王玉潔，陳敏，張揚(yáng)，賈琢，趙玉紅

（東北林業(yè)大學(xué)林學(xué)院食品科學(xué)系，哈爾濱 150040）

藍(lán)莓（Vaccinium uliginosum）為杜鵑花科（Ericaceae）越橘屬（Vacciniumspp.）多年生落葉或常綠灌木，俗稱藍(lán)莓［1］，大量生長(zhǎng)在我國(guó)東北地區(qū)。藍(lán)莓果實(shí)中除了常規(guī)的糖、酸和 VC外，富含 VE、VA、VB、SOD、熊果苷、蛋白質(zhì)、花青苷、膳食纖維以及豐富的K、Fe、Zn、Ca等礦物質(zhì)元素［2］。熊果苷（arbutin），又名熊果甙、熊果素、熊果葉甙、熊果酚甙或楊梅甙，化學(xué)名稱分別為4－羥基苯－α－D－吡喃葡萄糖苷和4－羥基苯－β－D－吡喃葡萄糖苷［3－5］，具有抗炎、抑菌，鎮(zhèn)咳、祛痰、平喘，美白去色素和利尿作用［6－7］。超聲波是一種彈性機(jī)械波，利用超聲振動(dòng)能量，可以改變物質(zhì)組織結(jié)構(gòu)、狀態(tài)、功能及加速這些改變的過(guò)程。若將其運(yùn)用在固液萃取過(guò)程中，則可使細(xì)胞周圍和細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生環(huán)流，從而提高細(xì)胞壁和細(xì)胞膜的通透性，起到強(qiáng)化萃取過(guò)程、有利于細(xì)胞內(nèi)有效成分浸出的作用［8］。超聲法在植物有效成分提取中，已經(jīng)被較廣泛的應(yīng)用［9－12］。目前市售熊果苷均為化學(xué)合成，而藍(lán)莓果渣中含有重要數(shù)量的熊果苷，且對(duì)于藍(lán)莓果渣中熊果苷的提取研究尚未見(jiàn)報(bào)道。因此，本研究以藍(lán)莓果渣為原料，采用超聲波輔助提取法提取藍(lán)莓果渣中熊果苷，確定適宜的提取條件，為藍(lán)莓果渣的深度開(kāi)發(fā)和綜合利用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 原料

藍(lán)莓果渣：由哈爾濱本色生物科技有限公司提供，為生產(chǎn)飲料后的果渣，－40℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 試劑

熊果苷標(biāo)準(zhǔn)品：黑龍江格睿思科技開(kāi)發(fā)有限公司；乙醇、鹽酸等均為分析純。

1.3 儀器

超聲波破碎儀，哈爾濱市松花江醫(yī)療器械廠；恒溫水浴鍋，上海一恒科技有限公司；酸度計(jì)，北京哈納科儀科技有限司；紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，深圳市怡華新電子有限公司；電熱恒溫干燥箱，上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠；電子天平，沈陽(yáng)龍騰電子秤量?jī)x器公司。

1.4 試驗(yàn)方法

1.4.1 工藝流程。藍(lán)莓果渣→解凍→干燥→粉碎→40目過(guò)篩→加入提取液→超聲波輔助提取→過(guò)濾→稀釋、定容→測(cè)吸光值。

1.4.2 熊果苷最大吸收波長(zhǎng)的測(cè)定。精密稱取干燥至恒重的熊果苷標(biāo)準(zhǔn)品，置于25mL容量瓶中（棕色瓶），加入少量蒸餾水，振蕩使其充分溶解，定容至25mL，搖勻。對(duì)熊果苷標(biāo)準(zhǔn)品溶液進(jìn)行測(cè)定。

1.4.3 熊果苷的提取。稱取2g藍(lán)莓果渣粉，按1∶20（g／mL）的料液比加入酸性乙醇提取液，用超聲波破碎儀輔助提取。超聲波輔助提取條件定為：頻率30kHz。超聲波輔助提取40min后過(guò)濾得到熊果苷提取液，用紫外可見(jiàn)光分光光度計(jì)在最大吸收波長(zhǎng)下測(cè)定吸光值，因吸光值與熊果苷含量成正比例關(guān)系，所以，以吸光值為考察指標(biāo)，確定提取效果。

