李偉榮,任愛清
(浙江省麗水市農(nóng)業(yè)科學研究院,浙江 麗水 323000)
黃酮類化合物是藥用植物的主要活性成分之一,具有調(diào)節(jié)血脂、消除氧自由基、抗氧化、抗腫瘤、抗菌、抗病毒以及雌激素樣活性等生理功能[1]。黃酮類化合物是廣泛存在于水果蔬菜中的次生代謝類物質(zhì),近年來發(fā)現(xiàn)它們具有很強的清除自由基能力,是蘋果中主要的抗氧化物質(zhì)來源。
我國是世界上最大的蘋果生產(chǎn)國,年產(chǎn)1 100萬t,除鮮食外,其余用于加工。20世紀80年代以來,從國外引進了一批先進的濃縮果汁生產(chǎn)線,主要集中在陜西、山東、河南3省。蘋果在榨汁的同時產(chǎn)生大量的果渣,而這些果渣一般是當垃圾處理,這不但給企業(yè)帶來經(jīng)濟負擔,還造成物資浪費、場地占用和環(huán)境污染。為了充分利用資源、凈化環(huán)境、增加經(jīng)濟效益,迫切需要對蘋果渣進行二次開發(fā)[2]。
蘋果渣含水量高、可溶性物質(zhì)多,極易腐敗變質(zhì),很難貯存或遠距離輸送。所以,果汁生產(chǎn)廠家應對果渣及時烘干處理。這樣既便于貯存輸送,也可減小體積,提高產(chǎn)品的商品性。
目前,農(nóng)戶對蘋果渣利用的效果及其營養(yǎng)成分還不甚了解,果汁生產(chǎn)廠家缺乏切實可行的開發(fā)計劃和技術資料。因此,蘋果渣的開發(fā)利用還是空白。當前最緊迫的任務是要加緊相關的研究,以期盡快推廣應用。
蘋果渣、蘆丁、無水乙醇、NaOH、NaNO2、Al(NO3)3·9H2O。
AL204/01型電子天平 (梅特勒-托利多)、WD800型微波爐 (佛山市順得區(qū)格蘭仕微波爐電器有限公司)、水浴鍋 (北京市永光明醫(yī)療儀器廠)、電熱鼓風干燥箱 (上海?,攲嶒炘O備有限公司)、UV-2000型紫外可見分光光度計 [尤尼柯(上海)儀器有限公司]、索氏提取器 (天津玻璃儀器廠)。
1.2.1 標準曲線的制作
本實驗以蘆丁作為蘋果總黃酮含量測定的標準品[3]。精密稱取在120℃減壓干燥至恒重的蘆丁標準品10 mg,用95%乙醇溶解,定容到10 mL容量瓶中,精確吸取2.5 mL置于25 mL容量瓶中,用95%乙醇定容,得到濃度為100 mg·mL-1的蘆丁標準溶液。精密吸取該溶液0.0,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0 mL,分別置于20 mL試管中,用95% 乙醇補充至5 mL,加入5%NaNO2溶液0.5 mL,混勻后放置 6 min,然后加入 0.5 mL的 10% Al(NO3)3溶液,搖勻后放置6 min。最后加入4%NaOH溶液4 mL,搖勻后放置15~20 min。
以上述溶液為標準品溶液,在510 nm測定不同濃度標準品的吸光值。用最小二乘法作線性回歸,得出蘆丁濃度 (y)與吸光度 (x)的關系曲線y= (x-0.001 3) /0.001 12(r=0.999)。
比色溶液顯色后,在4 h內(nèi)吸光度的變化小于5%,黃酮類與鋁鹽生成絡合物顯色穩(wěn)定,說明用分光光度法以蘆丁為標樣測定總黃酮含量穩(wěn)定可靠,簡單易行。
1.2.2 蘋果渣的預處理
蘋果渣原料經(jīng)65℃干燥12 h,粉碎后過孔徑0.42 mm(40目)篩,密封備用。
1.2.3 水浴提取法正交優(yōu)化的實驗
