賈欣欣,汪澄,梁雨荷,段旭寧
(北京城市學院生物醫(yī)藥學部,北京100094)
花生是一種高營養(yǎng)的食品,含有蛋白質(zhì)25%~36%,脂肪 40%,還有豐富的 VB2,VA,VD和 VE,還有鈣和鐵等,是100多種食品的重要原料[1]?;ㄉt衣是花生產(chǎn)品的副產(chǎn)物,我國每年都能產(chǎn)生約600 t,除了少量用于制藥外,其余都用作飼料[2]。有資料報道花生紅衣中含有大量的單寧,具有抗氧化和阻礙蛋白質(zhì)糖化反應的作用[3]。
單寧是指植物體內(nèi)產(chǎn)生的,能使生皮成革的復雜多酚,即鞣質(zhì)。它能使生物堿、明膠及其他蛋白質(zhì)沉淀。單寧廣泛存在于植物體的葉、殼、果肉及樹皮中,不同原料中的單寧,在化學結(jié)構(gòu)上有很大差異,性質(zhì)也不完全相同,但它們都是多酚類衍生物,因而具有較強的生理活性和一系列獨特的化學性質(zhì),可廣泛用于醫(yī)藥、食品、皮革及印染工業(yè)[4]。對于植物單寧已有大量基礎(chǔ)和應用研究工作,目前國內(nèi)外主要從含有單寧的天然植物及植物蟲癭五倍子中采用水或其它溶劑提取[5]。
有關(guān)于花生紅衣中單寧的提取工藝尚未見報道。本文利用正交試驗方法對花生紅衣中單寧的提取工藝進行了探討,為花生紅衣中單寧的應用提供理論依據(jù),同時為花生的綜合利用開辟一條新途徑。
洗凈、晾干的花生紅衣。
1.2.1 儀器
雷茲PHSJ-4F型PH計:上海儀電科學儀器股份有限公司;sp-2000UV型分光光度計:尤尼柯上海儀器有限公司;50 mL容量瓶;DZKW-4恒溫水浴鍋:上海恬恒儀器有限公司;SHB-Ⅲ循環(huán)水式真空抽濾泵:上海衛(wèi)凱儀器設(shè)備有限公司。
1.2.2 試劑
1%FeCl3溶液、0.05%碳酸鈉溶液、甲醇、乙醇、丙酮、單寧標準溶液、磷酸、無水碳酸鈉、F-D試劑,均為國產(chǎn)分析純。
花生紅衣中的單寧物質(zhì),極易溶于有機溶劑,利用其在有機溶劑中的高度溶解性,使用浸提抽濾等提取方法,將單寧溶出。
提取工藝流程如下:
花生紅衣→研碎→浸提→過濾→濾液→濃縮→離心→定量
1.3.1 工藝操作過程
將洗凈、烘干的花生紅衣于研缽中研碎,稱取適量研碎的花生紅衣,加入提取液,水浴加熱;布氏漏斗抽濾,收集濾液,將濾渣加入相同量的提取液,第二次提取抽濾,將2次濾液合并,加熱濃縮溫度低于80℃,將濃縮后的濾液以 3000 r/min的轉(zhuǎn)速離心10 min,取上清液。稀釋后加FeCl3溶液,在340 nm處測得吸光度,根據(jù)單寧的標準曲線計算單寧的提取量。
1.3.2 單因素實驗
分別選取提取劑、料液比、提取溫度、提取時間4個影響因素進行單因素實驗。
1.3.3 正交試驗
為了驗證各單因素間的相互作用效果,選用料液比、提取時間、提取溫度3個因素進行三因素三水平正交試驗。
使用標準單寧配制濃度為0.5 mg/ml的單寧標準溶液,量取0.8 mL于50 mL容量瓶中,加入0.5 mL FeCl3(1%)加水定容至50 mL,測定不同波長下的吸光度。以吸光度為縱坐標,波長為橫坐標作圖,確定單寧標準溶液的最佳波長。
圖1 單寧標準溶液的吸收光譜圖Fig.1 Absorption spectra of standard tannin solution
使用標準單寧配制濃度為0.5 mg/mL的單寧標準溶液,分別量取單寧標準溶液 0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL,各加入0.5 mL FeCl3(1%)溶液加水定容至50 mL,充分混勻,在340 nm波長處測定吸光度。以單寧溶液濃度為橫坐標,吸光度為縱坐標作圖,得到單寧標準曲線。
圖2 單寧的工作曲線Fig.2 The working curve of tannin
分別選用水、甲醇、乙醇、丙酮作為提取劑,對花生紅衣的單寧進行提取。結(jié)果見表1。
