孫雙,張華
(1.黑龍江省森林工業(yè)總局,哈爾濱150008;2.黑龍江省林業(yè)科學(xué)院,哈爾濱150081)
狗棗獼猴桃[Actinidiakolomikta(Rupr. etMaxim.)Planch.]是獼猴桃科(Actinidiaceae)獼猴桃屬(Actinidia)落葉藤本植物,作為一種純天然、綠色、野生的可食用漿果,具有抗發(fā)炎、抗病毒、抗氧化、抗癌以及舒張血管等作用,其主要活性成分之一就是黃酮類化合物。
本論文進(jìn)行微波輔助提取狗棗獼猴桃黃酮類化合物的研究:對(duì)提取功率、提取時(shí)間、料液比各因素進(jìn)行研究,進(jìn)行了正交試驗(yàn)和分析,確定的最佳工藝參數(shù)。
1.1.1 原料
市售狗棗獼猴桃,經(jīng)過(guò)干燥、超微粉碎,貯存于干燥器中。
1.1.2 試劑
蒸餾水:分析純,市售。無(wú)水乙醇:分析純,質(zhì)量分?jǐn)?shù)≧99.7%,天津市東麗區(qū)天大化學(xué)試劑廠。亞硝酸鈉:分析純,天津市東麗區(qū)天大化學(xué)試劑廠。硝酸鋁:分析純,天津市東麗區(qū)天大化學(xué)試劑廠。 蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品:生化試劑,遼寧省生物醫(yī)藥研發(fā)中心。氫氧化鈉:分析純,天津市東麗區(qū)天大化學(xué)試劑廠。
1.1.3 儀器設(shè)備
真空冷凍干燥機(jī) LG-5,上海市離心機(jī)研究所;高速萬(wàn)能粉碎機(jī) FW-100,天津市泰斯特儀器有限公司;電子分析天平 AB104-N,梅特勒-托利多儀器上海有限公司;WP65D sancle微波反應(yīng)器 KQ-100DE,南京申科電器公司;電熱恒溫水浴鍋 DK-98-1,天津市泰斯特儀器有限公司;低速離心機(jī) LD5-2A,北京醫(yī)用離心機(jī)廠;紫外分光光度計(jì) UV-2550,日本島津。
1.2.1 狗棗獼猴桃黃酮類化合物含量的測(cè)定
1.2.1.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制定
準(zhǔn)確稱取蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品10mg,用95%乙醇溶解,定容50mL,得到0.2g/L蘆丁標(biāo)準(zhǔn)液,備用。按梯度準(zhǔn)確吸取0、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0mL分別加蒸餾水定容至6mL;加入5%的NaNO2溶液1.0mL,搖勻,放置6min;加入10%的Al(NO3)3溶液 1.0mL,搖勻,放置6min;加入10%的NaOH溶液10mL,搖勻,放置 15min,以吸取0mL蘆丁標(biāo)準(zhǔn)液的測(cè)試樣為空白樣調(diào)零。于510nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。以吸光度為橫坐標(biāo),以蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品濃度為縱坐標(biāo),繪制出標(biāo)準(zhǔn)曲線。
1.2.1.2 狗棗獼猴桃黃酮類化合物的測(cè)定
吸取提取液1.0mL,加蒸餾水定容至6mL;加入5%的NaNO2溶液1.0mL,搖勻,放置6min;加入10%的Al(NO3)3溶液 1.0mL,搖勻,放置6min;加入10%的NaOH溶液10mL,搖勻,放置 15min,以吸取0mL蘆丁標(biāo)準(zhǔn)液的測(cè)試樣為空白樣調(diào)零。于510nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。以回歸方程計(jì)算其濃度。
本課題中將狗棗獼猴桃黃酮類化合物的提取量定義為1g狗棗獼猴桃粉末提取出黃酮類化合物的質(zhì)量,提取液中黃酮類化合物的濃度通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程計(jì)算得出的,黃酮類化合物提取量的計(jì)算公式如下:
式中c:提取液黃酮類化合物的濃度(mg/mL);V:提取液的總體積(mL);M:狗棗獼猴桃的用量(g)。
1.2.2 材料前處理
新鮮野生狗棗獼猴桃冷凍干燥,粉碎機(jī)粉碎,過(guò)篩,備用。
1.2.3 提取工藝路線
狗棗獼猴桃果→干燥粉碎→配成乙醇濃度為95%的料液→微波輔助提取→過(guò)濾→浸提液→離心→濃縮→真空干燥。
1.2.4 微波輔助提取法最佳條件的確定
1.2.4.1 提取時(shí)間的影響。稱取6份樣品,每份含狗棗獼猴桃粉末5.0000g,加入100.0mL蒸餾水。在195W功率條件下,用微波作用提取2、4、6、8、10、12min。然后測(cè)定各種條件下黃酮類化合物的濃度。
