王永仕,陳燕萌,韋慶靈
(1.來賓市檢驗檢測中心,廣西來賓 546100;2.廣西科技師范學院,廣西來賓 546100)
山竹是東南亞熱帶水果,受到很多人的喜愛。山竹的果實含有豐富的營養(yǎng)物質,可為人體提供多種維生素、脂肪酸以及糖類。山竹果皮為不可食用部分,一般被視為農業(yè)廢棄物。近年來,人們逐漸發(fā)現(xiàn)山竹果皮的功效和價值,若能將山竹果皮中的各種有效成分提取并加以利用,就能研發(fā)出更多優(yōu)質的新產(chǎn)品,如山竹果的研發(fā)利用中,于立梅[1]研究了山竹果酒的發(fā)酵過程中各物質的變化情況,闡述了果酒發(fā)酵過程中黃酮、多酚和糖的含量動態(tài)變化,研究比較了帶殼山竹果酒發(fā)酵與不帶殼山竹果酒發(fā)酵的黃酮含量在發(fā)酵中的動態(tài)變化,得出帶殼山竹果酒中的黃酮含量在發(fā)酵結束后遠高于不帶殼山竹果酒的黃酮含量,證明了山竹果皮在食品研發(fā)中的價值。
山竹又稱山竺、莽吉柿、鳳果、山竹子、倒捻子,被子植物門、藤黃科、藤黃屬常綠喬木山竹的果實,盛產(chǎn)于我國廣東省、廣西、福建省和海南省[2-5]。其果皮含有豐富的花色苷、黃酮、多酚、氧雜蒽酮和有機酸等化合物,從山竹中分離的化學成分約有114種,具有較高的藥用價值,被廣泛應用于腹痛、腹瀉、痢疾、化膿、感染性創(chuàng)傷腫瘤、感染性創(chuàng)傷、慢性潰瘍和淋病等疾病的治療[6]。本試驗以山竹果皮為研究對象,以乙醇為提取溶劑,采用正交試驗優(yōu)化山竹果皮總黃酮的醇提法提取工藝,確定最佳的提取工藝條件。
山竹果皮(超市購買);無水乙醇(分析純,成都市科隆化學品有限公司);蘆?。兌取?8%,安徽酷爾生物工程有限公司);氫氧化鈉(優(yōu)級純,天津市大茂化學試劑廠);硝酸鋁(分析純,廣東省臺山市化工廠);亞硝酸鈉(分析純,廣東省臺山市化工廠)。
分析天平(FA2004,深圳林濤儀器有限公司);電熱鼓風干燥箱(GZX-GF101-3-BS,上海躍進);紫外可見分光光度計(UV-26000,日本島津);粉碎機(FW177-高速萬能型,Taisite/泰斯特);恒溫水浴鍋(LB801-2,江蘇省金壇市醫(yī)療);離心機(H1850型,長沙湘儀離心機儀器有限公司)。
1.3.1 樣品制備
將新鮮的山竹果皮洗干凈后放入電熱鼓風干燥箱內,設置溫度為60 ℃進行烘干,烘干后將山竹果皮置于粉碎機內粉碎,過60目篩,保存?zhèn)溆谩?/p>
1.3.2 總黃酮的提取
準確稱取0.10 g已處理的山竹果皮粉末于錐形瓶中,分別加入不同體積、不同濃度的乙醇溶液,蓋上橡膠塞,設置溫度梯度、時間梯度進行浸泡靜置處理,每隔10 min搖勻一次,獲得黃酮粗提取液。吸取上清液于離心管中5 000 r·min-1離心15 min,取0.5 mL上清液于25 mL容量瓶中,加入2 mL 5%的NaNO2溶液,搖勻,放置5 min后加入2 mL 10%的Al(NO3)3溶液,搖勻,靜置6 min后加入10 mL 1 mol·L-1的NaOH溶液,搖勻,用30%乙醇溶液定容至刻度,搖勻,靜置10 min,得到黃酮提取液。
1.3.3 單因素試驗
(1)設置不同的提取料液比([1∶70(g∶mL)、1∶80(g∶mL)、1∶90(g∶mL)、1∶100(g∶mL)和1∶110(g∶mL)],加入濃度為60%的乙醇溶液,在50 ℃恒溫水浴加熱下提取30 min,研究料液比對黃酮提取率的影響。
(2)固定優(yōu)化后的料液比,加入60%的乙醇溶液,在50 ℃恒溫水浴加熱下分別提取10 min、20 min、30 min、40 min和50 min,研究提取時間對黃酮提取率的影響。