1.4.4 超聲波輔助提取藍(lán)莓果渣中熊果苷

1.4.4.1 乙醇濃度對(duì)藍(lán)莓果渣熊果苷提取率的影響。分別稱取藍(lán)莓果渣粉2g，用0.1%的鹽酸乙醇溶液提取，乙醇濃度分別為30%，40%，50%，60%，70%，料液比為1∶20，超聲波功率為200W，超聲控溫為不超過(guò)50℃，超聲30min后冷卻，對(duì)提取液進(jìn)行抽濾，然后將提取液稀釋10倍，用紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)吸光值。

1.4.4.2 料液比對(duì)藍(lán)莓果渣熊果苷提取率的影響。分別稱取藍(lán)莓果渣粉2g，用0.1%的鹽酸乙醇溶液提取，乙醇濃度為60%，料液比分別為1∶10，1∶15，1∶20，1∶25，1∶30，超聲功率為200W，超聲控溫為不超過(guò)50℃，超聲30min后冷卻，對(duì)提取液進(jìn)行抽濾，然后將提取液稀釋10倍，用紫外分光光度計(jì)分別測(cè)吸光值。

1.4.4.3 超聲時(shí)間對(duì)藍(lán)莓果渣熊果苷提取率的影響。分別稱取藍(lán)莓果渣粉2g，用0.1%的鹽酸乙醇溶液提取，乙醇濃度為60%，料液比為1∶15，超聲功率為200W，超聲控溫不超過(guò)50℃，超聲時(shí)間分別為20min，30min，40min，50min，60min。冷卻后對(duì)提取液進(jìn)行抽濾，然后將提取液稀釋10倍，用紫外分光光度計(jì)分別測(cè)吸光值。

1.4.4.4 超聲功率對(duì)藍(lán)莓果渣熊果苷提取率的影響。分別稱取藍(lán)莓果渣粉2g，用0.1%的鹽酸乙醇溶液提取，乙醇濃度為60%，料液比為1∶15，超聲控溫不超過(guò)50℃，超聲功率分別為200W、300W、400W、500W、600W，超聲40min后冷卻，對(duì)提取液進(jìn)行抽濾，然后將提取液稀釋10倍，用紫外分光光度計(jì)分別測(cè)吸光值。

1.4.4.5 正交試驗(yàn)

表1 正交試驗(yàn)因素水平表L9（34）

2 結(jié)果與分析

2.1 最大吸收波長(zhǎng)的確定

圖1 熊果苷標(biāo)準(zhǔn)品最大吸收波長(zhǎng)掃描圖

對(duì)熊果苷標(biāo)準(zhǔn)品在波長(zhǎng)范圍為190～900nm進(jìn)行全波長(zhǎng)掃描，得到4個(gè)最大吸收波長(zhǎng)，結(jié)果如圖1所示，最大吸收波長(zhǎng)分別為。峰1：365.00nm；峰2：296.00 nm；峰3：259.00nm；峰4：235.00nm。

根據(jù)方法1.4.3對(duì)原料粗提后，用提取液進(jìn)行全光譜掃描，結(jié)果如圖2所示：

圖2 藍(lán)莓果渣提取液全光譜掃描圖

從圖2可以看出，藍(lán)莓果渣提取液的全波長(zhǎng)掃描圖有2個(gè)峰，峰1為541nm，吸收值較低；峰2為236nm，吸收值較高。根據(jù)文獻(xiàn)［13］和標(biāo)準(zhǔn)品全波長(zhǎng)掃描圖譜，確定熊果苷最大吸收波長(zhǎng)為235.00nm。以下實(shí)驗(yàn)均在235nm條件下進(jìn)行。

2.2 超聲波輔助提取藍(lán)莓果渣中熊果苷實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 乙醇濃度對(duì)藍(lán)莓果渣中熊果苷提取效果的影響

