超聲波輔助優(yōu)化檸檬皮總黃酮的提取工藝

宋旭鴿，曾 靜，李永飛，周 潔，王斯文，付麗娜

(黃河科技學(xué)院 醫(yī)學(xué)院，河南 鄭州 450063)

檸檬屬蕓香科柑橘屬植物，是藥用價(jià)值極高的水果，富含維生素、糖類、黃酮類、微量元素等，對(duì)人體十分有益[1-2]。黃酮類化合物是檸檬皮中的主要生物活性物質(zhì)，具有降血脂、抗氧化、抗炎、抗衰老、抗腫瘤等功效[3]。但在食用檸檬時(shí)，檸檬皮通常作為廢渣被丟棄，如果對(duì)檸檬皮進(jìn)行開(kāi)發(fā)應(yīng)用，不但可以增加檸檬的復(fù)合價(jià)值，還可以改善環(huán)境污染[4-5]。試驗(yàn)以檸檬皮為研究對(duì)象，利用超聲波方法提取檸檬皮黃酮，設(shè)計(jì)單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)，確定超聲波輔助條件下檸檬皮總黃酮的最佳提取條件。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器

FA1004型電子天平(上海良平儀器儀表有限公司)，數(shù)控超聲波清洗器(常州歐達(dá)超聲波設(shè)備有限公司)，粉碎機(jī)(山東精誠(chéng)醫(yī)藥裝備制造有限公司)，TU-1810紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)(北京普析通用儀器有限公司)，循環(huán)水式多用真空泵(鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司)，3號(hào)、5號(hào)藥典篩(新鄉(xiāng)市先恒機(jī)械設(shè)備有限公司)，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(上海亞榮儀器廠)。

1.2 材料與試劑

檸檬(產(chǎn)地：海南。將新鮮檸檬洗凈，去皮，晾干，干燥，粉碎，過(guò)3號(hào)和5號(hào)藥典篩，保存。)，蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品、NaNO2、Al(NO3)3(天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司，AR)，NaOH、無(wú)水乙醇(洛陽(yáng)市化學(xué)試劑廠，AR)。

1.3 試驗(yàn)步驟

1.3.1 蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線和檸檬皮總黃酮提取率的計(jì)算

蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線的試驗(yàn)方法和繪制方法參照參考文獻(xiàn)[6]進(jìn)行，結(jié)果顯示線性關(guān)系良好。

檸檬皮中總黃酮提取率%=CnV/m；

其中，C為提取液的黃酮的質(zhì)量濃度(mg/mL)；n 為稀釋倍數(shù)；V為最初稀釋的體積(mL)；m 為取用的檸檬皮粉末質(zhì)量(mg)。

1.3.2 黃酮類化合物的測(cè)定方法

精密稱取1.0000 g制備好的檸檬皮粉末，設(shè)置料液比(1∶20、1∶30、1∶40、1∶50、1∶60 g/mL)用(35%、45%、55%、65%、75%)乙醇溶解，定容，于溫度(30、40、50、60、70℃)條件下超聲處理(10、20、30、40、50 min)，冷卻，抽濾，濾液定容至50 mL，再次移取10 mL上述溶液于50 mL容量瓶，加1 mL 5%NaNO2溶液、1 mL 10%Al(NO3)3溶液，搖勻，加入10 mL 4%NaOH溶液，定容，靜置15 min，于510 nm波長(zhǎng)處測(cè)吸光度A[7]。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 料液比的影響

固定溫度50℃、超聲時(shí)間30 min、乙醇濃度75%，研究料液比1∶20、1∶30、1∶40、1∶50、1∶60(g/mL)對(duì)檸檬皮中黃酮的提取率的影響，該試驗(yàn)平行操作3次，結(jié)果如圖1所示。

