丙酮研磨法提取山西兩種核桃品種中輔酶Q10的工藝研究

(山西藥科職業(yè)學院，山西 太原 030031)

輔酶Q10是一種醌環(huán)類化合物，在心、肝、腎、胰腺等人體的主要器官中均有輔酶Q10的存在。隨著現(xiàn)代醫(yī)學和流行病學的不斷發(fā)展，輔酶Q10被證明在很多方面具有治療作用。除醫(yī)藥用途外，輔酶Q10還可以作為某些化妝品和食品中的添加劑等。輔酶Q10在大豆、花生、核桃、榛子、腰果、杏仁、麥麩、煙葉和豬心臟中含量較多。在華北地區(qū)，山西是核桃的主產(chǎn)區(qū)之一，有品種多樣的核桃樹。其中中林1號、晉龍1號廣泛種植。本實驗采取了山西汾陽核桃生產(chǎn)基地中的中林1號、晉龍1號兩種品種的核桃進行研究，對丙酮研磨法提取核桃中輔酶Q10的生產(chǎn)工藝進行了優(yōu)化。

1 材料、試劑和儀器

1.1 材料

中林1號、晉龍1號陳核桃仁，粉碎備用。

1.2 試劑

丙酮(分析純)、硼氫化鈉、無水乙醇

1.3 儀器

BXG1-XH-100A微波萃取儀(北京祥鵠科技發(fā)展有限公司)、TU-1810紫外可見分光光度計(北京普析通用儀器有限公司)、BCD-262WKY1DY冰箱、萬能粉碎機、旋轉式蒸發(fā)儀

2 方法

2.1 微波浸提法

料液混合→研磨→微波浸提→獲得提取物輔酶Q10→分光光度法測定輔酶Q10含量。設計正交實驗因素水平表并按照各因素的具體數(shù)值要求，將原料按丙酮研磨時間、料液比(核桃仁的每次用量為10 g)、微波溫度、微波時間把樣品置于圓底燒瓶中，使用BXG1-XH-100A微波萃取儀進行浸提及冷凝回流。

2.2 旋蒸濃縮[1]

各組處理得到的浸提液，于旋轉式蒸發(fā)儀(60℃)進行濃縮。

2.3 析出雜質[1]

濃縮液加入無水乙醇10 mL，放入冰箱冷凍析出膽固醇等雜質，備用待測。

2.4 輔酶Q10含量測定[2]

將上述所得待測液取出，過濾。濾液用無水乙醇定容至10 mL，測定之前用蒸餾水將其稀釋3倍。取稀釋后的溶液各3 mL在275 nm波長下測定氧化型輔酶Q10的光吸收值(A1)，然后加入0.1 mL0.7%的硼氫化鈉水溶液充分還原輔酶Q10，并在275 nm波長下測定還原型輔酶Q10的光吸收值(A2)。以無水乙醇作對照，按以下公式計算輔酶Q10的含量。

W(輔酶Q10)=(A1-A2)×106×N/142×S

式中：W為每克核桃仁中輔酶Q10的含量； N為稀釋倍數(shù)；S為去皮核桃仁鮮重質量；142為275 nm波長下10 g/L的輔酶Q10無水乙醇溶液中氧化型和還原型輔酶Q10吸光度之差。

3 結果

根據(jù)預實驗結果，選擇料液比即核桃仁與丙酮之比例、丙酮研磨時間、微波溫度、微波時間為考查因素，因素水平見表1～4。

從正交實驗結果可以看出，在四個影響因素中R-D值最大，說明微波時間是核桃仁中輔酶Q10提取的關鍵因素。R-A值最小，說明研磨時間對核桃仁中輔酶Q10提取的影響最小。并可以確定提取核桃仁中輔酶Q10的最佳工藝是：研磨時間10 min，料液比1∶8，微波溫度80℃，微波時間70 min。在此提取工藝上，輔酶Q10的最大提取率中林1號為42.016μg/g、晉龍1號為43.508μg/g。

表1 中林1號正交實驗的因素和水平

表2 中林1號正交實驗結果

表3 晉龍1號正交實驗的因素和水平

表4 晉龍1號正交實驗結果

從表1和表2還可以看出，研磨時間(A)、料液比(B)、微波溫度(C)、微波時間(D)都是影響輔酶Q10提取得率的主要因素。其中研磨時間以10 min為最佳時間。因為研磨時間太短，核桃仁細胞壁由于韌性較大難以破裂，胞中的輔酶Q10不易流出。而研磨時間太長，胞中輔酶Q10又可能會因為時間過長的研磨而致局部溫度升高幅度過大而變性。料液比中以最大的料液比即1∶8為最佳料液提取比例，因為提取使用的溶劑量加大會使輔酶Q10更大程度的溶解釋放出來。最優(yōu)的微波提取溫度是80℃，可能是因為微波溫度太高，會導使輔酶Q10的活性喪失，因為輔酶Q10本身是一種蛋白質。而微波時間以70 min為最佳提取時間，微波穿透物料里外同時加熱進行提取，其提取效率極高。而太長的微波提取時間，會導致過度的提取，使雜質等其他成分從細胞內部一并提出，從而使后續(xù)的分離純化更加繁瑣。而太短的微波提取時間，會使細胞內部的輔酶Q10不能夠充分完全的提取出來，從而使提取效果降低。見圖1～2。

圖1 各因素水平對中林1號輔酶Q10提取率的影響

圖2 各因素水平對晉龍1號輔酶Q10提取率的影響

4 結論

用丙酮研磨與微波聯(lián)合提取輔酶Q10的方法中，通過正交實驗對提取條件進行篩選優(yōu)化，可以使提取工藝更加簡便，便于工業(yè)化。最佳提取工藝是研磨時間10 min，料液比1∶8，微波溫度80℃，微波時間70 min。