超聲波法從醬油渣中提取大豆異黃酮工藝條件研究

汪美汐， 胡佳文， 馬 麗， 劉 暢， 周寶晗

(湖北工業大學 輕工學部， 武漢 430068)

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超聲波法從醬油渣中提取大豆異黃酮工藝條件研究

汪美汐， 胡佳文， 馬 麗， 劉 暢， 周寶晗*

(湖北工業大學 輕工學部， 武漢 430068)

大豆異黃酮是大豆中的一類重要生理活性物質.近些年來，隨著超聲技術在異黃酮提取中的應用，其高效率、零污染的優點受到越來越多學者的關注.本文采用超聲波結合乙醇法從醬油渣中提取大豆異黃酮，分別以乙醇濃度、料液比、提取時間、溫度、提取次數、超聲頻率為單因素進行實驗.結果表明，最佳的提取工藝條件是乙醇濃度為40%、料液比1∶50、溫度30 °C、提取時間60 min、提取4次.

超聲波; 異黃酮; 提取; 工藝條件; 醬油渣

大豆異黃酮是大豆中的一類具有廣泛營養學價值和健康保護作用的多酚化合物，引起了國內外學者的廣泛關注[1-4].研究發現，大豆異黃酮具有抗癌、防治動脈硬化、防治骨質疏松、預防阿爾茨海默氏綜合癥、乳腺癌和前列腺癌、以及抗氧化和抗真菌活性等多種藥理作用[5-7].從醬油渣中提取大豆異黃酮有很多種方法[8-12].由于大豆異黃酮易溶于醇類，酯類，酮類溶劑和稀堿中，故最常用的是醇提法.為克服該法加熱時間長，雜質溶出物較多的缺點，本文采用超聲波結合乙醇法從醬油渣中提取大豆異黃酮[13-16]，該法具有能耗低、效率高、不破壞有效成分的優點.并以乙醇濃度、料液比、提取時間、溫度、提取次數、超聲頻率為單因素進行實驗，探討了最佳工藝條件.

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

材料：金雀異黃酮標準品(G106673-100 mg)，醬油渣，無水乙醇．

設備：可見分光光度計，電子天平(Mettler Toledo EL204)，干燥箱(南京萊步科技)，超聲波清洗器(KQ2200DB)，超聲藥品搗碎機(濟寧金百特生物機械有限公司)．

1.2 實驗方法

1.2.1 異黃酮標準曲線[17]準確稱取金雀異黃酮標準品5.00 mg，用95%乙醇溶解，定容至50 mL容量瓶中.準確吸取標準溶液0.00、0.05、0.10、0.20、0.30、0.40、0.50、0.60 mL的溶液于10 mL容量瓶中，再分別加入5.0 mL 95%乙醇，然后用蒸餾水定容至刻度線.在波長259 nm處測定吸光度.以金雀異黃酮濃度為橫坐標，吸光度為縱坐標繪制標準曲線.如圖1所示， 得出標準曲線回歸方程：Y=102.69X+0.0044(R2=0.9996)．

圖1 金雀異黃酮標準曲線Fig.1 The standard curve of isoflavones gorse

1.2.2 單因素實驗設計 分別以乙醇濃度、料液比、提取時間、溫度、提取次數、超聲頻率為單因素進行實驗， 在259 nm處測定吸光度，計算平均值，按照標準曲線回歸方程計算含量，然后根據結果討論各種因素對醬油渣中異黃酮提取率的影響.

(1)稱取1.000 0 g醬油渣5份，按料液比1∶45(g/mL)分別加入濃度為20%、40%、60%、80%、95%乙醇溶液，然后在52°C、160 W下超聲處理1 h.

(2)稱取1.000 0 g醬油渣9份，按料液比1∶10、1∶20、1∶30、1∶35、1∶40、1∶45、1∶50、1∶60、1∶70加入60%乙醇溶液，然后在52 °C、160 W下超聲處理30 min.

(3)稱取1.000 0 g醬油渣6份，按料液比1∶45(g/mL)加入60%乙醇溶液，分別在溫度20°C、30°C、40°C、50°C、60°C、70°C中，于160 W下超聲處理30 min.

(4)稱取1.000 0 g醬油渣4份，按料液比1∶45(g/mL)加入60%乙醇溶液，分別在52°C、160W下超聲處理30 min、60 min、90 min、120 min.

(5)稱取1.000 0 g醬油渣5份，按料液比1∶45(g/mL)加入60%乙醇溶液，在52 °C、160 W下超聲處理30 min，冷卻過濾，再同樣條件下分別超聲處理1、2、3、4、5次.

