黑米中總黃酮不同提取工藝的比較

王磊，韋雅玲，王紅梅

（吉林工商學院糧食學院，吉林長春130507）

黑米中總黃酮不同提取工藝的比較

王磊，韋雅玲，王紅梅

（吉林工商學院糧食學院，吉林長春130507）

以黑龍江五常黑米為原料，采用不同的提取方法提取黑米中的黃酮類物質，對乙醇回流提取法和超聲波輔助法提取黑米中總黃酮的效果進行比較，確定最佳條件。結果表明：超聲波輔助法對黑米總黃酮的提取率最高，其最佳工藝參數為：料液比1∶50（g/mL），乙醇濃度60%，超聲時間40 min，提取溫度55℃，該條件下黑米總黃酮的提取率達到3.80%，該法高于乙醇熱回流提取法提取。

黑米；總黃酮；回流提取；超聲波輔助提取

Abstract：Total flavonoids were extracted from Wuchang grown black rice by different methods including alcohol reflux and ultrasonic assisted extraction.The effect of reflux method and ultrasonic assisted method were compared and the optimal technique parameters were obtained.The optimal extraction conditions were determined as follows：the material-to-liquid 1∶50（g/mL），ethanol concentration 60%，ultrasonic time 40 min，extraction temperature 55℃.Under these conditions，the extraction rate of total flavonoids from grown blackrice using ultrasonic assisted method could reach 3.80%，which was greatly improved compared to using traditional reflux method.

Key words：grown black rice；total flavonoids；reflux extraction；ultrasonic assisted extraction

黃酮類化合物是一類重要的具有多樣生物活性的含氧雜環天然有機化合物，廣泛存在于植物中[1]。黃酮不僅具有抗菌、消炎鎮痛、降血壓、降血脂、清熱解毒等作用，在抗氧化、抗衰老、抗腫瘤、抑制脂肪酶等方面也有顯著效果，是目前功能性食品和醫藥品競相開發的重點領域[2]。傳統的黃酮提取方法為回流提取法、索氏提取法、水蒸氣蒸餾法等。超聲技術的高頻振動及空化效應，可以破壞細胞組織從強化浸提效果，具有提取時間短、效率高等特點，近年來已廣泛應用于天然活性物質的提取[3-4]。

黑米又稱紫米、血米、烏米，在中國和東亞地區被譽為“補血米”、“長壽米”等[5]。黑米營養豐富，蛋白質平均含量為13%左右，比普通白米高46%～66%；氨基酸組成齊全，含有17種人體必需的氨基酸，組成比例優于白米且氨基酸組成模式接近人體模式[6]。此外，黑米中富含鐵、鋅、銅、錳等微量元素及VB1、VB2等B族維生素，還含有花色苷、黃酮、生物堿、甾醇等一些對人體健康有益的生物活性物質[7]，屬于綠色保健食品，極具開發價值。本試驗以黑龍江五常黑米為原料，采用乙醇回流提取法與超聲波輔助法比較黑米總黃酮的提取率，探究對黑米總黃酮的最佳提取工藝，旨在為黑米的進一步研究及開發提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

黑米：黑龍江省五常縣；蘆丁標準品：國藥集團化學試劑有限公司；無水乙醇、硝酸鋁、氫氧化鈉、亞硝酸鈉等試劑等均為分析純。

1.2 儀器與設備

FA2004W電子天平：上海精密科學儀器有限公司；SC-3610高速離心機：安徽中科中佳科學儀器有限公司；722可見分光光度計：上海佑科儀器儀表有限公司；KQ-500E型超聲波清洗器：昆山市超聲儀器有限公司；GZX-9070MBE數顯鼓風干燥箱：上海博迅實業有限公司醫療設備廠。

1.3 方法

1.3.1 標準曲線的制作[8]

精密稱取在105℃下干燥至恒重的蘆丁標準品20.00 mg，用60%乙醇溶解，并定容于100 mL容量瓶中，配制成濃度為0.2 mg/mL的蘆丁標準溶液備用。

用移液管準確量取蘆丁標準溶液0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0 mL，分別置于 25 mL 容量瓶中，先加5%NaNO2溶液 0.5 mL，搖勻，放置 6 min，再加10%Al（NO3）3溶液0.5 mL，搖勻，放置6 min，加入4%NaOH溶液5 mL，用60%乙醇溶液定容，搖勻，放置15 min，在波長510 nm處測定吸光度，同時做空白對照，以蘆丁標準液質量濃度（C，mg/mL）為橫坐標，相應的吸光度（A）為縱坐標繪制標準曲線。

1.3.2 總黃酮含量的測定[9]

黑米用粉碎機粉碎后過60目篩，干燥后準確稱取1 g置于50 mL的離心管中，在不同的條件下進行乙醇回流提取和超聲波輔助提取，提取液放入離心機中3 500r/min離心5min后，用60%的乙醇定容到100 mL容量瓶中，移取定容好的提取液1 mL置于25 mL的容量瓶中，按照1.3.1測定方法，以0號管為參比液，于波長510 nm處測定吸光度，根據得出的標準曲線方程計算出黃酮提取率。