1.2.4.2 提取功率的影響。稱取6份樣品,每份含狗棗獼猴桃粉末5.0000g,加入100.0mL蒸餾水。分別在65、195、325、455、585W下提取8min。測(cè)定各種條件下黃酮類化合物的濃度,并計(jì)算出黃酮類化合物的得率。
1.2.4.3 提取料液比的影響。在195W功率下,對(duì)5份5.0000g狗棗獼猴桃粉末分別加入40m(1∶8),60m( 1∶12),80mL(l∶16),100mL(1∶20)和120m(l∶24)95%乙醇,提取2min后測(cè)定各種條件下黃酮類化合物的濃度,并計(jì)算出得率。
1.2.4.4 微波提取法最佳提取條件的確定。在單因素考察試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,用正交試驗(yàn)對(duì)各影響因素:時(shí)間、功率和料液比進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。以黃酮類化合物提取量為指標(biāo),采用三因素三水平的正交表L9(33)進(jìn)行試驗(yàn)。
表1 微波提取法正交因素水平表 g/L
稱取6份樣品,每份含狗棗獼猴桃粉末5.0000g,加入100.0mL蒸餾水。在195W功率條件下,用微波作用提取2、4、6、8、10、12min。然后測(cè)定各種條件下黃酮類化合物的濃度,并計(jì)算得率,試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。
圖1 提取時(shí)間對(duì)得率的影響
結(jié)果表明,提取時(shí)間對(duì)黃酮類化合物的得率有較大的影響,當(dāng)提取時(shí)間在2~8min時(shí)黃酮類化合物的得率隨時(shí)間增加而增加,提取時(shí)間為8min時(shí)提取己基本完成。時(shí)間超過(guò)8min后,得率隨時(shí)間的增加而下降??赡苁俏⒉ㄝ椛鋾r(shí)間過(guò)長(zhǎng)局部溫度極高,造成黃酮類化合物分解的緣故。
稱取6份樣品,每份含狗棗獼猴桃粉末5.0000g,加入100.0mL蒸餾水。分別在65、195、325、455、585W下提取8min。測(cè)定各種條件下黃酮類化合物的濃度,并計(jì)算出黃酮類化合物的得率,試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。
圖2 提取功率對(duì)得率的影響
由圖2可知,在上述條件下提取功率對(duì)黃酮類化合物的得率影響較大。隨著功率的增大,得率也隨之增加,在585W時(shí)達(dá)最高28.5μg/g。但反應(yīng)器長(zhǎng)時(shí)間高功率作業(yè),設(shè)備損耗較大:另外微波功率過(guò)高,容易導(dǎo)致提取溶劑氣化嚴(yán)重,從而造成試驗(yàn)誤差。
在195W功率下,對(duì)5份5.0000g狗棗獼猴桃全草粉末分別加入40m(1∶8),60m( 1∶12),80mL(l∶16),100mL(1∶20)和120m(l∶24)95%乙醇,提取2min后測(cè)定各種條件下黃酮類化合物的濃度,并計(jì)算出得率,試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。
由圖3知,隨著提取溶劑的增加,黃酮類化合物得率不斷增加。料液比為1∶20時(shí)得率趨于穩(wěn)定??梢?jiàn),溶劑量過(guò)小會(huì)影響黃酮類化合物的溶出。
圖3 料液比對(duì)得率的影響
在單因素考察試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,用正交試驗(yàn)對(duì)各影響因素:時(shí)間、功率和料液比進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。以黃酮類化合物提取量為指標(biāo),采用三因素三水平的正交表L9(33)進(jìn)行試驗(yàn)。選用正交表3進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)并進(jìn)行方差分析,見(jiàn)表2、3。
由直觀分析知,得率最高組合為A2B1C2,達(dá)26.38μg/g。經(jīng)方差分析,影響顯著性順序?yàn)椋汗β?時(shí)間>料液比。因此,最終實(shí)際提取的最佳工藝條件定為:A2B2C2,即以料液比1∶20,在455W功率下提取8min,此條件下可提取0.607OD黃酮類化合物。
表2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果
表3 方差分析
微波提法最佳提取條件為微波功率455W、微波提取8min,料液比1∶20,此條件下可提取0.607OD黃酮類化合物。