王雪鋒,單美娟,韓曜平,劉晶晶
(常熟理工學(xué)院生物與食品工程學(xué)院,江蘇常熟215500)
鴨血糯中黃酮類化合物提取工藝的研究
王雪鋒,單美娟,韓曜平,劉晶晶
(常熟理工學(xué)院生物與食品工程學(xué)院,江蘇常熟215500)
采用單因素實驗法,探討了乙醇體積分?jǐn)?shù)、浸提溫度、浸提時間、料液比及pH五個因素對鴨血糯中總黃酮得率的影響。再通過單因素實驗所確定的提取條件來設(shè)計正交實驗,得到鴨血糯黃酮類化合物提取的最佳工藝條件為:浸提溫度60℃、乙醇體積分?jǐn)?shù)75%、浸提時間2.5h、pH2和料液比1∶100(g/mL),在此條件下黃酮類化合物的得率為9.52mg/g。
鴨血糯,黃酮類化合物,提取
黃酮類化合物廣泛存在于自然界中,屬于植物在長期自然選擇過程中產(chǎn)生的一些次級代謝產(chǎn)物,具有廣泛的生物活性,能夠維持血管的正常滲透壓,減低血管的脆性,防止血管破裂,止血,具有高抗氧化性,低毒性,無不良反應(yīng),同時還有顯著的清除人體內(nèi)自由基、抗老化、抗突變等保健功能[1-2]。鴨血糯的營養(yǎng)價值很高,其中不僅蛋白質(zhì)的含量相當(dāng)高,必需氨基酸齊全,還含有大量的天然色素、多種微量元素和維生素,富含鐵、硒、鋅、維生素B1、維生素B2等。其中還含有水溶性黃酮類化合物以及生物堿、植物甾醇等藥用成分。黃酮類化合物傳統(tǒng)的提取方法為煎煮法、回流提取法、索氏提取法、浸漬法、滲透法、水蒸汽蒸餾法等,由于浸提法適合工業(yè)化生產(chǎn),本文以鴨血糯為原料,用有機(jī)溶劑來提取黃酮類化合物,旨在為鴨血糯的進(jìn)一步開發(fā)利用提供理論依據(jù)。
1.1 材料與設(shè)備
鴨血糯 產(chǎn)地常熟,購于常熟大潤發(fā)超市;蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品 陜西旭煌植物科技發(fā)展有限公司;乙醇、氫氧化鈉,鹽酸,硝酸鈉、硝酸鋁等 均為分析純。
LP502B型電子天平 常熟市百靈天平儀器有限公司;HH-4型數(shù)顯恒溫水浴鍋 國華電器有限公司;pHS-2F pH計 上海雷磁儀器廠;TU-1901雙光束紫外-可見分光光度計 北京普析通用器材有限公司;DFT-200型高速中藥粉碎機(jī) 溫嶺市林大機(jī)械有限公司;722s可見分光光度計 上海棱光技術(shù)有限公司。
1.2 實驗方法
1.2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作[3-4]
1.2.1.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制 精密稱取蘆丁對照品200mg,置于100mL容量瓶中,加入75%乙醇溶液并稀釋至刻度,搖勻。精密量取1mL置于100mL容量瓶中,加入75%乙醇至滿100mL,搖勻即得(每毫升含有無水蘆丁0.02mg)。
1.2.1.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 精密吸取對照溶液0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0mL,分別置于50mL容量瓶中,各加入75%乙醇12mL,加入5%亞硝酸鈉溶液2.0mL,混勻,放置6min,再加入10%硝酸鋁溶液2.0mL,混勻,放置 6min,加入 5%氫氧化鈉溶液20mL,最后用75%乙醇稀釋至刻度,搖勻。以第1瓶為空白溶液,用TU-1901雙光束紫外可見分光光度計,在510nm上測定吸光度。根據(jù)吸光度A對濃度C進(jìn)行回歸,得回歸方程。
1.2.2 提取液中總黃酮得率的測定 從提取液中吸取10mL于50mL容量瓶中,加入75%乙醇12mL,加入5%亞硝酸鈉溶液2.0mL,混勻,放置6min,再加入10%硝酸鋁溶液2.0mL,混勻,放置6min,加入5%氫氧化鈉溶液20mL,最后用75%乙醇稀釋至刻度,搖勻,測其吸光度。
