竹葉黃酮的微波提取及工藝優(yōu)化

秦明有

摘要：探究了竹葉黃酮的微波提取工藝，并通過正交實驗設(shè)計優(yōu)化了竹葉黃酮的提取條件，所得的最佳工藝參數(shù)為：微波時間Smin，微波溫度50℃，料液比1：21g/mL，微波功率200W，竹葉黃酮提取率達(dá)5.574%。微波提取快速高效，可以為竹葉黃酮的工業(yè)化提取及在飼料工業(yè)中的進(jìn)一步應(yīng)用提供參考.

關(guān)鍵詞：竹葉;黃酮;微波;正交優(yōu)化：提取

前言

竹葉用于飼料中，能提高雞、豬、羊等家禽飼養(yǎng)效果及經(jīng)濟(jì)效益。黃酮作為竹葉的主要活性成分之一，在飼料工業(yè)中具有重要的作用，可促進(jìn)家禽的脂質(zhì)代謝、機體的生產(chǎn)性能、提高機體免疫功能，是一種具有廣闊發(fā)展前景的新型飼料添加劑，而且其安全性已經(jīng)得到了實驗驗證。在日糧中加入一定量的竹葉黃酮，畜禽的增重效果良好，竹葉黃酮還可改善持續(xù)高溫狀態(tài)下的肉雞生長性能和屠宰性能，除此之外，還能提高產(chǎn)蛋率和雞蛋品質(zhì)。本文對竹葉黃酮的微波提取工藝進(jìn)行研究.旨在為其在飼料工業(yè)中的安全及高效應(yīng)用提供參考。

1 實驗材料及方法

1.1 實驗材料及儀器

竹葉（陜西理工大學(xué)校內(nèi)），清洗，干燥粉碎后過篩備用;蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品（中國藥品生物制品檢驗所，純度≥99%）;乙醇、亞硝酸鈉，硝酸鋁、氫氧化鈉等均為分析純。

SHB-ⅢT循環(huán)水式多用真空泵：蘇州江東精密儀器有限公司;MCR-3微波化學(xué)反應(yīng)器：上海凌科實業(yè)發(fā)展有限公司;島津UV- 260紫外可見分光光度計：日本島津;TGL16M型離心機：湖南凱達(dá)科學(xué)儀器有限公司;DHG-9075A型電熱鼓風(fēng)干燥箱：上海一恒科技有限公司;SE3001F電子天平：上海奧豪斯儀器有限公司;DHG-9203A電熱鼓風(fēng)干燥機：上海覽浩儀器設(shè)備有限公司。

1.2 實驗

1.2.1 蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

精確量取0.5g的蘆丁標(biāo)準(zhǔn)樣品，用體積分?jǐn)?shù)為30%的乙醇溶解后轉(zhuǎn)入500mL的容量瓶中.配制1mg/mL的黃酮溶液，精密移取1mL放人100mL的容量瓶中用體積分?jǐn)?shù)為30%的乙醇定容，配制10μg/mL的黃酮標(biāo)準(zhǔn)液。分別精密移取0，l，2，3，4，5，6mL放入7個50mL的容量瓶中，各加入1.0mL濃度為50g/L的NaN02溶液混勻，放置6min后加入1.0mL濃度為100g/L的Al（N03）3溶液混勻，放置6min，再加入10.0mL濃度為40g/L的NaOH溶液，最后用30%乙醇定容至刻度，再放置15min后于510.00nm波長處測其吸光度.并以其為縱坐標(biāo)，黃酮待測液濃度為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得同歸方程為：y=0.1206x -0.0208，R2=0.9972，說明黃酮濃度在0—10μg/mL范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。

1.2.2 竹葉黃酮提取率的計算

黃酮提取率/%=100Q[（y+0.0208）v/0.1206]/m

式中：y-待測液吸光度;

v-待測液的體積（rnL）：

m-每次提取時所用竹葉質(zhì)量：

Q-稀釋倍數(shù)：

2 單因素實驗結(jié)果與分析

2.1 微波時間的選擇

實驗過程中設(shè)定料液比1：15g/mL，微波功率200W，微波溫度50℃，當(dāng)微波時間在2min—6min范圍內(nèi)變化時對竹葉黃酮提取的影響如圖l所示。由圖l可知：在2—6min范圍內(nèi)，竹葉黃酮提取率隨微波時間的延長先增大后減小，微波時間為5min時提取率最大。合適的微波時間下，竹葉中黃酮的熱運動不斷加劇而達(dá)到活化狀態(tài)，容易提取。微波時間短，不能竹葉中黃酮提取不完全，過長又增加了其他水溶性成分的溶出，干擾黃酮的測定，因此5min的微波時間最佳。

