微波輔助醇法提取柚皮中黃酮類(lèi)化合物

黃波　盧婉容　熊周婷　林慧萍　蘭媛

黃 波1 盧婉容2 熊周婷2 林慧萍2 蘭 媛2

（1.萍鄉(xiāng)市福田高中，江西 萍鄉(xiāng) 337006；2.福建農(nóng)林大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，福建 福州 350002）

【摘 要】以柚皮為原材料，采用微波輔助乙醇法提取柚皮中的黃酮類(lèi)化合物。通過(guò)乙醇濃度、料液比、微波提取時(shí)間、微波提取功率等單因素實(shí)驗(yàn)對(duì)提取效果的影響進(jìn)行試驗(yàn)，并經(jīng)正交試驗(yàn)優(yōu)化得最佳條件為：處理時(shí)間為20s；乙醇濃度為80%；料液比為1：25；微波功率550W，在此條件下得黃酮類(lèi)化合物的提取率為6.07%。試驗(yàn)結(jié)果表明，微波輔助乙醇法提取柚皮中黃酮類(lèi)化合物，具有高效性和強(qiáng)選擇性等特點(diǎn)以及操作簡(jiǎn)單，副產(chǎn)物少，提取率高和產(chǎn)物易提純等優(yōu)點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】柚皮；黃酮類(lèi)化合物；微波提??；乙醇

【Abstract】Shaddock peel was used to extract flavonoids by microwave ethanol extraction method. The effects of ethanol concentration， liquid ratio， extraction time and microwave power on the extraction process were studied by single factor experiment. By orthogonal experiment and get the best extraction combination conditions： ethanol concentration 80%， liquid ratio 1：25， extraction time 20s， power 550W. The results indicated that microwave ethanol extraction compared with other methods， the rate is high， the efficiency is high， non-toxic， simplicity of operator， and many other kinds of advantages.

【Key words】Shaddock peel； Flavonoids； Microwave Extraction； Ethanol

0 引言

柚子又名雪柚、文旦、氣柑，含柚皮甙、維生素、蛋白質(zhì)、鈣鐵鋅等多種活性成分，具有敗火，健脾，促進(jìn)血液循環(huán)等多種功效[1]。柚皮含豐富的芳香油、多糖類(lèi)化合物[2]、膳食纖維和經(jīng)濟(jì)價(jià)值很高的黃酮類(lèi)化合物。黃酮類(lèi)化合物包括柚皮素、柚皮苷、柑橘黃酮等[3]，具有抗氧化、抗凝血、防止動(dòng)脈粥樣硬化和抗腫瘤等多種生理功效[4-5]，是近年來(lái)天然藥物和人類(lèi)健康產(chǎn)品研究開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。從藥用植物和經(jīng)濟(jì)植物中提取具有生理活性的黃酮作為天然藥物、保健品和化妝品等行業(yè)的原料，已日益引起重視，其應(yīng)用前景無(wú)限廣闊。

微波萃取又稱(chēng)微波輔助提取，是在微波反應(yīng)器中用適合的溶劑從天然藥用植物、礦物、動(dòng)物組織中提取各種成分的技術(shù)和方法。具有選擇性高、提取時(shí)間短、溶劑用量少、耗能低、對(duì)環(huán)境安全無(wú)害等優(yōu)點(diǎn)[6]。該法應(yīng)用于中藥有效成分的提取，可以克服傳統(tǒng)提取方法本身固有的種種缺陷，表現(xiàn)出良好的發(fā)展前景和巨大的應(yīng)用潛力[7-8]。本實(shí)驗(yàn)在綜合分析了影響微波提取黃酮類(lèi)化合物的各個(gè)因素后。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探討了用微波法從柚子外果皮中提取黃酮類(lèi)化合物的最佳工藝條件，以期為生物黃酮的提取與利用和袖皮的綜合利用提供數(shù)據(jù)資料。

1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器

1.1 材料

柚子，購(gòu)自福建省漳州市平和縣龍平果苗場(chǎng)；無(wú)水乙醇為分析純，乙腈、三氟乙酸均為色譜純；蘆丁對(duì)照品（中國(guó)藥品生物制品檢驗(yàn)、定所，質(zhì)量分?jǐn)?shù)>91.7%）；二次蒸餾水。

1.2 主要儀器

AL204電子天平（梅特勒-托利多儀器有限公司）；HX-100高速中藥粉碎機(jī)（浙江省永康市溪岸五金藥具廠）；722光柵分光光度計(jì)（上海精密科學(xué)儀器有限公司）；WP700-LG微波爐（天津樂(lè)津電子電器有限公司）；AS10200AD超聲波清洗器（天津奧特賽恩儀器有限公司）；電熱恒溫水浴鍋（北京長(zhǎng)源實(shí)驗(yàn)設(shè)備廠）；RE-52AA旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器（上海振捷實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司）

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 樣品的制備

將柚子皮中的黃色外果皮與白色果皮分開(kāi)，取黃色外果皮切成均勻薄片，然后在65℃條件下干燥4h，干燥后用粉碎機(jī)將其粉碎，60目過(guò)篩，用石油醚脫脂2h，再清水洗，最后將柚子皮粉末放入干燥箱中60℃烘干備用。