式中：C為黑米提取液中總黃酮的質量濃度，mg/mL；n為提取液稀釋倍數；V為提取液第一次定容總體積，mL；m為黑米粉末質量，g。

1.3.3 乙醇回流法提取黑米總黃酮的正交試驗

采用乙醇回流法提取，在單因素試驗的基礎上，設計四因素三水平正交試驗，按正交表L9（34）對料液比、乙醇濃度、提取時間及提取溫度進行優化，因素水平表見表1。

表1 乙醇回流法提取黑米總黃酮的因素水平表Table 1 The factors and levels of orthogonal experiments by reflux extraction

1.3.4 超聲波輔助法提取黑米總黃酮的正交試驗

采用超聲波輔助醇提法提取，在單因素試驗的基礎上，設計四因素三水平正交試驗，按正交表L9（34）對提取溫度、乙醇濃度、料液比及超聲時間進行優化，因素水平表見表2。

表2 超聲波法提取黑米總黃酮的因素水平表Table 2 The factors and levels of orthogongal experiments by ultrasonic assisted extraction

2 結果與分析

2.1 標準曲線的回歸方程

以吸光度（A）為縱坐標，總黃酮質量濃度為橫坐標繪制標準曲線，如圖1所示，得到回歸直線方程：y=0.507 9x-0.003 5（y為吸光度；x為質量濃度，mg/mL），R2=0.999 6。

圖1 蘆丁樣品標準曲線Fig.1 Standard curve of rutin

2.2 乙醇回流法提取黑米總黃酮的正交試驗結果

根據乙醇熱回流法的四因素三水平正交試驗設計，得到正交試驗結果見表3，方差分析表見表4。

表3 乙醇回流法正交試驗結果Table 3 The result of orthogonal experiment for reflux extraction method

續表3 乙醇回流法正交試驗結果Continue table 3 The result of orthogonal experiment for reflux extraction method

表4 方差分析表Table 4 Analysis of variance

以黑米中黃酮的提取率為指標，得到上述正交試驗結果。水平因素的極差越大，其水平變動所影響的指標變化越大。由表3極差值分析可知，影響乙醇回流法提取工藝的主要因素主次順序為B＞D＞A＞C，即乙醇濃度＞提取溫度＞料液比＞提取時間。從K值大小可知，最優化工藝組合條件為A2B2C3D2，即料液比1∶30（g/mL），乙醇濃度60%，提取時間3 h，提取溫度70℃，在此條件下的黃酮提取率為2.60%。由表4可知，乙醇濃度對黑米總黃酮提取率的影響顯著，其余因素影響不大。采用乙醇回流法提取黑米總黃酮時，為達到最佳提取效果，需要重點控制乙醇濃度。

2.3 超聲波輔助法提取黑米總黃酮的正交試驗結果

根據超聲波輔助法的四因素三水平正交試驗設計，正交試驗結果見表5，方差分析見表6。

表5 超聲波輔助法正交試驗結果Table 5 The result of orthogonal experiment for ultrasonic assisted extraction

續表5 超聲法正交試驗結果Continue table 5 The result of orthogonal experiment for ultrasonic assisted extraction

表6 方差分析表Table 6 Analysis of variance

以黑米中黃酮的提取率為指標，得到上述正交試驗結果。水平因素的極差越大，其水平變動所影響的指標變化越大。由表5極差值分析可知，影響超聲法提取工藝主要因素的主次順序為A＞B＞D＞C，即提取溫度＞乙醇濃度＞超聲時間＞料液比。從K值大小可知，最優化工藝組合條件為A2B2C3D2，即提取溫度55℃，乙醇濃度 60%，料液比 1 ∶50（g/mL），超聲時間 40 min，在此條件下的黃酮提取率為3.80%。由表6可知，提取溫度、乙醇濃度兩因素對黑米總黃酮提取率的影響顯著，其余因素影響不大。采用超聲波法提取黑米總黃酮時，為達到最佳提取效果，需要重點控制提取溫度和乙醇濃度。

3 結論

本試驗分別運用乙醇熱回流法和超聲波輔助醇提法對黑米中黃酮類化合物進行提取，通過正交試驗對黑米總黃酮提取工藝條件進行了優化，使用乙醇回流法提取的最佳工藝參數為：料液比1∶30（g/mL），乙醇濃度60%，提取時間3 h，提取溫度70℃，在此條件下的黃酮提取率為2.60%；使用超聲波輔助法提取的最佳工藝參數為：提取溫度55℃，乙醇濃度60%，料液比 1 ∶50（g/mL），超聲時間40 min，在此條件下的黃酮提取率為3.80%。并對這兩種提取黑米中總黃酮的提取法分析比較得出，超聲波輔助提取比乙醇回流提取在各自最佳條件下的提取時間短、效率高、操作簡單。

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Comparison of Different Technology for Extracting Total Flavonoids from Grown Black Rice

WANG Lei，WEI Ya-ling，WANG Hong-mei
（Grain School of Jilin Business and Technology College，Changchun 130507，Jilin，China）

2017-01-25

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.19.009

吉林省教育廳“十二五”科學技術研究項目（2014439）

王磊（1982—），男（漢），講師，碩士，研究方向：農產品加工與檢測。