總黃酮得率=樣品液中黃酮含量(mg)/原料質(zhì)量(g)
1.2.3 單因子實驗[5-7]pH為1、2、3、4、5、7、9七個水平;乙醇體積分?jǐn)?shù)為15%、30%、45%、60%、75%、90%六個水平;浸提溫度為20、30、40、50、60、70℃六個水平;料液比(g/mL)為1∶25、1∶50、1∶75、1∶100、1∶125、1∶150六個水平;浸提時間為0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0h六個水平,分別進(jìn)行單因素實驗,所得提取液中總黃酮得率按1.2.2方法測定。
1.2.4 正交實驗[8]根據(jù)單因素的實驗結(jié)果,設(shè)計正交實驗的因素水平表進(jìn)行正交實驗,確定鴨血糯黃酮類化合物提取的最佳工藝條件,見表1。
表1 正交實驗因素水平表
2.1 蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線的測定結(jié)果
由圖1可知,標(biāo)準(zhǔn)曲線為A=0.967C+0.0013(R=0.99975)。
2.2 單因素實驗結(jié)果
2.2.1 pH對鴨血糯黃酮類化合物得率的影響 固定提取條件:乙醇體積分?jǐn)?shù)75%,浸提時間1h,浸提溫度60℃,料液比1∶100,結(jié)果見表2。
表2 pH對鴨血糯黃酮類化合物得率的影響
從表2可以看出,不同pH對鴨血糯黃酮類化合物的得率有很大影響,當(dāng)pH為2時,吸光度值為最大,此時得率達(dá)到最高為8.89mg/g。當(dāng)pH大于3時,隨著pH的升高,得率下降,所以宜在酸性條件下提取。
2.2.2 乙醇體積分?jǐn)?shù)對鴨血糯黃酮類化合物得率的影響 固定提取條件:pH為2,浸提時間1h,浸提溫度60℃,料液比1∶100,結(jié)果見表3。
由表3可以看出,乙醇體積分?jǐn)?shù)對黃酮類化合物的得率存在顯著性差異,在乙醇體積分?jǐn)?shù)低于75%時,總黃酮得率隨乙醇體積分?jǐn)?shù)的升高而增加,當(dāng)乙醇體積分?jǐn)?shù)高于75%時,黃酮類化合物的溶出反而減少。這可能是由于當(dāng)乙醇體積分?jǐn)?shù)增加到一定值,溶劑與溶出物極性差別拉大,造成溶出物溶解性減小所致。
表3 乙醇體積分?jǐn)?shù)對鴨血糯黃酮得率的影響
2.2.3 溫度對鴨血糯黃酮類化合物得率的影響 固定提取條件:pH為2,乙醇體積分?jǐn)?shù)75%,浸提時間1h,料液比1∶100,結(jié)果見表4。
表4 溫度對鴨血糯黃酮類化合物得率的影響
從表4可以看出,在20~50℃范圍內(nèi),總黃酮得率差異顯著,但當(dāng)溫度高于50℃時,總黃酮得率之間差異不顯著,總黃酮得率在70℃的條件下反而比60℃低,這是由于當(dāng)溫度過高時,乙醇汽化,不利于活性成分的析出,而且溫度過高,雜質(zhì)溶出量也相應(yīng)增大,活性成分易分解破壞。所以綜合考慮選擇60℃提取為宜。
2.2.4 料液比對鴨血糯黃酮類化合物得率的影響固定提取條件:pH為2,乙醇體積分?jǐn)?shù)75%,浸提時間1h,浸提溫度60℃,結(jié)果見表5。
表5 料液比對鴨血糯黃酮類化合物得率的影響
從表5可以看出,隨著溶劑量的增加,總黃酮得率也隨之增高,當(dāng)料液比超過1∶125時,總黃酮得率之間差異不顯著,所以從經(jīng)濟(jì)角度考慮,選擇料液比1∶125為宜。
2.2.5 浸提時間對鴨血糯黃酮類化合物得率的影響
固定提取條件:pH為2,乙醇體積分?jǐn)?shù)75%,浸提溫度60℃,料液比1∶100,結(jié)果見表6。
