王廣慧

（黑龍江省綏化學(xué)院食品與制藥工程學(xué)院，黑龍江綏化152061）

微波輔助高壓法提取金針菇黃酮條件的優(yōu)化

王廣慧

（黑龍江省綏化學(xué)院食品與制藥工程學(xué)院，黑龍江綏化152061）

為了獲得更高的金針菇黃酮得率，探討微波輔助高壓法提取金針菇黃酮的最適工藝條件。通過(guò)單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)，對(duì)固液比、微波功率、微波處理時(shí)間、高壓時(shí)間及高壓溫度對(duì)黃酮得率的影響進(jìn)行研究，并以金針菇黃酮得率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，優(yōu)化提取工藝。試驗(yàn)結(jié)果表明，微波輔助高壓法提取金針菇黃酮的最優(yōu)條件是：固液比為1∶50（g/mL），微波功率為640 W，微波處理時(shí)間為5 min，高壓溫度為115℃，高壓時(shí)間為40 min。以上述條件從金針菇中提取黃酮，得率可至11.85%。

金針菇；黃酮；微波；高壓；提取

金針菇[Flammulina velutiper（Fr.）Sing]中富含多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，其中的黃酮類(lèi)化合物具有消除疲勞、保護(hù)心腦血管、預(yù)防動(dòng)脈硬化、疏通微循環(huán)、抗衰老以及活化大腦和其它臟器細(xì)胞的功效，且毒副作用很小[1]，既可作為保健食品，也可開(kāi)發(fā)為動(dòng)物飼料添加劑。因此，金針菇黃酮的應(yīng)用前景十分廣闊，發(fā)掘出一種既有效又簡(jiǎn)單易行的金針菇黃酮提取方法具有一定的意義。曾有學(xué)者探討過(guò)金針菇黃酮的提取工藝問(wèn)題[2-3]，但獲得的提取率較低。本文采用微波輔助高壓法從金針菇中提取黃酮，其中的高壓提取技術(shù)是本課題組研發(fā)出來(lái)的有效提取食用菌中生物活性物質(zhì)的方法，目前已成功用于黑木耳多糖、香菇多糖及金針菇中總黃酮的提取[4-6]。由于微波輔助高壓法集微波提取法和高壓提取法的優(yōu)點(diǎn)于一體，可獲得較高的提取率，為開(kāi)發(fā)金針菇黃酮資源提供了重要參考。

1 材料與儀器

1.1 材料與試劑

金針菇由綏化學(xué)院微生物實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)所得；試驗(yàn)所用硝酸鋁、亞硝酸鈉等化學(xué)試劑購(gòu)于天津市津東天正精細(xì)化學(xué)試劑廠，均為國(guó)產(chǎn)分析純。

1.2 主要儀器

TDL-5A型離心機(jī)：金壇市新航儀器廠；JK-G-500B2型高速粉碎機(jī)：上海精科儀器公司；EG823LCNS型微波爐：佛山市美的微波電器制造有限公司；752型分光光度計(jì)：上海光學(xué)儀器廠；BL-50A型立式壓力蒸汽滅菌器：上海博訊實(shí)業(yè)有限公司。

2 方法

2.1 檢測(cè)方法

線(xiàn)性回歸方程的獲取[6]：在堿性條件下，黃酮類(lèi)物質(zhì)會(huì)與鋁鹽相絡(luò)合。此絡(luò)合物在510 nm處表現(xiàn)出特征性的光吸收峰，其吸光值與黃酮的濃度呈正相關(guān)。以蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品為對(duì)照，依次加入5%的NaNO2溶液0.30 mL，10%的Al（NO3）3溶液0.30 mL，4%的NaOH溶液4.00 mL。

金針菇黃酮得率/%=提取液中黃酮含量/金針菇質(zhì)量×100

2.2 微波輔助高壓法提取金針菇黃酮的具體操作方法

將金針菇中的雜質(zhì)清除干凈，置于50℃烘箱中干燥至恒重，用高速粉碎機(jī)將其制成干粉并過(guò)80目篩。稱(chēng)取每份為3.0 g的金針菇粉若干份，放于燒杯中，按試驗(yàn)設(shè)計(jì)要求加入一定體積的蒸餾水，先用微波爐處理，然后置于立式壓力蒸汽滅菌器中浸提。將提取液離心后所獲上清蒸發(fā)濃縮后用3倍體積的95%乙醇于4℃冰箱中沉淀過(guò)夜。沉淀中的多糖等雜質(zhì)可通過(guò)離心清除。按照2.1法測(cè)出提取液中黃酮含量并計(jì)算出黃酮得率。重復(fù)3次。

2.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案

2.3.1 單因素試驗(yàn)方案

2.3.1.1 固液比影響的試驗(yàn)設(shè)計(jì)

按照固液比1∶40、1∶50、1∶60、1∶70、1∶80（g/mL）分別在5份金針菇粉中加入蒸餾水，先微波輻射5 min（微波功率為400 W），再在108℃下高壓提取40 min。提取后的處理方法同2.2。

