苦蕎麩皮中黃酮噴淋提取工藝研究

李成潔，肖詩明，史碧波

（1.西昌學院，四川西昌 615013；2.西昌航飛苦蕎科技發展有限公司，四川西昌 615013）

苦蕎麥是一種藥食同源的糧食珍品，具有七種營養成分，是谷類作物中氨基酸種類最全面、營養最豐富的作物之一，其具有獨特的營養價值和功效，被譽為“五谷之王”[1]。苦蕎大多數分布在中國的云貴川等高寒山區，可野生生長[2]。其種子可作食物或飼料，其根可入藥，能益氣止痛、健脾祛濕[3]。現階段，苦蕎制品還處于開發初期，技術水平不高。張瑞等[4]發現苦蕎麩皮中含有大量蘆丁、槲皮素等黃酮類物質，其含量高于苦蕎麥粉。黃酮類物質具有藥理活性，能抗氧化、抗栓塞、維持眼部循環以及預防大腦微血管出血[5]。

苦蕎黃酮類物質的提取方法有很多，主要包括有機溶劑、水為溶劑、酶解法提取等，噴淋提取法未見報道。本文以苦蕎麩皮為原料，采用均勻試驗設計，以乙醇和水作為噴淋提取的溶劑和傳統有機溶劑浸提試驗，對苦蕎麩皮噴淋提取工藝的料液比、噴淋提取時間進行研究，根據《蕎麥及其制品中總黃酮含量測定》（NY/T 1295—2007）（以下簡稱農業標準）提取苦蕎麩皮，以黃酮得率為考察指標，并與原料中黃酮得率相比較，確定最佳提取條件，采用高效液相色譜法（High Performance Liquid Chromatography，HPLC）測定其蘆丁、槲皮素含量。新提取工藝有助于研發苦蕎的營養價值，為工業化生產提供依據，延伸產業鏈以推動當地經濟發展。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

苦蕎麩皮：由西昌航飛苦蕎科技發展有限公司提供。

1.2 主要試劑

蘆丁標準品（含量98.65%）和槲皮素標準品（含量99.25%），成都麥德生科技有限公司；三氯化鋁、乙酸鉀、甲醇、無水乙醇和冰乙酸均為分析純，HPLC所用甲醇為色譜純。

1.3 儀器設備

UV-7504c型紫外分光光度計，上海欣茂儀器有限公司；HHS-21-8型恒溫水浴鍋，上海博迅實業有限公司；Agilent1260高效液相色譜儀，帶紫外檢測器；YT-C11型蒸汽煮茶壺，河南新飛電器有限公司。

1.4 試驗方法

1.4.1 苦蕎麩皮黃酮提取工藝

（1）噴淋提取工藝。近年來，我國在新型高效提取裝置方面發展迅速，噴淋提取是其中的一種。張平等[6]研發出一種新型高效山楂葉黃酮提取裝置，通過提取倉內安裝的噴淋頭，向原料上噴灑乙醇等有機溶劑，高溫條件下對提取液進行濃縮，保證提取效率和提取效果。

本試驗采用蒸汽煮茶壺作為噴淋提取的簡易裝置，從實際出發，探討噴淋提取工藝條件對苦蕎麩皮黃酮提取得率的影響。將提取物料放置于料倉內，按料液比從料倉中加入定量的提取溶劑，接通電源進行加熱，保持溶劑微沸狀態，噴淋提取一定時間。

（2）傳統提取工藝。溶劑直接浸提法在黃酮類物質的提取實際應用中較多，主要采用有機溶劑在控制溫度、料液比、提取液濃度和提取時間的條件下進行浸提，如清源[7]用乙醇浸提法提取苦蕎茶中的總黃酮。

本試驗中傳統提取工藝主要用于比較，因此采用標準中70%甲醇為溶劑，在溫度為65 ℃下提取2 h和參考文獻中80%乙醇為溶劑，在溫度為70 ℃下提取4 h。

1.4.2 苦蕎麩皮黃酮的噴淋提取工藝優化

采用均勻設計法優化噴淋提取工藝條件，根據簡易裝置實際情況和均勻設計法，選取料液比（A）和噴淋提取時間（B）兩個因素，固定提取溫度為保持提取溶劑微沸狀態。參照顧濤[5]苦蕎麩皮黃酮提取工藝研究，噴淋提取時選擇70%乙醇為提取液。

選擇料液比（A）和噴淋提取時間（B）兩個因素，每個因素選5個水平，以水和乙醇為溶劑噴淋提取因素水平表見表1。

表1 以水和乙醇為溶劑噴淋提取因素水平表

1.5 檢測方法

1.5.1 樣品液中總黃酮含量的測定和黃酮提取率的計算

采用AlCl3紫外分光光度法測定苦蕎麩皮中總黃酮含量。所需試劑溶液均參照農業標準來配制。

（1）標準曲線的制作。參照農業標準制作標準曲線。苦蕎麩皮提取液為黃色，三氯化鋁絡合物顯色也為黃色，為避免苦蕎麩皮提取液對顯色反應的影響，故做試劑空白。得到的曲線方程為y=42.411x-0.008 1，R2=0.999 3。

（2）樣品測定。將各種提取方法下所得提取液均定容至同一體積，取1.0 mL到10 mL容量瓶中，按標準曲線檢測的方法顯色，測定吸光度，同時做試劑空白。按式（1）計算各種提取方法的總黃酮提取得率。

