超聲-微波協同萃取法提取龍眼殼總黃酮

韓淑琴，李志銳，朱學良

（1.中山職業技術學院，廣東 中山528404；2.武漢百信正源生物技術工程有限公司，湖北武漢430040）

龍眼Dimocarpus Longan Lour. 拉丁名Dimocarpus longan Lour，俗名桂圓，原產于我國南部和越南北部的南亞熱帶，在我國已有2000 多年栽培歷史，為四大嶺南佳果之一。龍眼肉中含有大量有益于人體健康的微量元素，故其早在漢朝時期，就已作為藥用，其主要功能是安神，治失眠、健忘、驚悸。中國為世界龍眼生產大國，主產于廣東、廣西、四川、福建等地，種植面積大，龍眼肉年產量在100 萬t 以上，年產值近100 億元，均居世界首位[1-4]。

據文獻報道龍眼殼中含有大量的生物堿、黃酮、多酚等生物活性成分[5]。每年在龍眼肉加工過程中，產生大量的龍眼殼，這些龍眼殼往往被丟棄，若能采用高效低成本的方法提取龍眼殼中的總黃酮類物質，將創造極高的經濟價值。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

龍眼殼：市售石硤龍眼；95%乙醇（分析純）：廣東光華化學廠有限公司；蘆丁標準品：中國生物制品檢定所，其他試劑均為分析純。CW-2000 型超聲-微波協同萃取儀：中國上海新拓微波溶樣測試技術有限公司；紫外可見分光光度計T6 新世界：北京普析通用儀器有限責任公司；RE-2000B 旋轉蒸發儀：上海一科儀器有限公司；DHG-9245A 型電熱鼓風干燥箱：上海一恒科學儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 蘆丁標準曲線的繪制

精確稱取干燥至恒重的蘆丁標準品20.0 mg 于小燒杯中，加入少量95%的乙醇溶解，于100 mL 容量瓶中定容，得到濃度為0.2 mg/mL 的蘆丁標準溶液，冷藏備用。

分別準確量取0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9 mL 蘆丁標準溶液于9 支10 mL 的比色管中，以95 %乙醇定容至刻度，以試劑作空白參比液，在波長為512 nm 下測定吸光度，以測得的吸光度值A 為縱坐標，蘆丁的濃度為橫坐標繪制標準曲線。

1.2.2 UMAE 法提取龍眼殼總黃酮工藝條件的優化

采用超聲-微波協同萃取法以乙醇溶液為溶劑提取龍眼殼總黃酮，對提取時間、浸泡時間、液固比、乙醇濃度、微波功率等各因素對黃酮提得率的影響進行研究。

從單因素實驗結果綜合分析選取對提取率、提取成本和提取效率影響較大的溶劑濃度、液固比、提取時間3 個單因素，每個因素3 個水平設計正交試驗，探究各提取條件對龍眼殼總黃酮提得率的影響，其他條件取單因素實驗中得到的最佳條件，通過正交分析得出最佳提取工藝條件組合。

1.2.3 龍眼殼總黃酮提得率的計算

對龍眼殼總黃酮超聲微波提取液進行吸光度測定，由回歸方程計算求得總黃酮含量，進而根據溶液體積計算出提取得到的龍眼殼總黃酮量，根據下列公式計算龍眼殼總黃酮提得率。

龍眼殼總黃酮提得率=（總黃酮提得量/龍眼殼質量）×100%。

2 結果與討論

2.1 標準曲線

以濃度C（mol/L）為橫坐標，以吸光度A（Abs.）為縱坐標，繪制標準曲線。得標準曲線方程為：y=0.009 04+85.851 52x（R2=0.999 9）。

圖1 蘆丁標準曲線Fig.1 Rutin standard curve

2.2 單因素實驗

2.2.1 微波功率及超聲作用對黃酮提得率的影響

2.2.1.1 微波功率對黃酮提得率的影響

微波功率對黃酮提得率的影響見圖2。

由圖2 可知，在其他條件相同的一組實驗中微波功能關閉時，提得率只有0.480%，打開微波功能的組，100 W 時提得率即達到了1.203%，300 W 時提得率達到了1.582%，隨著微波功率的繼續提高，被加熱物料溫度上升更迅速，容易造成物料上涌噴出等現象，導致提得率反而降低。

2.2.1.2 超聲波對提得率的影響

超聲波對提得率的影響見表1。

圖2 微波功率對總黃酮提得率的影響Fig.2 Effects of microwave power on extraction rate of total flavones

表1 超聲波對總黃酮提得率的影響Table 1 Effects of ultrasonic on extraction rate of total flavones%