表1 不同溶劑對單寧提取量的影響Table 1 Different solvents on the extraction of tannin influence
從表1可以看出,乙醇作為提取劑,單寧含量較高。
以乙醇作為提取劑,設(shè)置不同的料液比,提取花生紅衣中的單寧,結(jié)果見表2。
表2 不同料液比對單寧提取量的影響Table 2 Different ratio of liquid and material on the extraction of tannin influence
由表2看出,料液比在1∶30 g/mL時提取量最高。故選擇料液比為1∶30 g/mL。
選擇乙醇作為提取劑,在料液比為1∶30 g/mL的條件下,在適宜的溫度范圍內(nèi),設(shè)置不同的溫度提督,分別進行提取,結(jié)果如表3。
由表3可知,溫度在40℃時,提取液中單寧含量最高。因此,選擇提取溫度為40℃。
實驗設(shè)定不同的回流時間,提取工藝如1.3.1。結(jié)果見表4。
表3 提取溫度對單寧提取量的影響Table 3 Different temperature on the extraction of tannin influence
表4 提取時間對單寧提取量的影響Table 4 Different extraction time on the extraction of tannin influence
從表4可知,雖浸提時間的增加,單寧含量增加,5 h后增加不大,隨后逐漸降低,說明5 h已將單寧浸提出。長時間浸提使單寧含量下降,是由于單寧復合物在該條件下發(fā)生變化。所以根據(jù)提取基物的不同可選擇經(jīng)濟合理的時間。
選取對單寧得率影響較大的料液比、提取時間、提取溫度進行三因素三水平正交試驗。結(jié)果及極差分析見表5和表6。
表5 因素與水平表Table 5 Factors and levels
由表5和表6可知,所定的3個因子通過方差分析:
FA=44.5 FB=2.82 FC=0.18
F0.10(2.2)=9.00F0.05(2.2)=19.0F0.01(2.2)=99.0
因素的顯著性檢驗:
F0.01(2.2)>FA>F0.05(2.2);FB<F0.1;FC<F0.1
得出:A顯著,B、C不顯著。即料液比對產(chǎn)品的得率影響最大,其它因素影響相對較小?;ㄉt衣中最佳提取工藝條件為:料液比1∶30,提取時間5 h,提取溫度50℃。
表6 L9(33)正交試驗結(jié)果Table 6 L9(33)multi-factors orthogonal test
為了驗證最佳工藝條件需進行驗證試驗,即在最佳工藝條件下提取3批花生紅衣中單寧,單寧含量分別為 0.330、0.331、0.332 mg/g,平均值為 0.331 mg/g,(RSD=0.30%),表明該優(yōu)化條件穩(wěn)定有效。
本試驗研究了提取劑、提取溫度、料液比、提取時間等因素對從花生紅衣中提取單寧的影響,確定最佳工藝條件為采用無水乙醇作為提取劑,保持50℃的恒溫回流,時間為5 h,料液比為1∶30 g/mL的提取結(jié)果最佳。該提取方案工藝穩(wěn)定有效,為進一步合理開發(fā)花生紅衣中的單寧提供參考數(shù)據(jù)。
[1] 白永連,邱峰,謝銀堂.花生紅衣中紅色素提取工藝的優(yōu)化研究[J].貴州農(nóng)業(yè)科學,2009,37(6):190-192
[2] 霍婷,楊惠玲,薛文通,等.花生紅衣色素的研究進展[J].食品工業(yè)科技,2008,29(11):289-295
[3] 亦森.花生皮生理活性[J].糧食與油脂,2001(4):44-45
[4] 趙立.香蕉皮單寧的提取及抑菌活性研究[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學,2009(6):369-371
[5] 王川,李光輝.葡萄籽中單寧的提取研究[J].食品研究與開發(fā),2006,27(10):25-27