式中：X為總黃酮提取得率，%；C樣和C空白分別為按照標準曲線計算所得樣品測定液和試劑空白測定液中蘆丁濃度，mg·mL-1；V為提取液定容體積，mL；m為提取時樣品的質量，g。

1.5.2 蘆丁和槲皮素含量的測定方法

采用HPLC法測定提取液中蘆丁和槲皮素的含量。樣品溶液須用0.22 μm微孔濾膜過濾后用HPLC測定。色譜條件為Eclipse Plus-C18（1.8 μm，3.0 mm×100 mm）色譜柱，流動相為甲醇-0.1%冰乙酸水溶液（60∶40），采用等度洗脫程序。柱溫30 ℃，流速0.2 mL·min-1，進樣量1 μL，檢測波長358 nm。

（1）混合標準品溶液的配制。稱取蘆丁、槲皮素標準品10.0 mg和5.0 mg，各自放入10 mL容量瓶，取70%甲醇溶液5.0 mL，進行10 min超聲處理，用70%的甲醇定容至刻度，得到1.0 mg·mL-1和0.5 mg·mL-1的蘆丁、槲皮素標準品溶液。分別吸取1.0 mL蘆丁、槲皮素標準品溶液混合均勻，即為蘆丁、槲皮素混合標準品溶液。進行進樣分析，得到標準溶液色譜圖，根據色譜圖分析出蘆丁峰和槲皮素峰及其標準曲線。

（2）樣品溶液的處理和測定。將所得提取液過濾，先吸取少量濾液，放于進樣瓶中做預試驗，確定樣品的稀釋倍數后進樣分析，記錄相應峰面積，以標準曲線計算測定液中的蘆丁濃度和槲皮素濃度，乘以稀釋倍數得到提取液中蘆丁和槲皮素的含量（mg·mL-1）。

2 結果與分析

2.1 以水和乙醇為溶劑的噴淋提取工藝條件優化

用均勻試驗優化以水和乙醇為溶劑的噴淋提取工藝條件，均勻設計表U5*（53）試驗方案和結果見表2。

表2 水和乙醇噴淋提取得率U5＊（53）試驗方案及結果

通過直觀分析，從表2可得到，水噴淋提取試驗5的條件下提取得率最高，試驗5為較優的提取條件，而試驗1得率最低；乙醇噴淋提取試驗9的條件下提取得率最高，試驗9為較優的提取條件，而試驗7得率最低，對數據進行回歸分析，得表3。

表3 水和乙醇噴淋提取試驗數據方差分析

通過對回歸方程顯著性檢驗，可得到水噴淋提取方差分析的F檢驗值F水=4.756，P=0.174；可得到乙醇噴淋提取方差分析的F檢驗值F乙醇=7.556，P=0.643。查方差分析表知F0.05（2，2）=19，F0.01（2，2）=99，F水、F乙醇＜F0.05（2，2），P＞0.05，A和B對黃酮得率影響均不顯著。數據回歸處理后得到水噴淋提取的回歸方程為y=0.813 5+0.078 4A-0.030 4B，得到的乙醇噴淋提取的回歸方程為y=2.749 9+0.087 5A-0.058 5B。由方程可知，使A增加、B減少可使y值增加，即料液比最大，提取時間最短。因A、B影響均不顯著，從經濟高效、降低成本等方面考慮，水噴淋提取最優條件為料液比1∶30、提取時間10 min；乙醇噴淋提取最優條件為料液比1∶55、提取時間20 min。

2.2 不同提取工藝效果的比較

對70%甲醇直接浸提、80%乙醇直接浸提、最佳提取條件下以水和乙醇為溶劑噴淋提取的得率及其提取液槲皮素和蘆丁含量進行比較，結果如表4所示。

表4 不同提取方式得率、蘆丁和槲皮素含量

由表4可知，不同提取方式提取得到的黃酮得率結果差異較大，70%甲醇直接浸提的黃酮得率為7.64%，水噴淋提取的黃酮得率為3.82%。由此可知，水作為提取劑提取效果不理想，甲醇直接浸提和乙醇噴淋提取得到的黃酮得率相差不大，從安全角度考慮，乙醇是不錯的提取劑。此外，以乙醇為溶劑噴淋提取的蘆丁含量最高，以水為溶劑噴淋提取的蘆丁含量最低；蘆丁含量高的槲皮素含量隨之增高，以乙醇為溶劑噴淋提取的槲皮素含量最高，以水為溶劑提取的槲皮素含量最低，僅有0.005 mg·mL-1。

3 結論與討論

由試驗可知，水噴淋提取最優條件可選取料液比1∶30、提取時間10 min；乙醇噴淋提取最優條件可選取料液比1∶55、提取時間20 min。

試驗時使用簡易蒸汽煮茶壺代替噴淋裝置，料液比和提取時間對黃酮得率影響均不顯著，可能存在原因有：試驗條件及裝置有限、提取劑乙醇揮發性較高、乙醇揮發和所選取的料液比和時間在范圍內影響較小，后續有待深入研究。

4種提取方式相比較可得到，乙醇和甲醇直接浸提，試驗方法簡單，但提取時間長，耗時耗力，且甲醇具有毒性，易殘留在提取物中，不能食用。而乙醇可回收且容易揮發，不易殘留，安全性更高，提取效果較理想。以乙醇為溶劑噴淋提取試驗，適合苦蕎麩皮中黃酮的提取。