黑豆中提取大豆異黃酮研究

陳燕

摘 ?????要： 針對當前異黃酮在多方面的功能，結(jié)合當前的試驗提取技術(shù)，提出一種基于溶液萃取與超聲輔助的異黃酮提取方法。試驗以黑豆中的異黃酮提取作為研究對象，通過溶液萃取的方式將黑豆中的異黃酮提取，并輔助超聲提取方法，提高異黃酮的得率。在采用上述試驗方法的同時，探討了不同提取溫度、料液比、乙醇濃度和提取時間對異黃酮得率的影響，最終得到最佳試驗配比。

關(guān) ?鍵 ?詞：異黃酮;溶液萃取;黑豆;超聲輔助萃取

中圖分類號：S565 ??????文獻標識碼： A ??????文章編號： 1671-0460（2019）01-0074-04

Abstract： Aiming at the various functions of isoflavones， a new extraction method of isoflavones based on solution extraction and ultrasonic assisted extraction was proposed. In this experiment， isoflavones in black soybean were extracted by solution extraction method， and ultrasonic extraction method was used to improve the yield of isoflavones. At the same time， the effect of extraction temperature， ratio of material to liquid， concentration of ethanol and extraction time on the yield of isoflavone was discussed， and the optimum extraction condition was determined.

Key words： Isoflavones; Solution extraction; Black soybeans;Ultrasound assisted extraction

大豆是人們生活飲食中一種常見的食物，深受人們的喜愛。之所以大豆受歡迎，是因為在大豆中富含大量的維生素、氨基酸等物質(zhì)。除上述營養(yǎng)物質(zhì)以外，在大豆中的異黃酮類物質(zhì)，被認為是大豆的精華。研究發(fā)現(xiàn)，大豆中的異黃酮是一類非常重要的活性物質(zhì)，并且具有抗癌、防止動脈硬化，以及消炎等作用，對此使得對異黃酮的提取和檢測成為當前研究的一個重點。目前，針對大豆異黃酮的提取，主要采用溶液萃取法、微波輔助萃取、超臨界流體萃取等方法，同時在檢測方法上，采用HPLC、液相譜分析等方法，這些方法都為當前的大豆異黃酮的提取提供了大量的研究基礎(chǔ)。對此，本文在以上研究的基礎(chǔ)上，提出一種正交試驗法的大豆異黃酮提取方法，并對提取條件進行全面優(yōu)化[1]。

1 ?大豆異黃酮結(jié)構(gòu)組成

研究認為，大豆異黃酮類物質(zhì)是一種混合物質(zhì)，包括苷元及其葡萄糖苷兩類物質(zhì)。具體結(jié)構(gòu)見圖1所示。

通過上述的結(jié)構(gòu)看出，大豆異黃酮具有非常重要的活性。在異黃酮結(jié)構(gòu)的組成中，包含芳香烴或羥基，這些結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，可通過細胞膜與雌激素受體酶結(jié)合，進而發(fā)揮雌激素效應，并且沒有雌二醇帶來的副作用。在實際中人們正是因為上述的優(yōu)點，又將大豆異黃酮稱為“植物雌激素”。對此，有必要對大豆異黃酮進行提取，并做深入的研究[2]。

2 ?試驗部分

2.1 ?試驗材料

在本文中，主要材料和試驗設(shè)備見表1和表2所示。

2.2 ?試驗方法

2.2.1 ?試驗思路

通過以上物質(zhì)構(gòu)成看出，在大豆中提取異黃酮是非常復雜的工藝。其主要體現(xiàn)在異黃酮類物質(zhì)本身就是一類混合物。在大豆類產(chǎn)品中，除包含異黃酮類物質(zhì)外，還包含脂肪、單糖等其他的物質(zhì)[3]。

2.2.2 ?試驗方法

1）在大豆粉碎過濾部分，通過中草藥攪拌機將黑豆攪拌成30目大小的粉末，然后過篩粉末，并加入250 mL的正己烷。在70 ℃的水浴鍋中進行萃取，萃取時間30 min;除去萃取后的上層油脂，并重復萃取3次，最后在80 ℃的水浴鍋中揮干溶劑。

2）在去除油脂后，還需去除黑豆中的蛋白質(zhì)。在脫蛋白中，往脫脂粉末中加入乙醇，并在4 ℃的溫度下存放48 h，最后取出并在350 r/min的離心機下離心10 min，以出去黑豆中的蛋白。

3）最后取上清液濃縮，直到乙醇揮發(fā)無味。取上述濃縮液50 mL，放在分液漏斗中，同時加入等量的乙酸乙酯，搖勻，靜置，然后取上層液;下層液繼續(xù)加入乙酸乙酯，反復重復3次，最后合并上清液。蒸餾上清液，至有固體出現(xiàn)，最后對固體進行干燥，最后得上純提取物[4]。

2.2.3 ?異黃酮測定方法

對異黃酮的測定中，采用分光光度法進行測定。具體原理是采用分光光度計測量在240、260、280 nm三個波長處測定不同濃度溶液下的吸光度，最后計算平均吸光度。具體計算公式為：

（1）

在上述的測定中，首先是要配制標準溶液。本文以異黃酮中的染料木苷標準溶液的配制為例，分別取不同量的染料木苷標準品，同時加入95%的乙醇中，并將溶液定容。由此得到3、5、6、9、12、15 mg/L的標準溶液，并結(jié)合對應的空白對照組，測定在260 nm波長處的吸光度，由此得到濃度X與吸光度A之間的標準方程。

