張巖，張紅紅，吳樹國

(濱州學(xué)院 化工技術(shù)研究中心，山東 濱州 256603)

天然生育酚(VE)是存在生物體內(nèi)的一種強(qiáng)抗氧化劑，具有提高細(xì)胞的活力和增強(qiáng)記憶力，減緩人體衰老的作用，廣泛應(yīng)用在化妝品、藥品食品添加劑和保健品等領(lǐng)域［1-2］。因此，研究天然生育酚的提取工藝具有重要的現(xiàn)實(shí)意義［3-5］。

微波萃取技術(shù)是一種新型的萃取技術(shù)，具有萃取效率高、節(jié)約溶劑、操作簡單、重現(xiàn)性好、節(jié)能環(huán)保等諸多優(yōu)點(diǎn)，因而近年來廣泛的應(yīng)用于天然活性物成分的提取研究［6-8］。為此，本實(shí)驗(yàn)利用微波萃取法對(duì)大豆中的生育酚的提取工藝進(jìn)行研究，旨在獲得最佳提取工藝，為生育酚的提取提供理論依據(jù)和技術(shù)參考。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑與儀器

天然混合生育酚;大豆;無水乙醇、硝酸均為分析純。

MAS-II 微波萃取設(shè)備;AUY120 電子精密天平;SHZ-III 循環(huán)水真空泵;RJ-TDL-50A 中型離心機(jī);Agilent 8453 紫外分光光度計(jì)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

黃豆打碎，過60 目篩。稱取2.0 g 大豆粉于250 mL 三口燒瓶中，加入20 mL 無水乙醇，將燒瓶放入微波萃取裝置中，并連接好冷卻裝置。啟動(dòng)微波裝置，打開冷卻水冷卻，萃取時(shí)間過半時(shí)打開磁子，轉(zhuǎn)速為600 r/min，運(yùn)行1 min 后關(guān)閉。取出三口燒瓶，靜止，冷卻，抽濾，濾液離心后，在最大吸收波長295 nm 下測(cè)吸光度。每個(gè)實(shí)驗(yàn)平行3 次。

1.3 分析方法

1.3.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 取0.1 g 天然混合生育酚，用乙醇溶解，移入100 mL 容量瓶中，用無水乙醇定容，搖勻，制成1 mg/mL 的生育酚標(biāo)液。分別取1 mL生育酚標(biāo)液于10 個(gè)100 mL 燒杯中，依次加入無水乙醇，稀釋至10，20，40，50，60，80，100 μg/mL。用紫外分光光度計(jì)測(cè)其吸光度，繪制濃度與吸光度的標(biāo)準(zhǔn)曲線，線性回歸，得方程Y =0.068 53X +0.004 8，R2=0.985 41。

1.3.2 樣品分析 大豆提取物清液經(jīng)離心后，對(duì)液體進(jìn)行紫外檢測(cè)，在最大吸收波長295 nm 下測(cè)吸光度，按圖1 的回歸方程測(cè)黃酮濃度，然后根據(jù)清液體積轉(zhuǎn)化為質(zhì)量，再由下式計(jì)算每100 g 大豆中生育酚的萃取量。

圖1 生育酚的標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.1 Standard curve of tocopherol

式中 η——萃取量，mg/100 g;

C1——生育酚的質(zhì)量，g;

C0——大豆粉質(zhì)量，g。

2 結(jié)果與討論

2.1 萃取時(shí)間對(duì)萃取量的影響

萃取溫度30 ℃，萃取功率300 W，萃取時(shí)間對(duì)萃取量的影響見圖2。

圖2 萃取時(shí)間對(duì)生育酚萃取量的影響Fig.2 Effect of the extraction time on the extraction amount of tocopherol

由圖2 可知，隨萃取時(shí)間增加，萃取量呈增加趨勢(shì)，最佳萃取時(shí)間為10 min，10 min 之后，萃取量略有下降趨勢(shì)。10 min 之前，微波裝置對(duì)生育酚處于一個(gè)萃取的過程，萃取量隨著時(shí)間而上升，10 min 萃取已經(jīng)基本完成，再增加萃取時(shí)間，微波可能會(huì)破壞生育酚的內(nèi)部構(gòu)造，萃取量不會(huì)上升，并且無水乙醇容易揮發(fā)，時(shí)間越長，揮發(fā)的就越多，造成一定的損失。所以，最佳的萃取時(shí)間為10 min。