(6)稱取1.000 0 g醬油渣3份，按料液比1∶45(g/mL)加入60%乙醇溶液，在52°C下，分別于超聲功率26 kHz、47 kHz、70 kHz中處理30 min.

2 實驗結果與分析

2.1 乙醇濃度對大豆異黃酮提取效果的影響

由表1可以看出，隨著乙醇濃度的增加，異黃酮的提取率隨之先增加后下降，且乙醇濃度為40%時，異黃酮的提取率達到最大值.因為異黃酮類化合物易溶于乙醇，隨著濃度的增高有利于異黃酮從醬油渣中析出，而乙醇濃度過大時，蛋白質、糖類等易溶于水的大分子會在乙醇溶液中發生凝聚，使溶液變稠，影響了異黃酮的快速析出.因而選擇40%為最適乙醇濃度.

表1 不同乙醇濃度的異黃酮提取率

2.2 料液比對大豆異黃酮提取效果的影響

由表2可以看出隨著料液比的增加，異黃酮的提取率也隨著增加，料液比為1∶50時，異黃酮的提取率達到最高.因為隨著溶劑的增加，溶液和溶質中異黃酮的滲透壓差越大越有利于異黃酮從醬油渣中析出.因此最適的料液比選擇為1∶50.

表2 不同料液比的異黃酮提取率

2.3 溫度對大豆異黃酮提取效果的影響

由表3可以看出，隨著溫度的升高，異黃酮的提取率也隨著增加.溫度為30°C時異黃酮的提取率最大，溫度大于30°C時，溫度反而下降.可能是由于高溫會破壞異黃酮的結構，影響異黃酮的提取效果.因此選擇30°C為最適提取溫度.

表3 不同溫度下的異黃酮提取率

2.4 提取時間對大豆異黃酮提取效果的影響

由表4可以看出，隨著提取時間的增加，異黃酮的提取率也會隨之增加.增加提取時間會使物質更充分的溶解，使醬油渣中異黃酮完全溶解.但在60 min后提取率增加不大，從經濟及操作角度考慮，選擇60 min為最適提取時間.

表4 不同提取時間下的異黃酮提取率

2.5 提取次數對大豆異黃酮提取效果的影響

由表5可見，隨著提取次數的增加異黃酮的提取率也增加，當提取次數達到4次時，提取率達到最高，因為提取次數會使顆粒中物質溶解更完全，提取更為充分.但隨著提取次數的進一步增加，提取率反而減少，可能是隨著提取次數增加，后期混合蒸餾時損失較多導致提取率下降，綜合各方面因素影響，提取4次效果最好.

表5 不同提取次數下的異黃酮提取率

2.6 超聲頻率對大豆異黃酮提取效果的影響

由表6可知，隨著超聲頻率的增加異黃酮的提取率也隨之增加，因為超聲頻率增加使醬油渣中異黃酮震動充分，使得異黃酮更有利于析出.由于儀器條件的限制，本文選擇70 kHz作為最適超聲提取頻率.

表6 不同超聲頻率下的異黃酮提取率

3 結論

以醬油渣為原材料，采用超聲波結合乙醇法，對醬油渣中提取大豆異黃酮工藝進行了研究.在單因素實驗的基礎上，分析各因素對提取率的影響.結果表明，最佳的提取工藝條件：乙醇濃度為40%、料液比1∶50、溫度30 °C、提取時間60 min、提取4次，在此條件下異黃酮的提取率最高.而且由以上各項數據可以看出，乙醇濃度、提取次數、提取溫度對異黃酮的提取率影響較大.綜上所述，超聲波提取異黃酮比傳統的振蕩提取法要更經濟、快捷、高效.

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Studies on isoflavon extraction from Soy Sauce Cake by ultrasonic method

WANG Meixi， HU Jiawen， MA Li， LIU Chang， ZHOU Baohan

(Light Industry Division， Hubei University of Technology， Wuhan 430068)

Soybean isoflavone is one of the most important physiological active substances in soybean. In recent years， ultrasonic technology of high efficiency and zero pollution as a new method is used in the isoflavone extraction， which attracted more and more attention from scholars. In this paper， the one-factor experiment was designed by the ethanol concentration， solid-liquid ratio， extraction time， temperature， extraction times， ultrasonic frequency respectively. The results showed that the optimal extraction conditions were determined as follows: 40% ethanol aqueous solution as extraction solvent at a solid-to-solvent 1∶50 (g/mL) ， temperature 30 ° C for an extraction duration of 60 min and four times.

ultrasonic; isoflavones; extraction; process conditions; Soy Sauce Cake

2014-12-14.

湖北工業大學大學生創新創業訓練計劃(201310500008).

1000-1190(2015)02-0233-04

O629.9

A

*通訊聯系人. E-mail: zhoubaohan@126.com.