由表1 可知，超聲波開啟的情況下總黃酮提得率比關閉情況下高很多，表明超聲波作用對提取率影響顯著。因為本實驗所用設備超聲波功率不可調，因此在實驗中超聲波都保持在開啟狀態。

2.2.2 浸泡時間對黃酮提得率的影響

浸泡時間對黃酮提得率的影響見圖3。

圖3 浸泡時間對總黃酮提得率的影響Fig.3 Effects of soak time on extraction rate of total flavones

由圖3 可知，浸泡時間從0～1 h 之間隨著時間的延長，總黃酮的提得率顯著增加，但是浸泡1 h～2 h 間提得率增幅平緩，綜合考慮提得率和效率因素，因此選擇1 h 為原料浸泡時間較為理想。

2.2.3 提取時間對黃酮提得率的影響

提取時間對黃酮提得率的影響見圖4，可知，隨著提取時間的增加，提得率呈先增長后降低的趨勢，20 s到60 s 提得率迅速增加，60 s 時提得率達到最高點，60 s 以后提得率稍有降低。提取過程中隨著提取時間的增加，溫度也會提高，導致溶液沸騰，因此本實驗將提取分階段進行，60 s 分成5 個階段，即20 s（提取）、10 s（暫停）、20 s（提取）、10 s（暫停）、20 s（提取）。

圖4 提取時間對總黃酮提得率的影響Fig.4 Effects of extraction time on extraction rate of total flavones

2.2.4 液固比對黃酮提得率的影響

液固比對黃酮提得率的影響見圖5。

圖5 液固比對總黃酮提得率的影響Fig.5 Effects of liquid-Solid ratio on extraction rate of total flavones

由圖5 可知，隨著液固比的增加，總黃酮的提得率逐漸變大。但是液固比大于20 后提得率的增加趨勢平緩。綜合考慮提得率和成本問題，液固比并不是越大越好。

2.2.5 乙醇濃度對黃酮提得率的影響

乙醇濃度對黃酮提得率的影響見圖6。

圖6 乙醇濃度對總黃酮提得率的影響Fig.6 Effects of ethanol concentration on extraction rate of total flavones

由圖6 可知，在乙醇濃度為65%時，總黃酮的提得率最高。而當乙醇濃度繼續增大時脂溶性物質溶出量也逐漸增大，雜質增多，干擾因素也隨之增加，從而使提得率有所減小。

2.3 正交試驗設計

在上述單因素實驗基礎上選擇影響較大的液固比、乙醇濃度、微波功率為考慮因素，每個因素3 水平，以總黃酮的提得率為指標，做L9（33）正交試驗。

表2 正交試驗因素/水平表Table 2 Facters and levels of orthogonal test

表3 L9（33）正交試驗設計及結果Table 3 Results of L9（33）orthogonal test

由表3 分析結果可知，各因素對提得率影響順序為：B＞A＞C，其中乙醇濃度的影響最大，微波功率對龍眼殼總黃酮提得率的影響較小。

據正交分析可知，A3B2C2為最佳組合。這一組合沒有包括在正交設計的9 個組合中，因此將A3B2C2組合與正交實驗中提得率最高的A3B2C1組合同時做對比試驗，結果顯示：A3B2C2提得率為1.741%；A3B2C1提得率為1.710%，則A3B2C2組合提得率明顯優于A3B2C1組合。因此，正交試驗得出UMAE 法提取龍眼殼總黃酮最佳方案為A3B2C2，即液固比25，乙醇濃度65%，微波功率300 W。

3 結論

以乙醇為溶劑采UMAE 法進行龍眼殼黃酮的提取，通過單因素和正交試驗進行提取工藝優化，試驗結果表明最佳的提取條件為：超聲波開啟，提取時間60 s，浸泡時間1 h，乙醇濃度65%，液固比25，微波功率300 W，該條件下的提得率達到了1.741%。

[1] 鄭公銘,徐良雄,謝海輝,等.龍眼肉化學成分研究[J]熱帶亞熱帶植物學報,2010,18(1):82-86

[2] 蔡長河,唐小浪,張愛玉,等．龍眼肉的食療價值及其開發利用前景[J]．食品科學,2002,23(8):328-330

[3] 竇國祥,竇勇．龍眼肉[M]．天津:天津科學技術出版社,2005

[4] 吳妮妮． 龍眼核的化學成分分析及龍眼核和龍眼殼的抗氧化活性測定[D]．碩士研究生畢業論文,南寧:廣西醫科大學,2007

[5] 廖娜.龍眼殼化學成分的研究[D].碩士研究生畢業論文,南寧:廣西師范大學,2006