2.2 柚皮中黃酮類(lèi)化合物提取與測(cè)定

2.2.1 微波法提取柚皮中黃酮類(lèi)化合物

準(zhǔn)確稱(chēng)取柚皮粉2.0g，加入一定量提取溶劑，進(jìn)行微波提取，每微波照射30s即取出冷卻30s（提取時(shí)間為微波照射時(shí)間之和）以防止暴沸，再過(guò)濾，定容，得到的即為提取液，再測(cè)定提取液中的黃酮類(lèi)化合物含量。

2.2.2 蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作

參照蔣志國(guó)等[9-10]方法，以蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度Y為縱坐標(biāo)，以吸光度值A(chǔ)為橫坐標(biāo)，得出標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為Y=107.18A-0.42（R2=0.99991）。

2.2.3 柚皮中黃酮類(lèi)化合物的測(cè)定

參照顧熟琴等的方法[11-12]取各組不同實(shí)驗(yàn)條件下所得抽濾液，用相應(yīng)的溶劑定容至50ml，取定容后的溶劑5ml，按照標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作方法操作測(cè)定吸光度A值，計(jì)算出柚子皮中黃酮類(lèi)化合物的含量Y（以蘆丁計(jì)）。按以下方程計(jì)算：

黃酮類(lèi)純合物的含量Y={（107.18A-0.42）/（106m）}×（5/50）×2500×100%

（式中：A為樣液的吸光度值，m為各組實(shí)驗(yàn)的樣品重量/g）

2.3 微波法提取條件的單因素試驗(yàn)

準(zhǔn)確稱(chēng)取柚皮粉2.0g于錐形瓶中，加入一定量提取溶劑，進(jìn)行微波提取，每微波照射30s即取出冷卻30s，再過(guò)濾，定容，得到的即為提取液，最后測(cè)定提取液中的黃酮類(lèi)化合物含量。參照蔣玲艷[13]等的方法對(duì)提取工藝中的主要因素：乙醇溶液的濃度、 微波處理時(shí)間、料液比、微波功率進(jìn)行分析，探討上述4個(gè)因素對(duì)微波法提取黃酮類(lèi)化合物得率的影響，每次實(shí)驗(yàn)平行3次，以確定單因素處理的水平范圍。

2.3.1 乙醇濃度對(duì)黃酮類(lèi)化合物提取效果的影響

準(zhǔn)確稱(chēng)取6份1g柚子皮粉置于錐形瓶中，分別加入濃度為40%、50%、60%、70%、80%、90%的乙醇提取袖子皮中的黃酮類(lèi)純合物，然后測(cè)定，對(duì)照液由相時(shí)應(yīng)的溶劑配制。

2.3.2 微波處理時(shí)間對(duì)黃酮類(lèi)化合物得率的影響

準(zhǔn)確稱(chēng)取6份1g柚子皮粉置于錐形瓶中，按照料液比1：15加入濃度為70%的乙醇溶劑，分別微波處理0s、6s、12s、18s、20s、30s提取軸子皮中的黃酮類(lèi)化合物。

2.3.3 料液比黃酮類(lèi)化合物提取效果的影響

準(zhǔn)確稱(chēng)取6份1g柚子皮粉置于錐形瓶中，按料液比1：10、1：15、1：20、1：30、1：40、1：50分別加入相應(yīng)量的濃度為80%的乙醇提取柚子皮中的黃酮類(lèi)化合物，對(duì)照液由濃度為70%乙醇配置。

2.3.4 微波功率對(duì)黃酮類(lèi)化合物得率的影響

準(zhǔn)確稱(chēng)取6份1g柚子皮粉置于錐形瓶中，按照料液比1：40（g/m1）加入二次蒸餾水，調(diào)pH=7，在低火（120W）、解凍（265W）、中低火（280W）、中火（460W）、中高火（590w）、高火（700w）等6個(gè)不同的功率下微波處理20s，浸提一次時(shí)間為5min，然后將浸提液用真空抽濾泵進(jìn)行抽濾；收集全部濾液，即為柚子皮中黃酮類(lèi)化合物提取液，然后參照顧熟琴等的方法測(cè)定和計(jì)算黃酮類(lèi)化合物的含量。

2.4 正交試驗(yàn)確定最佳提取工藝參數(shù)

在單因素試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，采用L9（34）正交設(shè)計(jì)表進(jìn)行正交試驗(yàn)，確定以微波處理時(shí)間、乙醇濃度、料液比、微波功率4個(gè)主要因素對(duì)黃酮類(lèi)化合物得率的影響，每組試驗(yàn)重復(fù)3次進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，確定最優(yōu)工藝參數(shù)。

3 結(jié)果與討論

3.1 柚皮中黃酮類(lèi)化合物單因素試驗(yàn)