表6 浸提時間對鴨血糯黃酮類化合物得率的影響
在提取液中,當(dāng)細(xì)胞內(nèi)外活性成分含量未達(dá)到平衡時,得率隨提取時間的延長而增加,一旦細(xì)胞內(nèi)外濃度達(dá)到平衡,活性成分不再溶出,得率趨于穩(wěn)定。由表6可知,提取時間在2.5h之后,總黃酮得率差異不顯著,宜選擇提取時間為2.5h。
2.3 鴨血糯黃酮類化合物提取的正交實驗
為了確定在多因素下的最佳提取條件,現(xiàn)在選擇pH、料液比、浸提溫度、浸提劑濃度和浸提時間來設(shè)計正交實驗(見表1),正交實驗結(jié)果見表7。
根據(jù)表中R值大小可確定各因素對得率的影響大小,由表可知,RD>RC>RB>RA>RE,即浸提液pH對黃酮類化合物的得率影響最大;其次是浸提時間和乙醇體積分?jǐn)?shù),溫度和料液比影響較小。
根據(jù)表中K值大小可確定各因素的最佳組合是A3B3C3D2E4,即浸提溫度60℃、乙醇體積分?jǐn)?shù)75%、浸提時間2.5h、pH2和料液比1∶150,由于料液比對得率影響較小,從經(jīng)濟(jì)效益的角度考慮,其他條件不變,選擇料液比為1∶100來進(jìn)行實驗驗證,黃酮類化合物的得率為9.52mg/g。
最后得出最優(yōu)水平組合為:A3B3C3D2E2。
表7 鴨血糯黃酮類化合物提取多因素正交實驗結(jié)果
通過正交實驗,以乙醇為提取溶劑,不僅經(jīng)濟(jì)、安全,而且準(zhǔn)確有效地優(yōu)化了鴨血糯黃酮類化合物的提取條件,得到鴨血糯黃酮類化合物的提取條件為:浸提溫度60℃、乙醇體積分?jǐn)?shù)75%、浸提時間2.5h、pH為2和料液比1∶100(g/mL),在此條件下黃酮類化合物的得率為9.52mg/g。
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Study on extraction of flavonoids from Yaxuenuo
WANG Xue-feng,SHAN Mei-juan,HAN Yao-ping,LIU Jing-jing(School of Biotechnology and Food Engineering,Changshu Institute of Technology,Changshu 215500,China)
The extraction of flavonoids from Yaxuenuo was studied by the five factors of ethanol concentration,extraction temperature and time,material/liquid ratio and pH in this article.The orthogonal experiments were followed by every single factor identified in the best conditions,the optimal conditions for extraction of flavonoids from Yaxuenuo as follows:extracting temperature 60℃,ethanol concentration 75%,material/liquid ratio 1∶100 and pH 2 for an extraction duration of 2.5 h,the total flavonoids yield obtained from Yaxuenuo was 9.52mg/g.
Yaxuenuo;flavonoids;extraction
TS201.2
A
1002-0306(2010)12-0284-03
2010-08-09
王雪鋒(1969-),男,碩士,講師,主要從事食品微生物學(xué)和食品化學(xué)的教學(xué)和研究。