乙醇提取麥麩中輔酶Q10的工藝研究

王麗霞，張秀媛，劉坤，何擴

（1.河北北方學院農林科技學院，河北張家口075000；2.張家口市食品質量安全監督檢驗中心，河北張家口075000）

輔酶Q10是動物、植物、微生物等細胞體內與線粒體內膜相結合，在呼吸鏈中作為重要的氫的傳遞者，也是細胞內的天然抗氧化劑及代謝激活劑。近年來，一些研究表明，輔酶Q10能提高免疫力，預防動脈硬化，并且在治療腫瘤、心力衰竭及擴張性心肌病變、高血壓等疾病中發揮著重要的作用[1-4]。在歐美等發達國家，輔酶Q10的安全性已經得到普遍認可，并且作為食品添加劑投入市場[5]。目前獲得輔酶Q10的方法中，化學合成輔酶Q10的前體物來源有限，且反應難度大、效率低；而微生物發酵法，因很難找到理想的菌種，而且發酵產率低、成本高，制約其應用研究[6]。麥麩作為小麥加工面粉的副產品，其中輔酶Q10含量較高。本實驗使用乙醇浸提法從麥麩中分離、提取輔酶Q10，確定最佳提取條件，旨在研究麥麩中輔酶Q10的提取分離方法，以期提高輔酶Q10的產量[7]。

1 材料與方法

1.1 原料及試劑

麥麩：河北北方學院農學系自制并提供。

石油醚（30-60 分析純）、無水乙醇（分析純）：天津市北方天醫化學試劑廠。

1.2 儀器

組織搗碎機、電子天平：上海精密科學儀器有限公司；電熱恒溫水浴鍋：山西省文水醫療器械廠；電熱鼓風干燥箱：天津市泰斯特儀器有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 工藝流程

1.3.2 輔酶Q10的提取

1.3.2.1 提取

將2 g 麥麩用組織搗碎機搗碎，與不同濃度的乙醇按比例（m/v）用索氏抽提方法，一定溫度下回流一定時間，過濾，得濾液。

1.3.2.2 萃取

在分液漏斗中，濾液用0.5 倍的石油醚萃取3 次，收集橙黃色上清液，合并萃取液。

1.3.2.3 稱量

將錐形瓶與輔酶Q10一同稱量得m1，然后將錐形瓶洗凈烘干稱重得m2，計算輔酶Q10的含量進而得出提取率。

1.3.3 輔酶Q10提取率的測定

輔酶Q10提取率的測定與計算：在設定的實驗條件下求出輔酶Q10的含量。從而按照如下公式計算其提取率，根據提取率檢驗提取條件的合理性，為后續試驗提供有力的數據。提取率=（提取量/麥麩總量）×100%

提取量=m1－m2

2 結果與討論

2.1 單因素試驗

2.1.1 乙醇濃度對提取率的影響

在70 %、75 %、80 %、85 %、90 %不同乙醇濃度下，回流溫度90 ℃，料液比1 ∶20，提取時間120 min進行提取，篩選出對輔酶Q10提取效果最佳的乙醇濃度。結果如圖1 所示。

圖1 不同乙醇濃度下輔酶Q10 的提取率Fig.1 Effects of different ethanol concentration on the ratio of CoQ10

由圖1 可知，隨著乙醇濃度的提高，輔Q10的提取率也隨之上升，在乙醇濃度達到90%之后曲線逐漸持平，本研究選擇乙醇濃度為90%。

2.1.2 回流溫度對提取率的影響

將水浴鍋的溫度分別設定為50、60、70、80、90 ℃，乙醇濃度為90%，料液比1 ∶20，提取時間120 min 進行提取，篩選出對輔酶Q10提取效果最佳的回流溫度。結果如圖2 所示。

由圖2 可知，隨著提取溫度的上升，輔酶Q10的含量也隨之顯著上升，但在溫度超過70 ℃后，輔酶Q10的含量出現明顯的下降趨勢，這可能是輔酶Q10在高溫情況下發生了氧化被分解，因此在本研究中選擇提取的溫度為70 ℃。

圖2 不同回流溫度輔酶Q10 的提取率Fig.2 Effects of different temperature on the ratio of CoQ10

2.1.3 料液比對提取率的影響

分別選取1∶5、1∶10、1∶15、1 ∶20、1∶25（g/mL）不同的料液比，乙醇濃度為90 %，溫度為70 ℃，提取時間120 min 進行提取，篩選出對輔酶Q10提取效果最佳的料液比，結果如圖3 所示。

圖3 不同料液比輔酶Q10 提取率Fig.3 Effects of different ratio of material to ethanol on the ratio of CoQ10

從圖3 可以看出，料液比為1 ∶25 處提取率最大，料液比為1 ∶20 時提取率略小一些，考慮到試劑的用量，所以選擇料液比為1 ∶20。

2.1.4 提取時間對提取率的影響

將水浴提取時間分別設定為60、90、120 min，料液比1 ∶20，乙醇濃度為90%，溫度為70 ℃進行提取，篩選出輔酶Q10提取效果最佳的提取時間。結果如圖4所示。

圖4 不同提取時間輔酶Q10 的提取率Fig.4 Effects of extraction time on the ratio of CoQ10

圖4 結果表明，在前90 min 時間內，隨著提取時間的延長，輔酶Q10含量也隨之顯著上升，但當提取時間超過90 min 后，提取率出現下降趨勢，由于時間較長，發生了氧化反應，因此本研究選擇提取時間為90 min。

2.2 正交試驗

在單因素實驗的基礎上，以乙醇濃度、料液比、回流溫度、提取時間為四因素，選擇L9（34）正交試驗。根據單因素確定因素水平，正交試驗因素水平見表1，正交試驗及結果見表2。

表1 正交試驗因素水平Table 1 Table for factor level

表2 正交試驗設計及結果Table 2 The orthogonal results

由表2 分析表明，四因素對提取效果的影響大小依次為：乙醇濃度＞回流溫度＞回流時間＞料液比。提取率最高組合為A3B3C2D1。

2.3 驗證試驗

正交試驗確定的最佳結果的提取率與正交試驗結果的最優組合提取率比較結果見表3。

表3 提取率比較結果Table 3 The results compare

按正交試驗確定的最優提取條件，在乙醇濃度95%，液料比1 ∶25（g ∶mL），提取溫度70 ℃，提取時間80 min 情況下，測得玉米須總黃酮的提取率為1.35%，比正交試驗結果中的較優組合A3B2C2D2含量高，表明此正交試驗得出的最優組合是符合實際的。

3 結論

輔酶Q10見光易分解、易氧化，這為輔酶Q10提取分離帶來了很大難處，而植物中除了輔酶Q10還有色素、脂類等其他一些很復雜的親脂性的物質，這些情況進一步增大了輔酶Q10提取分離試驗的難度[8]。為了防止光線對提取輔酶Q10的影響，該研究均在較暗的光線下進行試驗操作。

本實驗獲得的產物為輔酶Q10粗提物。結果表明，提取最佳條件為乙醇濃度95%、料液比1 ∶25、回流溫度70 ℃和回流時間80 min。為了進一步提高輔酶Q10的提取率，還應該嘗試其他的提取方法，比如利用一些輔助超聲波、微波等。

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