圖3 乙醇濃度對(duì)提取效果的影響

由圖3可知，吸光值隨乙醇濃度的增加而升高，超過(guò)60%后，吸光度降低。所以在相同條件下提取，最佳乙醇濃度為60%，此時(shí)吸光值最高，即提取效果最好。

2.2.2 料液比對(duì)藍(lán)莓果渣熊果苷提取效果的影響

圖4 料液比（g／mL）對(duì)提取效果的影響

由圖4可知，料液比在1∶10～1∶15時(shí)，吸光值隨料液比的增大而增大，當(dāng)料液比在1∶15～1∶30時(shí)，吸光值又隨著料液比的增大而逐漸減小。所以，料液比在1∶15時(shí)，吸光值最大，即提取效果最好。但實(shí)際考慮到減少溶劑用量，降低濃縮負(fù)荷，提取效果等方面考慮，用量不宜過(guò)大，料液比在1∶10～1∶15即可。

2.2.3 超聲時(shí)間對(duì)藍(lán)莓果渣熊果苷提取效果的影響

圖5 超聲時(shí)間對(duì)提取效果的影響

由圖5可知，超聲時(shí)間在20～40min時(shí)，吸光值隨超聲時(shí)間的增加而增大，當(dāng)超聲時(shí)間超過(guò)40min后，吸光值又隨超聲時(shí)間的增加而減小。隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，熊果苷溶出增加，但是其并不穩(wěn)定，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)因發(fā)生氧化反應(yīng)而有所分解，導(dǎo)致吸光度值下降。所以，超聲時(shí)間在40min，吸光值最大，即提取效果最好。

2.2.4 超聲功率對(duì)藍(lán)莓果渣熊果苷提取效果的影響。超聲功率對(duì)提取效果有明顯的影響，且該條件易控制，在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用性較強(qiáng)［14］，本實(shí)驗(yàn)選擇超聲功率對(duì)藍(lán)莓果渣熊果苷提取效果進(jìn)行研究，結(jié)果如圖6所示。

圖6 超聲功率對(duì)提取效果的影響

由圖6可知，超聲功率在200～400W時(shí)，吸光值隨超聲功率的增加而增大，當(dāng)超聲功率超過(guò)400W后，吸光值又隨超聲功率的增加而減小，原因可能是功率過(guò)大時(shí)會(huì)在提取時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生并聚集大量的熱量，破壞熊果苷的結(jié)構(gòu)，使其熱分解，從而降低熊果苷的提取效果，且超聲功率越大，耗能越多，從成本考慮應(yīng)盡可能在保證提取效果的情況下降低超聲功率。所以，選擇超聲功率為300～400W最佳。

2.2.5 正交試驗(yàn)結(jié)果。由于提取效果受到乙醇濃度、料液比、超聲時(shí)間和超聲功率4個(gè)因素影響，為確定更適宜的提取條件，采用4因素3水平正交試驗(yàn)L9（34）對(duì)超聲波輔助提取藍(lán)莓果渣中熊果苷的工藝條件進(jìn)行優(yōu)化，具體結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 L9（34）正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)分析結(jié)果表

從表中可以看出K1、K2、K3反映了因子各水平對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，因而最大的K值對(duì)應(yīng)于最好的水平，所以本實(shí)驗(yàn)較適宜的配比為A2B3C2D2，即乙醇濃度60%，料液比1∶20，超聲時(shí)間40min，超聲功率400W。驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果表明，在此條件下吸光值達(dá)1.010。

比較各因子極差大小：極差越大，說(shuō)明該因子的水平變動(dòng)時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的變動(dòng)越大，即該因子對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響越大，從而可以按極差的大小來(lái)決定因子的主次順序。本實(shí)驗(yàn)各因素對(duì)提取效果的影響主次順序?yàn)椋毫弦罕龋疽掖紳舛龋境暪β剩境晻r(shí)間。

3 結(jié)論

采用超聲波輔助提取法能有效地從藍(lán)莓果渣中提取熊果苷，適宜的提取工藝條件為：采用0.1%的鹽酸乙醇溶液，乙醇濃度60%，料液比1∶20，超聲時(shí)間40min，超聲功率400W。

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