◎ 劉瑞霞,李翔輝,馮青松
(1.漯河食品職業(yè)學院,河南 漯河 462300;2.河南省興霖農業(yè)發(fā)展有限公司,河南 信陽 465350)
青錢柳(Cyclocarya paliurus),由于果實類似銅錢,又名搖錢樹,屬于胡桃科青錢柳屬植物,主要分布在江西、江蘇、浙江和貴州等中國南部省份,全世界范圍內只有中國境內存在青錢柳,屬于國家重點保護植物之一[1]。其葉片中含多糖、黃酮、礦物質、有機酸、皂苷、三萜類和生物堿等有益成分[2-3],具有抗氧化、降低血糖、降血壓以及調節(jié)學習記憶能力等多種功效[4]。2013年,青錢柳被納入新食品原料進行管理,這為青錢柳的開發(fā)利用提供了有利條件。目前青錢柳產品主要以干制青錢柳葉為主,雖然青錢柳有多種功效,但是其深加工技術還有待進一步提高。為了探索大別山產青錢柳總黃酮提取工藝,本試驗采用乙醇回流對大別山產青錢柳總黃酮提取率進行探討,通過單因素試驗和正交試驗,探究最佳提取工藝條件,為今后大別山產青錢柳深加工提供一定參考。
青錢柳(河南省興霖農業(yè)發(fā)展有限公司)。蘆丁標準品、亞硝酸鈉、氫氧化鈉、無水乙醇和硝酸鋁均為分析純,購于國藥集團化學試劑有限公司。
紫外分光光度計(UV-9000S,上海元析儀器有限公司);電子天平(FA1204N,上海菁海儀器有限公司);恒溫水浴鍋(HH-4,江蘇中大儀器科技有限公司)。
1.3.1 蘆丁標準曲線的繪制
參考蔣南洋等[5]文獻中蘆丁標準曲線繪制方法進行繪制。
1.3.2 樣品前處理
取新鮮青錢柳葉子,蒸餾水清洗,置于50 ℃烘箱中干燥,經粉碎后過40 目篩,得干粉備用。稱取100 g 干粉樣品,取500 mL 乙醚,對干粉樣品冷凝回流24 h,脫去脂肪、色素等干擾物質,過濾后用少量乙醚清洗樣品,通風櫥中自然散去多余乙醚,再將樣品移入恒溫干燥箱中,于100 ~105 ℃下干燥2.0 h,備用。
1.3.3 總黃酮的提取
參考總黃酮提取相關文獻,確定總黃酮提取方法[6-7]。精確稱取20 g 上述脫脂樣品,采用乙醇回流法提取總黃酮,提取大別山產青錢柳中的總黃酮。
(1)單因素試驗設計。提取大別山產青錢柳中的總黃酮的試驗條件見表1。
表1 單因素試驗條件表
(2)正交試驗設計。在以上單因素試驗的基礎上進行正交試驗,采用4 因素3 水平試驗設計,以A、B、C、D為因素,以總黃酮提取率為考察指標,具體因素水平見表2。
表2 正交試驗因素水平表
1.3.4 總黃酮的測定
收集各回流提取液,濃縮后稀釋至250 mL,取一只10 mL 比色管,用移液槍精密量取1.0 mL 稀釋液置于其中,取0.3 mL 5% NaNO2溶液加入比色管,搖勻,放置8 min,取0.3 mL 10% Al(NO3)3溶液加入比色管,搖勻,放置8 min,再加4% NaOH 溶液4 mL,加蒸餾水稀釋至刻度后,搖勻等待15 min,以試劑空白做對照實驗測定吸光度。
1.3.5 總黃酮含量的計算
根據(jù)蘆丁標準曲線,求出待測液中總黃酮含量(以蘆丁計),樣品青錢柳中總黃酮含量按公式(1)計算。
式中:X為樣品中總黃酮含量(以蘆丁計),%;m為樣品質量,g;m1為測定用樣品溶液總黃酮的量,mg;V1為測定用樣品溶液體積,mL;V為樣品處理液總體積,mL。
