超聲波輔助提取瑪咖醇提物

任亞敏，劉玉青

（漯河食品職業(yè)學(xué)院，河南漯河 462300）

瑪咖（Maca）是十字花科植物，起源于南美洲，常見(jiàn)于海拔較高的山區(qū)，其分布的海拔高度為2 500～4 450 m。瑪咖的根莖營(yíng)養(yǎng)豐富，富含碳水化合物、蛋白質(zhì)及不飽和脂肪酸，可以和肉類或蔬菜一起炒熟食用，也可晾干后煮熟食用?，斂Ь哂斜＝」δ?，食用后可增強(qiáng)體力、消除焦慮。近年來(lái)，關(guān)于瑪咖的保健作用多見(jiàn)諸報(bào)端，可見(jiàn)人們已經(jīng)意識(shí)到了瑪咖的保健功能，并且隨著現(xiàn)代社會(huì)生活水平的提高，人們的保健意識(shí)也逐步增強(qiáng)，已經(jīng)有越來(lái)越多的人消費(fèi)瑪咖保健品[1-3]。

1 材料試劑及儀器

材料為瑪咖粉末。試劑為蒸餾水、無(wú)水乙醇，為國(guó)產(chǎn)分析純?cè)噭?/p>

TDL-40B型離心機(jī)，湖南星科公司產(chǎn)品；B3500S-MT型超聲波清洗儀，上海必能公司產(chǎn)品；BUCHIR-205型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，瑞士布奇有限公司產(chǎn)品；DZF-6050型真空干燥箱，上海精宏公司產(chǎn)品。

2 試驗(yàn)方法

2.1 超聲波輔助提取瑪咖醇提物

稱取25 g瑪咖干粉，放入500 mL三角燒瓶中；加入85%的乙醇200 mL，溫度加熱至70℃，利用150 W的超聲波功率提取20 min，一邊攪拌一邊進(jìn)行超聲處理；然后，將提取液以轉(zhuǎn)速4 000 r/min離心3 min，保留上清液；沉淀用200 mL乙醇洗滌重提。提取液以轉(zhuǎn)速4 000 r/min離心3 min；合并2次提取的上清液，放到旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上濃縮，得到干燥的瑪咖醇提物。

2.2 微波輔助乙醇提取瑪咖醇提物

超聲波的能量很強(qiáng)大，不僅使細(xì)胞中的有效成分溶出，破壞其細(xì)胞壁，還能提高提取率。稱量25 g瑪咖干粉放到500 mL三角燒瓶中；加入85%乙醇200 mL，溫度加熱至50℃，利用520 W的微波功率提取7 min；然后，將提取液以轉(zhuǎn)速4 000 r/min離心3 min，保留上清液；沉淀用200 mL乙醇洗滌重提；提取液以轉(zhuǎn)速4 000 r/min離心3 min；合并2次提取的上清液，放到旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上濃縮，得到干燥的瑪咖醇提物。

3 單因素試驗(yàn)結(jié)果

3.1 乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)瑪咖醇提物得率的影響

稱取25 g瑪咖干粉放到500 mL三角燒瓶中，分別加入200 mL體積分?jǐn)?shù)為65%，75%，85%，95%，100%的乙醇溶液；利用200 W的超聲波功率提取20 min，將提取液以轉(zhuǎn)速3 000 r/min離心5 min；保留上清液，取沉淀用200 mL對(duì)應(yīng)體積分?jǐn)?shù)的乙醇重復(fù)提取1次，提取液以轉(zhuǎn)速3 000 r/min離心5 min；合并 2次提取的上清液，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮至一定體積，減壓干燥得到瑪咖醇提物。

乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)瑪咖醇提物得率的影響見(jiàn)圖1。

圖1 乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)瑪咖醇提物得率的影響

由圖1可知，隨著乙醇體積分?jǐn)?shù)的提高，瑪咖醇提物得率逐漸增大。當(dāng)瑪咖醇提物得率最高為3.2%時(shí)，此時(shí)乙醇體積分?jǐn)?shù)為95%。隨后乙醇體積分?jǐn)?shù)繼續(xù)增加，得率反而降低。因此，選用95%的乙醇體積分?jǐn)?shù)為該單因素的最佳參數(shù)。