2.2 微波溫度的選擇

實驗過程中設(shè)定料液比1：15g/mL，微波功率200W，微波時間5min，當(dāng)微波溫度在30—70℃范圍內(nèi)變化時對竹葉黃酮提取的影響如圖2所示。微波溫度是微波輻射能的一個重要反映.微波提取竹葉黃酮過程中產(chǎn)生的熱能會迅速穿透竹葉顆粒細(xì)胞壁進(jìn)入分子內(nèi)部，加快黃酮的熱運動，隨著微波溫度的升高，黃酮溶出速率不斷增大，微波溫度為50℃時提取率最大，過高的微波溫度則易造成局部熱量聚集，容易破壞黃酮結(jié)構(gòu)，因此提取率下降，綜上，選擇50℃為較佳微波溫度。

2.3 料液比的選擇

實驗過程中設(shè)定微波功率200W，微波時間5min，微波溫度50℃，當(dāng)料液比在1：9～1：21g/mL范圍內(nèi)變化時對竹葉黃酮提取的影響如圖3所示。由圖3可知，竹葉黃酮提取率在1：9—1：21g/mL的料液比范圍內(nèi)，隨著料液比的增大而增大，1：21g/mL時提取率最大。料液比小，竹葉黃酮在提取劑中的傳質(zhì)速率也相對較小，提取率低：隨著料液比的增大傳質(zhì)速率增大，竹葉中大部分黃酮都能溶出，因此提取率不斷增大，但是當(dāng)料液比大于1：18g/mL時，黃酮提取率的增幅很小，綜合考慮提取率和提取成本，選擇1：18g/mL為較佳料液比。

2.4 微波功率的選擇

實驗過程中設(shè)定料液比1：15g/mL，微波時間5 min，微波溫度50℃.當(dāng)微波功率在100—500W范圍內(nèi)變化時對竹葉黃酮提取的影響如圖4所示。微波功率是微波能量的直接體現(xiàn)，在合適的微波功率范圍內(nèi)，微波功率越大破壁效果越好，但是過大的微波功率雖然在提取初期有利于竹葉黃酮的溶出，但是隨著提取時間的延長，產(chǎn)生的局部過熱現(xiàn)象會破壞黃酮的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致提取率降低。由圖4可知，在100—300W微波功率范圍內(nèi)，竹葉黃酮的提取率先增大后減小，300W時對應(yīng)的提取率最大，故選擇300W的微波功率較合適。

3 正交結(jié)果及分析

單因素實驗探究了微波時間、微波溫度、料液比、微波功率等四個因素對竹葉黃酮提取的影響，并為正交優(yōu)化實驗篩選較佳的水平區(qū)間。正交優(yōu)化實驗以竹葉黃酮提取率作為指標(biāo)，采用L9（34）正交優(yōu)化設(shè)計確定竹葉黃酮提取最優(yōu)工藝參數(shù).實驗結(jié)果見右表。

正交試驗結(jié)果中的各因素對應(yīng)的極值能很好的反應(yīng)其在正交設(shè)定的水平范圍內(nèi)的變化對竹葉黃酮提取效果的影響，極值越大說明此因素的變化對實驗結(jié)果影響越大。比較表l中各因素所對應(yīng)的極值可知，影響竹葉黃酮提取的因素的主次順序為：微波時間>料液比>微波溫度>微波功率。正交實驗優(yōu)選的最優(yōu)組合為A2B2C3D2，即微波時間5min，微波溫度50℃，料液比1：21g/mL，微波功率200W，在此條件下進(jìn)行竹葉黃酮的三次平行提取驗證實驗，得平均提取率為5.574%，確定為最優(yōu)提取條件。

4 結(jié)論

實驗采用水作為溶劑，通過微波提取竹葉中的黃酮，快速高效，綠色安全。在單因素探究的基礎(chǔ)上優(yōu)化了竹葉黃酮的微波提取，所得的最佳工藝參數(shù)為：微波時間5min，微波溫度50℃，料液比1：21g/mL，微波功率200W，竹葉黃酮提取率為5.574%，提取效果比較理想。我國竹葉資源非常豐富，利用微波技術(shù)將這部分資源利用起來作為綠色飼料工業(yè)的儲備原料具有重要的現(xiàn)實意義。

參考文獻(xiàn)（略）