在其他試驗條件固定的情況下,研究乙醇體積分數(shù)變化對提取率的影響,結果見圖1。隨著乙醇體積分數(shù)增加,總黃酮提取率逐漸增大,當乙醇體積分數(shù)超過75%時,總黃酮提取率變化趨勢趨于平緩。董安強等[8]研究青錢柳黃酮提取中有類似結果,即乙醇體積分數(shù)在75%左右時,提取率趨于穩(wěn)定,這可能是因為青錢柳中黃酮類化合物的極性與75%乙醇的極性接近。因此,選擇75%乙醇作為青錢柳黃酮提取中合適的乙醇體積分數(shù)。
圖1 乙醇體積分數(shù)對總黃酮提取率的影響圖
在其他試驗條件固定的情況下,研究提取率與提取溫度之間的關系,結果見圖2。隨著提取溫度的升高,總黃酮提取率呈逐漸增大的趨勢,當提取溫度為70 ℃時,提取率最高,但當溫度高于70 ℃時,提取率又呈現(xiàn)出下降趨勢。這可能是因為提取溫度在40 ~70 ℃時,隨著溫度升高細胞壁破壞程度加劇,造成更多的黃酮溶出,但超過70 ℃之后,黃酮受熱導致結構發(fā)生變化,從而總黃酮提取率降低。綜合考慮,選擇提取溫度70 ℃作為提取青錢柳黃酮的合適溫度。
圖2 提取溫度對總黃酮提取率的影響圖
在其他試驗條件固定的情況下,研究提取時間對總黃酮提取率的影響,結果見圖3。在2.0 h 以內,隨著提取時間的延長,總黃酮提取率明顯升高,當提取時間大于2.0 h 時,總黃酮提取率的增長趨勢較為平緩。提取過程中的能源消耗是必須考慮的因素,延長提取時間時,提取成本也會增加,綜合考慮提取效率和提取成本,選擇2.0 h 作為提取青錢柳黃酮的合適時間。
圖3 提取時間對總黃酮提取率的影響圖
在其他試驗條件固定的情況下,研究料液比對總黃酮提取率的影響,結果見圖4??傸S酮提取率隨著提取溶劑含量的增加而增大,當料液比達到1 ∶15 時,提取率基本達到最大,此時繼續(xù)增加提取溶劑的含量,提取率基本不會發(fā)生變化,這可能是由總黃酮的充分溶出造成的。因此,選擇料液比1 ∶15 為提取青錢柳黃酮合適的料液比。
圖4 料液比對總黃酮提取率的影響圖
由于不同因素在提取過程中會相互影響,為進一步研究不同單因素在青錢柳黃酮提取過程中的相互作用,對提取條件在單因素基礎上進行進一步優(yōu)化,結果如表3 所示。
影響大別山產青錢柳總黃酮提取率因素的主次順序為B>D>A>C,由k值分析可知,大別山產青錢柳總黃酮的最佳提取條件為A2B2C3D3,9 組正交試驗設計未包含上述工藝參數(shù)組合,因此對該組合進行驗證性試驗,測得大別山產青錢柳總黃酮提取率為2.39%。因此,乙醇體積分數(shù)75%、提取溫度70 ℃,的提取時間2.5 h、料液比1 ∶20 為大別山產青錢柳總黃酮的最佳提取條件。
本試驗采用乙醇回流法提取河南大別山地區(qū)青錢柳中黃酮,考察了乙醇體積分數(shù)、提取溫度、提取時間和料液比對提取率的影響,利用正交試驗優(yōu)化工藝條件,得到了最佳提取參數(shù)組合,在此工藝條件下大別山產青錢柳總黃酮的提取率為2.39%。本試驗僅對總黃酮的提取條件進行了初步研究,下一步計劃通過研究多種提取方法的工藝條件,進一步比較不同方法對提取率的影響,在充分考慮成本與產出的基礎上,找到總黃酮的最優(yōu)提取方案與工藝條件,為青錢柳深加工、開發(fā)利用提供更多的理論基礎。