豬油的過氧化保護作用測定結果Table2 Comparison of protective effects of three extracts from propolis against the peroxidation of lardmeq/kg

抗氧化作用是蜂膠的主要生理功能之一，也是判斷蜂膠作用高低的依據，蜂膠對人體高血脂、高血糖、清除體內自由基的作用均源自于蜂膠的抗氧化活性[12]。將3種提取方法得到的蜂膠加入到豬油中，研究它們對油脂的過氧化保護作用，從表2可以看出：無論是醇提蜂膠、醇提超臨界萃取蜂膠剩余物還是超臨界蜂膠，均有一定的抗氧化保護作用。其抗氧化保護作用的順序是醇提蜂膠＞醇提超臨界萃取蜂膠剩余物＞超臨界蜂膠，這與總黃酮含量的測定結果一致，從而更加有力地說明醇提超臨界萃取蜂膠剩余物有一定的開發利用前景，這對于節約蜂膠原料、降低蜂產品生產成本以及蜂保健品的普及意義重大。

2.3 醇提超臨界萃取蜂膠剩余物微膠囊乳化液的制備

應用微膠囊包埋技術，選擇合適的壁材、乳化劑、穩定劑對醇提超臨界萃取蜂膠剩余物進行包埋，并對制備配方和工藝參數進行比較研究，結果見表3。

表3 醇提超臨界萃取蜂膠剩余物微膠囊乳化液的制備結果Table3 Different emulsion composition for the microencapsulation of alcohol extract from propolis residue left after SFE-CO2extraction

表4 “兩步提取法”蜂膠的制備工藝參數正交試驗結果Table4 Orthogonal array design layout and experimental results

由表4可看出，正交試驗結果通過極差分析得到極差順序為乳化溫度＞均質轉速＞均質時間，說明在影響微膠囊化的3個參數中，乳化溫度影響最大；最優參數為乳化溫度60℃、均質時間6min、均質轉速8000r/min。但考慮到轉速達到8000r/min時噪音會很大以及產生大量的熱量而使蜂膠變軟粘黏，因此選擇轉速4000r/min比較合適。

圖2 醇提超臨界萃取蜂膠剩余物微膠囊粉末的外觀照片(a)和電子顯微鏡照片(b)Fig.2 Microphotographs of microencapsulated alcohol extract from propolis residue left after SFE-CO2extraction

由圖2可看出，微膠囊顆粒外觀分布比較均勻，顏色呈淡咖啡色，有著蜂膠特有的芳香味，其內部結構比較蓬松，有很多空穴，這對于產品在水中的溶解與分散很有利。

3 結 論

3.1 通過將蜂膠CO2超臨界萃取后的剩余物進行乙醇提取，可以使蜂膠中的功效成分得到最大程度的利用，所獲得的醇提超臨界萃取蜂膠剩余物表觀與醇提蜂膠相近，總黃酮得率為118.798mg/kg，與醇提蜂膠

(127.808mg/kg)接近，并且具有一定的抗氧化能力。醇提超臨界萃取蜂膠剩余物的開發利用對于節約蜂膠原料以及蜂膠產品的普及均有重要意義。

3.2 微膠囊包埋技術對醇提超臨界萃取蜂膠剩余物進行包埋，不僅可以提高蜂膠的使用效率，還可以改善蜂膠的口感、有利于人體吸收，同時可以制成多種劑型，豐富蜂膠產品的種類。通過對制備配方和工藝參數比較分析表明，醇提超臨界萃取蜂膠剩余物微膠囊粉末的最優參數為乳化溫度60℃、均質時間6min、均質轉速4000r/min。

[1]吳曉聞, 吳家森. 超臨界CO2流體萃取蜂膠工藝的探索[J]. 養蜂科技, 2002(2): 29.

[2]吳曉聞, 吳家森. 超臨界CO2流體萃取蜂膠工藝前景燦爛[J]. 養蜂科技, 2002(1): 11-12.

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Characterization and Microencapsulation of Alcohol Extract from Propolis Residue Left after SFE-CO2Extraction

JI Ting，LI Wen-yan，CEN Ning，WU Hong-an
(College of Animal Science and Technology, Yangzhou University, Yangzhou 225009, China)

In order to elevate the utilization value of propolis residue from supercritical carbon dioxide fluid (SFE-CO2) extraction, the residue was reextracted with absolute alcohol, and the extract obtained was subjected to comparisons with alcohol and SFE-CO2extracts from propolis for differences in flavonoid compound composition and antioxidant effect and to microencapsulation by lyophilization. Total flavonoid content in the alcohol extract from propolis residues left after SFE-CO2extraction was 118.798 mg/kg, which was close to the alcohol extract from propolis. The protective effects of different propolis products on the peroxidation of lard were different and deceased in the following order: the alcohol extract from propolis＞ the alcohol extract from propolis residue left after SFE-CO2extraction ＞ the SFE-CO2extract from propolis. Thus, the alcohol extract from propolis residue left after SFE-CO2extraction is a superior antioxidant. Its microcapsules were exquisite powder with a loose texture and the embedding rate was 69.87%.

propolis；recycling；total flavonoids；antioxidation；microcapsule

TS201.1

A

1002-6630(2010)20-0256-04

2009-09-23

國家現代農業(蜂)產業技術體系項目(nycytx-43-5yz5)；江蘇省科技攻關項目(BE2007321)

吉挺(1974—)，男，副教授，博士，主要從事特種經濟動物飼養(蜂)研究。E-mail：jiting12@sohu.com