3.1.1 不同乙醇濃度對(duì)柚子皮黃酮類(lèi)化合物提取效果的影響

由圖1可看出，在一定程度上，黃酮類(lèi)化合物的提取率隨著乙醇濃度的增大而增大；當(dāng)乙醇的濃度達(dá)到80%時(shí)。黃酮類(lèi)化合物的提取率最大，而后，當(dāng)乙醇濃度的再增加時(shí)，黃酮類(lèi)化合物的提取率反而下降了。因此，初步確定微波提取乙醇的最佳濃度為80%。

3.1.2 不同微波處理時(shí)間對(duì)黃酮類(lèi)化合物得率的影響

由圖2可看出。一定調(diào)劑下，微波處理20s黃酮類(lèi)化合物的得率最高，因此，初步確定最佳的微波處理時(shí)間為20s。

用體積分?jǐn)?shù)為80%的乙醇做提取溶劑，在微波功率為280W和液料比（mL/g）為20：1的條件下，不同提取時(shí)間的提取結(jié)果見(jiàn)圖2。由圖可見(jiàn)，在20s內(nèi)提取量隨著提取時(shí)間的延長(zhǎng)而上升，當(dāng)提取時(shí)間為20s時(shí)提取量達(dá)到最大，時(shí)間超過(guò)20s，則呈下降趨勢(shì)。原因可能是時(shí)間短提取不完全，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)微波輻射導(dǎo)致部分黃酮類(lèi)化合物分解，提取效果降低。因此，初步確定20s為最佳提取時(shí)間。

3.1.3 不同料液比黃酮類(lèi)化合物提取效果的影響

由圖3可看出，一定條件下，在不同的料液比中，柚子皮中黃酮類(lèi)化合物的提取率從1：10到l：15逐漸增大，而從l：15到1：50范圍內(nèi)卻逐漸減小了。因此，初步確定微波提取最佳的料液比為1：15。

3.1.4 不同微波功率對(duì)黃酮類(lèi)化合物得率的影響

由圖4可看出，在溶劑為水、pH=7、料液比為1：30、浸提一次、微波處理20s條件固定下；在中高火時(shí)，柚子皮的黃酮類(lèi)化合物得率最大，因此初步確定微波功率以中高火為宜。

3.2 正交試驗(yàn)確定最佳提取工藝參數(shù)

3.2.1 最佳工藝條件的確定

在單因素試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，采用L9（34）正交設(shè)計(jì)表對(duì)微波處理時(shí)間、乙醇濃度、料液比、微波功率4個(gè)主要因素進(jìn)行正交試驗(yàn)。得到四因素三水平的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見(jiàn)表2。

根據(jù)表2的正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析。由試驗(yàn)結(jié)果的極差值R，可直觀的看出各因素對(duì)黃酮得率的影響程度依次為：B>D>C>A，即：乙醇濃度>微波功率>料液比>微波提取時(shí)間?？芍掖紳舛葘?duì)黃酮得率的影響最大，各因素各個(gè)水平具體存在這樣的關(guān)系：乙醇濃度：K3>K1>K2；微波功率：K3>K2>K1；料液比：K3>K1>K2；微波處理時(shí)間：K1>K3>K2；綜合各種影響因素的最佳提取條件得出最佳提取條件：A1B3C3D3，即提取時(shí)間為25s；乙醇濃度為80%，料液比為1：25，微波功率550W。

3.2.2 最佳工藝條件的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

采用3.2.1的最優(yōu)條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，重復(fù)3次，在此條件下黃酮類(lèi)化合物的提取量為6.08%±0.15%。結(jié)果表明微波法提取柚皮中黃酮類(lèi)化合物的最佳工藝條件重復(fù)性較好，黃酮類(lèi)化合物的提取率高，說(shuō)明該最佳提取工藝合理可靠。

4 結(jié)論與展望

微波乙醇法是以種快速、高效、節(jié)能的新型提取工藝，具有一定的實(shí)用價(jià)值。選用乙醇作為提取液提取柚皮中黃酮類(lèi)化合物，具有安全、無(wú)毒，便于循環(huán)使用等優(yōu)點(diǎn)。

本實(shí)驗(yàn)通過(guò)微波提取法提取柚皮中的黃酮類(lèi)化合物，通過(guò)單因素試驗(yàn)確定了影響黃酮類(lèi)化合物提取效果的主要影響因素范圍，用正交試驗(yàn)優(yōu)化最佳提取方法，從而確定了微波提取柚皮中黃酮類(lèi)化合物的最佳條件為：提取時(shí)間為3min；乙醇濃度為80%，料液比為1：25；微波功率550W，在此最優(yōu)組合下得到黃酮提取率為11.40%。柚子皮富含黃酮類(lèi)化合物，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，黃酮類(lèi)化合物的獨(dú)特效能將得到不斷的發(fā)掘及應(yīng)用，黃酮類(lèi)化合物的提取和分離方法也將得到更加深層的研究和開(kāi)發(fā)。因此，此研究對(duì)柚皮的進(jìn)一步利用以及黃酮類(lèi)化合物的提取與開(kāi)發(fā)具有重要的意義。

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[責(zé)任編輯：湯靜]