2.2 萃取溫度對(duì)萃取量的影響

萃取時(shí)間10 min，萃取功率300 W，萃取溫度對(duì)萃取量的影響見圖3。

由圖3 可知，萃取量隨著萃取溫度的升高先上升后下降，這是因?yàn)闇囟鹊纳?，一開始有利于大豆細(xì)胞壁的破裂，有利于萃取，但是溫度繼續(xù)升高，對(duì)微波萃取起到的作用就不明顯，更高的溫度會(huì)破壞生育酚的內(nèi)部構(gòu)造，而且較高的溫度會(huì)加快無水乙醇的揮發(fā)，對(duì)萃取帶來負(fù)面影響，生育酚在高溫下會(huì)加速氧化，失去其天然功效，所以萃取溫度40 ℃比較合適。

圖3 萃取溫度對(duì)生育酚萃取量的影響Fig.3 Effect of the extraction temperature on the extraction amount of tocopherol

2.3 萃取功率對(duì)萃取量的影響

萃取時(shí)間10 min，萃取溫度40 ℃，萃取功率對(duì)萃取量的影響見圖4。

圖4 萃取功率對(duì)生育酚萃取量的影響Fig.4 Effect of the extraction of power on the extraction amount of tocopherol

由圖4 可知，萃取量隨著萃取功率的增大而上升，400 W 時(shí)達(dá)到最高。400 W 之后，萃取量有所下降。最佳萃取功率為400 W。這可能由于低微波功率條件下萃取溫度低，細(xì)胞壁的破碎程度有限，有效成分難以溶出;而過高的微波功率，可能會(huì)使生育酚的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變而影響萃取量。

2.4 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

在以上單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，對(duì)萃取時(shí)間、萃取溫度、萃取功率進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化。每次實(shí)驗(yàn)平行3次，結(jié)果見表1。

由表1 可知，正交實(shí)驗(yàn)得到微波萃取生育酚的最優(yōu)工藝條件為A2B2C2，即萃取溫度40 ℃，萃取時(shí)間10 min，萃取功率400 W。3 個(gè)因素影響大小的順序依次為萃取溫度＞萃取時(shí)間＞萃取功率，影響最大的是溫度。

為了驗(yàn)證最優(yōu)組合的正確性，在最佳萃取組合條件下重復(fù)實(shí)驗(yàn)3 次，結(jié)果見表2。

表1 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 1 The results of orthogonal test

表2 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 2 The validation of the orthogonal test

由表2 可知，平均萃取量為7.9 mg/100 g，說明了優(yōu)化實(shí)驗(yàn)的合理性。

3 結(jié)論

微波輔助無水乙醇萃取大豆中生育酚的最佳工藝參數(shù)為:料液比1∶10(g/mL)，萃取溫度40 ℃，萃取時(shí)間10 min，萃取功率400 W。在此條件下，生育酚的萃取量可達(dá)7.9 mg/100 g，有望代替固-液提取的傳統(tǒng)工藝應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。

［1］ 駱健美，張敏卿，盧學(xué)英.微波萃取技術(shù)及其應(yīng)用［J］.化工進(jìn)展，2001(12):40-50.

［2］ Kimberly Kline，Karla A Lawson，Yu Weiping，et al.Vitamin E and cancer［J］.Vitamin Eand Cancer，2007，76:435-461.

［3］ 張衛(wèi)強(qiáng)，鄧宇.微波輻射技術(shù)在天然物活性成分萃取中的應(yīng)用［J］.化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù)，2011，22(6):1-2.

［4］ 張永娟，劉琳，池帛洋，等.土壤環(huán)境中硝基苯的微波萃-氣相色譜法檢測(cè)技術(shù)的研究［J］.環(huán)境科學(xué)與管理，2010，35(4):138-140.

［5］ 尤新.天然維生素E 的功能和開發(fā)前景［J］.食品工業(yè)科技，2000，21(4):5-6.

［6］ Sarah A Collier，Marilyn L Browne，Sonja A Rasmussen，et al.Maternal caffeine intake during pregnancy and orofacial clefts［J］.Clinical and Molecular Teratology，2009，85:842-849.

［7］ 韓增玉，張德華，寧平.微波萃取天然活性物組分［J］.云南化工學(xué)報(bào)，2008，35(5):1-4.

［8］ 唐永良.微波萃取技術(shù)概述［J］.貴州化工，2004，29(4):1-10.