選取水浴溫度 (A)、提取時間 (B)、乙醇濃度 (C)、固液比 (質(zhì)量比,D)4個因素,根據(jù)L9(34)正交表進行實驗,以總黃酮得率為考察指標。實驗因素水平:A1、A2、A3為65℃,70℃,75 ℃;B1、B2、B3為 1.0,1.5,2.0 h;C1、C2、C3為 55% ,60% ,65%;D1、D2、F3為1∶15,1∶20,1∶25。
1.2.4 微波法提取正交優(yōu)化的實驗
微波技術在黃酮類物質(zhì)提取上已取得良好效果,它具有反應高效、加熱速度快、控制方便、受熱體系溫度均勻、節(jié)約能量、強選擇性,而且操作簡便、副產(chǎn)物少、產(chǎn)率高及產(chǎn)物易提純等優(yōu)點。微波的使用既降低了生產(chǎn)成本,又符合環(huán)保要求,是一種有良好發(fā)展前途的新工藝[4]。呂麗爽等[5]應用微波技術,選用蘆篙葉為原料提取黃酮類化合物,通過正交實驗,得出最優(yōu)化提取條件。本實驗選擇提取時間 (B)、乙醇濃度 (C)和固液比(質(zhì)量比,D)3個因素采用L9(34)正交表進行實驗,以總黃酮得率為考察指標。實驗因素水平:B1、B2、B3為 180,210,240 min;C1、C2、C3為55% ,65% ,70%;D1、D2、F3為 1∶15,1∶20,1∶25。
1.2.5 總黃酮得率的計算
按上述標準品的顯色方法測定總黃酮含量計算總黃酮得率。
總黃酮得率 (%) = (提取液濃度 ×稀釋濃度×體積) /樣品干重。
式中:提取液濃度單位為mg·mL-1,體積單位為mL,樣品干重單位為g。
實驗結果 (表1)顯示,影響總黃酮提取得率因素的主次順序為 A>D>B>C,即溫度 >固液比 >提取時間>乙醇濃度。提取蘋果渣總黃酮的最佳工藝條件為A2B3C3D3,即水浴溫度70℃,乙醇濃度65%,提取時間2.0 h,固液比1∶25。此條件下測得總黃酮的得率為6.07%。
表1 水浴提取法正交實驗的極差分析結果
表2顯示,影響總黃酮提取得率因素的主次順序為C>B>D,即乙醇濃度>提取時間>固液比。微波法提取蘋果渣總黃酮的最佳工藝條件為B2C1D3,即微波低火條件下,乙醇濃度55%,提取時間210 s,固液比 1∶25。測得總黃酮的得率為5.98%。
表2 微波法正交實驗的極差分析結果
實驗結果證明,微波法提取蘋果渣黃酮與水浴法的得率相差不大,但從經(jīng)濟、節(jié)能、省時考慮,以微波法為優(yōu)。采用微波技術提取活性物質(zhì)具有萃取效率高、選擇性強、重現(xiàn)性好、節(jié)省時間、節(jié)省溶劑、節(jié)能、污染少等優(yōu)點,因此具有良好的應用前景。
[1]王晶,周禾.植物黃酮類化合物生物學功能及浸提純化[J].中國飼料,2006(11):25-27.
[2]閻曉莉,楊中平,朱新華.蘋果渣的開發(fā)利用途徑 [J].農(nóng)機化研究,2002(4):175-177.
[3]李紅,張元湖.蘋果果實中總黃酮的提取方法優(yōu)化研究[J].山東農(nóng)業(yè)大學學報:自然科學版,2003,34(4):471-474.
[4]張麗平,余曉琴.微波萃取技術在提取黃酮類化合物上的應用 [J].成都紡織高等??茖W校學報,2006,3(23):13-16.
[5]呂麗爽,潘道東,周慶,等.微波對提取蘆蒿葉中黃酮類化合物的影響 [J].食品與發(fā)酵工業(yè),2003,29(2):97-98.