異黃酮得率=提取液中異黃酮總量/黑豆總量×100% （2）

3 ?結(jié)果與分析

3.1 ?不同因素對異黃酮得率的影響

研究認為異黃酮得率的影響與料液比、提取溫度、乙醇濃度和超聲輔助提取時間有很大的關(guān)系。對此，本文選擇以上的四個因素進行單因素試驗和正交試驗，以確定最佳的試驗提取工藝。

3.1.1 ?不同料液比對異黃酮得率的影響

設(shè)定提取的溫度70 ℃，超聲輔助提取時間設(shè)定為30 min，乙醇濃度80%，料液比設(shè)置為1：4、1：6、1：8、1：10四組不同比例。由此根據(jù)上述的分析可得到如圖3所示的異黃酮得率。

通過上述的結(jié)果看出，隨著料液比的增加，異黃酮得率不斷上升，但是在1：6以后，其得率的增加不多。因此，料液比的比例為1：6最佳[5]。

3.1.2 ?不同提取溫度對異黃酮得率的影響

料液比設(shè)定為1：8，提取時間30 min，乙醇濃度為80%，提取溫度設(shè)定為60、70、80、90 ℃四個不同的溫度等級。通過上述的試驗方法，可得到如圖4所示的結(jié)果。

通過上述的結(jié)果看出，當溫度在80 ℃的時候，異黃酮的提取得率最大。因此根據(jù)以上的分析，取80 ℃作為最佳的提取溫度。

3.1.3 ?不同乙醇濃度下的異黃酮得率

溫度取70 ℃，料液比取1：8，同時超聲輔助提取時間設(shè)定為30 min，乙醇濃度取60%、70%、80%、90%、100%五種不同濃度。根據(jù)上述的試驗方法，可以得到圖5所示的結(jié)果。

3.1.4 ?不同輔助提取時間對得率的影響

設(shè)定乙醇濃度80%，提取溫度70 ℃，料液比1：8，設(shè)定超聲輔助提取時間分別為10、20、30、40 min。根據(jù)上述試驗步驟，可以得到圖6所示的結(jié)果。

通過上述的結(jié)果看出，當提取時間保持在30 min的時候，其得率最大，此后隨著時間的增加，得率略有減小。因此最佳的提取時間取30 min。

3.2 ?正交試驗結(jié)果

3.2.1 ?正交試驗表設(shè)計

在上述最佳單因素分析的情況下，要得到最佳的異黃酮提取工藝，必須要綜合不同的試驗條件進行綜合考慮。對比，本文設(shè)定表3所示的正交試驗組，以探討不同因素對異黃酮得率的整體影響[6]。

3.2.2 ?正交結(jié)果分析

根據(jù)以上試驗方法和正交試驗配比，得到表4所示的計算結(jié)果。

通過以上的正交試驗結(jié)果統(tǒng)計看出，在對黑豆中的異黃酮進行提取的過程中，其最佳的提取方案為A3B2C1D3，即當料液比為1∶8，乙醇濃度60%，提取時間為30 min，以及提取溫度設(shè)定為80 ℃的時候，得到的異黃酮提取率最大，為3.47%。同時，通過以下的極差看出，在不同因素中，影響因素最大的是乙醇，最小的是提取溫度。

（2）對于水泥漿的力學性能，16 g加量的膠乳液可以提高水泥石18%的抗壓強度;8 g加量的膠乳液水泥石可以提升50%的抗沖擊強度;32 g加量的膠乳液水泥石可以降低34.7%的彈性模量。因此膠乳液可以顯著改善水泥石的力學性能，降低水泥石的脆性。

（3）膠乳液水泥石的微觀形貌中可以清楚的看見聚合而成的膠乳膜與水泥石水化產(chǎn)物共同形成的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

參考文獻：

[1]劉凱. 儲氣庫固井水泥漿體系的研究與應用[D].東北石油大學，2014.

[2]辜濤，李明，魏周勝，王小娜，李早元，劉小利，郭小陽.頁巖氣水平井固井技術(shù)研究進展[J].鉆井液與完井液，2013，30（04）：75-80+97-98.

[3]耿國偉. 固井膠乳水泥研制及性能評價[D].天津科技大學，2014.

[4]許明標，彭雷，張春陽，王曉亮.聚合物膠乳水泥漿的流體阻隔性能研究[J].油田化學，2009，26（01）：15-17.

[5]王玎. XAN-JR膠乳固井液體系試驗研究[D].西安石油大學，2014.

[6] 何英，徐依吉，熊生春，楊正明，阮新芳.丁苯膠乳的研制及其水泥漿性能評價[J].中國石油大學學報（自然科學版），2008（05）：121-125.

[7]趙林，羅鳴.丁苯膠乳對油井水泥漿性能的影響研究[J].天然氣工業(yè)，2004（12）：74-76+190-191.

[8]張松. 固體膠乳粉改善水泥石性能試驗研究[D].西南石油大學，2012.

[9]姜宏圖，肖志興，魯勝，馬樹梅，王月霞，蔣忠軍.丁苯膠乳水泥漿體系研究及應用[J].鉆井液與完井液，2004（01）：32-35+65.

[10]靳建洲，孫富全，侯薇，王華東.膠乳水泥漿體系研究及應用[J].鉆井液與完井液，2006（02）：37-39+46+87.

[11]李早元，郭小陽，韓林，羅平亞.膠乳對水泥石三軸力學形變能力的作用[J].石油學報，2007（04）：126-129.

[12]張帥，劉衛(wèi)紅，胡千紅，周俊.海上稠油熱采井水泥漿體系研究[J].當代化工，2017，46（12）：2543-2546.