圖1 料液比對(duì)檸檬皮黃酮提取率的影響

由圖1得出，隨著料液比的增加，黃酮提取率不斷增高而后降低。可能是因?yàn)槿軇┝窟^(guò)少時(shí)，黃酮提取不夠充分，但溶劑量過(guò)多時(shí)，其他雜質(zhì)同時(shí)溶出，導(dǎo)致提取率降低[8]，因此將最佳料液比確定為1∶50。

2.1.2 超聲溫度的影響

固定料液比1∶50、超聲時(shí)間30 min、乙醇濃度75%，研究超聲溫度30、40、50、60、70℃對(duì)檸檬皮中黃酮的提取率的影響，該試驗(yàn)平行操作3次，結(jié)果如圖2。

圖2 超聲溫度對(duì)檸檬皮黃酮提取率的影響

從圖2可知，溫度由30～40℃時(shí)，黃酮提取率猛然增加，在50℃時(shí)提取率達(dá)到最高，之后出現(xiàn)下降的趨勢(shì)，這可能是溫度過(guò)高時(shí)破壞了浸出的黃酮結(jié)構(gòu)，因此將50℃作為提取的最佳溫度[9]。

2.1.3 乙醇濃度的影響

固定料液比1∶6、超聲溫度50℃、超聲時(shí)間30 min，研究乙醇濃度35%、45%、55%、65%、75%對(duì)檸檬皮中黃酮的提取率的影響，該試驗(yàn)平行操作3次，結(jié)果如圖3。

從圖3可以看出，隨著乙醇濃度的增加黃酮提取率現(xiàn)增加后下降，在乙醇濃度為55%時(shí)提取率達(dá)到最大，所以乙醇濃度為55%時(shí)為選擇的最佳條件。

圖3 乙醇濃度對(duì)檸檬皮總黃酮提取率的影響

2.1.4 超聲時(shí)間的影響

固定料液比1∶50，超聲溫度50℃，乙醇濃度55%，研究超聲時(shí)間10、20、30、40、50 min對(duì)檸檬皮中黃酮的提取率的影響，該試驗(yàn)平行操作3次，結(jié)果如圖5。

從圖4看出，超聲時(shí)間從10 min到30 min檸檬皮黃酮的提取率逐漸增加并達(dá)到最高，30 min之后提取率明顯下降，因此選擇30 min為最佳超聲時(shí)間。

圖4 超聲時(shí)間對(duì)檸檬皮總黃酮提取率的影響

2.2 正交試驗(yàn)

由表1可知，影響總黃酮提取率的各因素主次關(guān)系為：B>D>A>C，其中超聲溫度對(duì)總黃酮提取率的影響最大，最優(yōu)工藝參數(shù)是A3B1C2D3。因此超聲波輔助提取檸檬皮黃酮的最優(yōu)工藝條件為：料液比1∶55、溫度40℃、乙醇濃度55%、超聲時(shí)間40 min。

表1 正交試驗(yàn)結(jié)果表

2.3 驗(yàn)證試驗(yàn)

為了驗(yàn)證正交試驗(yàn)得出的結(jié)果，在最佳提取工藝條件(料液比1∶55、溫度40℃、乙醇濃度55%、超聲時(shí)間40 min)下進(jìn)行3次平行試驗(yàn)，平均提取率為14.02%，RSD=1.483%，結(jié)果(表2)顯示離散程度小、結(jié)果具有使用價(jià)值。

表2 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié)論

本研究由單因素試驗(yàn)和四因素三水平的正交試驗(yàn)的數(shù)據(jù)分析最終得到檸檬皮總黃酮的最佳提取工藝，結(jié)果顯示超聲波輔助提取檸檬皮總黃酮的最佳條件為：料液比1∶55、超聲溫度40℃、乙醇濃度55%、超聲時(shí)間40 min，此時(shí)總黃酮提取率最高，為14.02%。該項(xiàng)研究為檸檬皮總黃酮的深入開(kāi)發(fā)利用提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)。