(3)固定優(yōu)化后的料液比,加入濃度分別為40%、50%、60%、70%和80%的乙醇溶液,50 ℃恒溫水浴加熱,固定優(yōu)化后的提取時間,研究乙醇濃度對黃酮提取率的影響。
(4)固定優(yōu)化后的料液比、乙醇濃度、提取時間,分別在50 ℃、60 ℃、70 ℃、80 ℃和90 ℃的恒溫水浴鍋中加熱提取,研究提取溫度對黃酮提取率的影響。
1.3.4 正交試驗
根據(jù)單因素試驗結果,對料液比(A)、提取時間(B)、提取溫度(C)、乙醇濃度(D)4個因素進行進一步的探究,選用L9(34)正交試驗表進行試驗,正交試驗因素及水平見表1。
表1 正交試驗因素及水平
2.1.1 最佳提取料液比的確定
由表2可知,料液比為1∶70(g∶mL)時,黃酮的提取率較低,當乙醇用量逐漸增加,黃酮的溶出量逐漸增加,提取率隨之升高;當料液比為1∶90(g∶mL)時,黃酮提取率最高,此后繼續(xù)增加乙醇用量,黃酮的提取率反而下降。因此,最佳提取料液比為1∶90。
表2 不同提取料液比對黃酮提取率的影響
2.1.2 最佳提取時間的確定
由表3可知,黃酮提取率隨提取時間的延長呈先升高后降低的趨勢。提取時間為30 min時,黃酮提取率最高,繼續(xù)延長提取時間,黃酮提取率反而下降,原因是提取時間過短時黃酮未全部溶出到提取液中,提取時間過長時提取液溶質乙醇的揮發(fā)量增加,導致乙醇濃度下降使得原來已溶出的黃酮重新析出,黃酮提取率下降。因此,最佳提取時間為30 min。
表3 不同提取時間對黃酮提取率的影響
2.1.3 最佳乙醇濃度的確定
由表4可知,黃酮提取率隨乙醇濃度的升高呈先升高后降低的趨勢。乙醇濃度為60%時,黃酮提取率最高,此后繼續(xù)提高乙醇濃度,總黃酮的提取率急劇下降。導致總黃酮提取率下降的原因可能是乙醇體積分數(shù)過高時,會溶出醇溶性的雜質脂類物質,從而影響了黃酮的提取率。因此,提取黃酮的最佳乙醇濃度為60%。
表4 不同乙醇濃度對黃酮提取率的影響
2.1.4 最佳提取溫度的確定
由表5可知,黃酮提取率隨提取溫度的升高呈先升高后降低的趨勢。提取溫度為70 ℃時,黃酮提取率最高,提取溫度超過70 ℃后,黃酮提取率迅速下降,原因可能是乙醇沸點為78.5 ℃,提取溫度超過提取劑沸點后,乙醇迅速蒸發(fā),使得提取液中的乙醇濃度降低,山竹果皮中的黃酮無法溶出,或者已經(jīng)溶出了的黃酮在乙醇濃度下降后,重新從提取液中析出,導致提取液中黃酮的量減少,黃酮提取率下降。因此,最佳提取溫度為70 ℃。
表5 不同提取溫度對黃酮提取率的影響
正交試驗結果見表6。由R值可知,對山竹果皮中總黃酮提取率影響的主次因素關系為C(提取溫度)>D(乙醇濃度)>B(提取時間)>A(料液比)。根據(jù)k值得最優(yōu)組合為A2B1C1D1,根據(jù)黃酮提取率指標最優(yōu)組合為A3B3C2D1。對A2B1C1D1組合進行驗證試驗,測定3組平行試驗,平均黃酮提取率為9.05%,高于A3B3C2D1組合。因此,確定乙醇提取法的最佳提取方案為乙醇濃度50%、提取溫度60 ℃、提取時間20 min、提取料液比1∶90(g∶mL)。
表6 正交試驗結果
本文以山竹果皮為原料,設計單因素試驗和正交試驗考察提取時間、提取溫度、料液比、乙醇濃度對山竹果皮總黃酮提取率的影響。實驗結果表明,乙醇提取法的最佳提取方案為乙醇濃度50%、提取溫度60 ℃、提取時間20 min、提取料液比1∶90(g∶mL),得到山竹果皮中黃酮的提取率為9.05%。