3.2 超聲時(shí)間對(duì)瑪咖醇提物得率的影響

在60℃的條件下，采用料液比1∶8，超聲功率200 W，加入200 mL 95%乙醇的條件下，分別提取10，20，30，40，50，60 min?？疾椴煌瑫r(shí)間對(duì)瑪咖醇提物得率的影響。

提取時(shí)間對(duì)瑪咖醇提物得率的影響見(jiàn)圖2。

圖2 提取時(shí)間對(duì)瑪咖醇提物得率的影響

由圖2可知，在前20 min內(nèi)，超聲作用的效果逐漸明顯，瑪咖醇提物得率隨著超聲時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，20 min時(shí)達(dá)到最大值（3.2%）。當(dāng)超聲時(shí)間大于20 min時(shí)，瑪咖醇提物得率隨提取時(shí)間的增加逐漸降低。引起這種現(xiàn)象的原因可能是由于過(guò)熱引起有效成分分解造成。因此，適宜提取時(shí)間為20 min。

3.3 超聲功率對(duì)瑪咖醇提物得率的影響

用95%乙醇，在超聲功率為 150，200，250，300，350 W，采用料液比1∶8，提取溫度60℃條件下提取20 min。研究不同的超聲功率對(duì)瑪咖醇提物得率的影響。

超聲功率對(duì)瑪咖醇提物得率的影響見(jiàn)圖3。

圖3 超聲功率對(duì)瑪咖醇提物得率的影響

由圖3可知，在超聲功率為200 W時(shí)，提取率達(dá)到最大，之后隨超聲功率的增大呈下降趨勢(shì)。功率加大后，液體流動(dòng)性增大，引發(fā)細(xì)胞壁的破壞，使得醇提物溶出。但由于超聲功率的加大也會(huì)對(duì)有效成分的結(jié)構(gòu)造成破壞，使提取率減少。因此，超聲功率200 W是該單因素的最佳參數(shù)。

3.4 提取溫度對(duì)瑪咖醇提物得率的影響

用95%乙醇，在超聲功率200 W，采用料液比1∶8，分別在提取溫度為30，40，50，60，70，80℃條件下提取20 min。研究不同提取溫度對(duì)瑪咖醇提物得率的影響。

提取溫度對(duì)瑪咖醇提物得率的影響見(jiàn)圖4。

圖4 提取溫度對(duì)瑪咖醇提物得率的影響

由圖4可知，隨著提取溫度的升高瑪咖醇提物得率在不斷升高，在60℃時(shí)，得率為3.3%，達(dá)到了頂峰；隨后，得率略有下降。原因可能是隨著溫度的升高，瑪咖醇提物中的部分有效成分結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，發(fā)生了分解；另外，溫度過(guò)高，乙醇揮發(fā)的比較嚴(yán)重，也會(huì)影響瑪咖醇提物的得率。因此，提取溫度60℃是該單因素的最佳參數(shù)。

4 結(jié)論

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，選擇乙醇體積分?jǐn)?shù)、超聲時(shí)間、超聲功率和提取溫度4個(gè)因素進(jìn)行正交試驗(yàn)，每個(gè)因素選取3個(gè)水平，按照L9（34）進(jìn)行正交試驗(yàn)。

超聲波輔助醇提取瑪咖醇提物正交試驗(yàn)因素水平設(shè)計(jì)見(jiàn)表1，超聲波輔助提取瑪咖醇提物正交試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

表1 超聲波輔助醇提取瑪咖醇提物正交試驗(yàn)因素水平設(shè)計(jì)

由表2可知，通過(guò)正交試驗(yàn)得出，影響瑪咖醇提物得率的順序?yàn)锽＞A＞D＞C，即超聲時(shí)間＞乙醇體積分?jǐn)?shù)＞提取溫度＞超聲功率。超聲波輔助乙醇提取瑪咖醇提物最優(yōu)的工藝組合為A2B2C1D3，此時(shí)的工藝參數(shù)為乙醇體積分?jǐn)?shù)85%，超聲時(shí)間20 min，超聲功率150 W，提取溫度70℃，與單因素試驗(yàn)趨勢(shì)較為一致，驗(yàn)證得率為3.7%。

表2 超聲波輔助提取瑪咖醇提物正交試驗(yàn)結(jié)果