2.3.1.2 微波功率影響的試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在最佳固液比下，將金針菇粉分別在功率80、240、400、640、800 W下微波處理5 min，再在108℃下高壓熱水浸提40 min，提取后測(cè)定黃酮得率。

2.3.1.3 微波輻射時(shí)間影響的試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在最佳固液比、最適微波功率的條件下將金針菇粉分別用微波處理2、3、4、5、6 min，再在108℃下高壓熱水浸提40 min，提取后測(cè)定黃酮得率。

2.3.1.4 高壓溫度影響的試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在最佳固液比、最適微波功率、最佳微波輻射時(shí)間的條件下，將金針菇粉分別在75、90、108、115、121℃條件下處理40 min，提取后測(cè)定黃酮得率。

2.3.1.5 高壓時(shí)間影響的試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在以上影響因素都取最佳值的條件下，將金針菇粉分別按照高壓時(shí)間30、40、50、60、70 min進(jìn)行處理并測(cè)定黃酮得率。

2.3.2 正交試驗(yàn)方案

基于單因素試驗(yàn)數(shù)據(jù)，選取對(duì)金針菇黃酮得率影響較大的因素和水平進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，以?xún)?yōu)化出提取金針菇黃酮的最適條件。

3 結(jié)果與分析

3.1 線(xiàn)性回歸方程的獲取

按照2.1所述方法進(jìn)行試驗(yàn)操作，得到線(xiàn)性回歸方程為：y=0.375 9x+0.019 6，R2=0.997 9，其中y為光吸收值；x為蘆?。S酮）含量，mg/mL。

3.2 微波輔助高壓法提取金針菇黃酮的試驗(yàn)結(jié)果

3.2.1 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)的結(jié)果

3.2.1.1 固液比影響的試驗(yàn)結(jié)果

按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)所獲得的數(shù)據(jù)結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1 固液比對(duì)金針菇黃酮得率的影響Fig.1 Effect of solid-liquid ratio on the yield of flavone from Flammulina velutipes

由圖1可知，黃酮得率在固液比為1∶50（g/mL）時(shí)達(dá)到最高點(diǎn)，為9.47%，可見(jiàn)太高或太低的固液比都不宜于黃酮的溶出，而且過(guò)高的固液比還會(huì)增加后續(xù)濃縮試驗(yàn)的難度，所以選擇1∶50（g/mL）為金針菇黃酮提取的最佳固液比。

3.2.1.2 微波功率影響的試驗(yàn)結(jié)果

以1∶50（g/mL）為最佳固液比，改變微波功率，所得黃酮得率如圖2所示。

圖2 微波功率對(duì)金針菇黃酮得率的影響Fig.2 Effect of microwave power on the yield of flavone from Flammulina velutipes

由圖2可知，微波功率為640 W時(shí)金針菇黃酮的得率10.47%高于其它水平下的得率，因此選擇640 W為最適微波功率。

3.2.1.3 微波處理時(shí)間影響的試驗(yàn)結(jié)果

取5份金針菇粉，在固液比1∶50（g/mL）、最適微波功率640 W的條件下分別進(jìn)行微波處理2、3、4、5、6 min，然后在108℃下高壓處理40 min，得到的黃酮得率數(shù)據(jù)結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3 微波處理時(shí)間對(duì)金針菇黃酮得率的影響Fig.3 Effect of microwave processing time on the yield of flavone from Flammulina velutipes

由圖3可知，微波處理時(shí)間為5 min時(shí)獲得的黃酮得率最高，為10.47%。分析其原因可能是微波作用時(shí)間太短時(shí)不能使黃酮類(lèi)物質(zhì)充分溶出，而微波作用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)所產(chǎn)生的大量能量則會(huì)對(duì)黃酮的結(jié)構(gòu)起到破壞作用。

3.2.1.4 高壓浸提溫度影響的試驗(yàn)結(jié)果

在固液比1∶50（g/mL）、微波功率640 W、微波處理時(shí)間5 min的條件下，分別設(shè)置5個(gè)不同的高壓熱水浸提溫度，所得黃酮得率如圖4所示。

圖4 高壓浸提溫度對(duì)金針菇黃酮得率的影響Fig.4 Effect of high-pressure extraction temperature on the extraction rate of flavone from Flammulina velutipes

由圖4可知，高壓處理溫度為115℃時(shí)黃酮得率最高，為11.85%。分析其原因可能是高壓浸提溫度過(guò)低時(shí)金針菇細(xì)胞沒(méi)有完全被解體，黃酮類(lèi)物質(zhì)不能與溶媒充分接觸而不利于其釋放，而高壓浸提溫度過(guò)高則會(huì)破壞活性黃酮的分子結(jié)構(gòu)，從而降低其得率。

3.2.1.5 高壓浸提時(shí)間影響的試驗(yàn)結(jié)果

在固液比1∶50（g/mL）、最適微波功率640 W、最佳微波處理時(shí)間5 min及最佳高壓浸提溫度115℃的條件下，分別設(shè)置高壓浸提時(shí)間為30、40、50、60、70 min，測(cè)定黃酮得率。得到的數(shù)據(jù)結(jié)果見(jiàn)圖5。

圖5 高壓浸提時(shí)間對(duì)金針菇黃酮得率的影響Fig.5 Effect of high-pressure extraction time on the extraction rate of flavone from Flammulina velutipes

由圖5可知，高壓浸提時(shí)間為40 min時(shí)黃酮的得率11.85%為最高，因此選擇40 min為最適的高壓處理時(shí)間。分析原因可能是高壓時(shí)間太短會(huì)導(dǎo)致金針菇細(xì)胞不能完全被破壞，從而使黃酮類(lèi)物質(zhì)釋放不完全，而高壓時(shí)間太長(zhǎng)則會(huì)破壞黃酮的結(jié)構(gòu)，降低活性黃酮的得率。

3.2.2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的結(jié)果

基于單因素試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)L9（34）正交試驗(yàn)，設(shè)計(jì)方案見(jiàn)表1，其中固液比取1∶50（g/mL）。正交試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

表1 正交試驗(yàn)因素水平表L9（34）Table 1 The factors and levels of the orthogonal test L9（34）

表2 正交試驗(yàn)結(jié)果Table 2 The result of the orthogonal test

由表2可知，各因素對(duì)黃酮得率的影響依次為C（高壓浸提溫度）＞D（高壓浸提時(shí)間）＞B（微波處理時(shí)間）＞A（微波功率），由此確定提取金針菇黃酮的最優(yōu)條件為C2D2B2A2，即：高壓處理溫度為115℃，高壓處理時(shí)間為40 min，微波處理時(shí)間為5 min，微波功率為640 W。在此條件下做驗(yàn)證試驗(yàn)，得到金針菇總黃酮得率為11.85%。

4 結(jié)論

本文通過(guò)單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)對(duì)微波輔助高壓法提取金針菇黃酮的工藝進(jìn)行了優(yōu)化研究。研究結(jié)果顯示，此法對(duì)金針菇黃酮的提取效果較好，得率較高。分析其原因可能是：一方面，微波輔助浸提技術(shù)是利用微波輻射所產(chǎn)生的熱效應(yīng)、攪動(dòng)效應(yīng)甚至生物效應(yīng)來(lái)促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)在溶劑中的擴(kuò)散[7]，從而可以大大提高細(xì)胞內(nèi)活性成分釋放的速率；另一方面，高溫高壓作用能解體細(xì)胞，使被提取物質(zhì)充分溶出[6]。由本試驗(yàn)結(jié)果可知，微波輔助高壓法提取金針菇黃酮的最適條件是：固液比為1∶50（g/mL），微波功率為640 W，微波處理時(shí)間為5 min，高壓溫度為115℃，高壓時(shí)間為40 min。以上述條件從金針菇中提取黃酮，得率可至11.85%。

[1]侯波,鄭淑彥,邰麗梅,等.金針菇營(yíng)養(yǎng)保健功能及食品加工研究現(xiàn)狀[J].食品研究與開(kāi)發(fā),2013,34(12):122－126

[2]方玉梅,譚萍,王毅紅,等.金針菇黃酮類(lèi)化合物清除DPPH自由基活性[J].食品研究與開(kāi)發(fā),2012,33(7):8－10

[3]方玉梅,張春生,譚萍,等.金針菇黃酮類(lèi)化合物的抗氧化性作用[J].食品研究與開(kāi)發(fā),2012,33(3):15－18

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[5]王廣慧,戴明,魏雅冬.香菇多糖的提取工藝研究[J].食品科技, 2013,38(1):192－194

[6]王廣慧,魏雅冬,于德涵.高壓熱水浸提法提取金針菇黃酮的優(yōu)化研究[J].食品科技,2015,40(3):241－244

[7]陳源.響應(yīng)面法優(yōu)化微波提取茂谷橘橙皮總黃酮工藝[J].中國(guó)食品學(xué)報(bào),2013,4(4):30－35

Optimization of High Pressure Microwave-assisted Extraction of Flavone from Flammulina velutiper（Fr.）Sing

WANG Guang-hui
（College of Food and Pharmaceutical Engineering，Suihua University，Suihua 152061，Heilongjiang，China）

In order to obtain a higher yield of flavone from Flammulina velutiper，a high pressure microwaveassisted extraction method was developed.The extraction conditions were optimized through the single factor and orthogonal tests.The effects of solid-liquid ratio，microwave power，microwave processing time，high-pressure extraction time and high-pressure extraction temperature on the extr action yield of flavone were investigated. The experimental results showed that the optimal condition was solid-liquid ratio of 1∶50（g/mL），microwave power of 640 W，microwave processing time of 5 min，high-pressure extraction temperature of 115℃ and high-pressure extraction time of 40 min.Under these conditions，the extraction yield of flavone from Flammulina velutipe was 11.85%.

Flammulina velutiper（Fr.）Sing；flavone；microwave；high-pressure；extraction

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.08.010

2016－07－19

王廣慧（1973—），女（漢），副教授，碩士，研究方向：生物活性物質(zhì)提取的研究。