菠萝皮中黄酮类物质的提取

1、菠萝皮中黄酮类物质的提取 负责人 石建雯 组员 指导老师 王丽潘燕华李芳芳 王芳 菠萝皮中黄酮类物质的提取 石建雯 王丽 潘燕华 李芳芳 浙江师范大学行知学院生技052班 指导老师：王芳 摘要：采用浸提法，对菠萝皮黄酮类物质的提取进行研究，以固液比、 提取温度、乙醇浓度、提取时间为主要考察因子，通过正交试验，确泄影响 最大的单因子因素是提取温度，其次是乙醇浓度，黄酮类物质的最佳提取条 件是：固液比为1： 40,提取溶剂为80$的乙醇，提取温度为80C,提取时 间为1. 5ho在此条件下渡萝皮中提取的黄酮类物质得率为11.23mg/g6同时 比较了索氏提取法，浸提法的得率是其的2. 56倍。 关

2、键字：菠萝皮黄酮类物质提取 Extraction of Flavonoids from Pineapple Peel Shi Jianwen Wang Li Pan Yanhua Li Fangfang (College Of Xingzhi,Zhej iang Normal University,052 ) Director : Wang Fang Abstract:This paper studies the extract ion of pineapple peel flavonoids,leachingsolid-solut ionratio,extracting temperatur

3、e,alcohol concentration and extracting time are taken as the main factors Orthogonal experiment shows that the major factors affecting the content of total flavonoids were the extracting temperature and the alcohol concentration, the optimum extracting condition as:the solid-solution ratio of 1:40,t

4、he alcohol concentration of 80%,the extracting temperature of 80 C and the extracting t ime of 1 5 hours Under the optimum condition, the content of flavonoids i s 11.23mg/g.Compered with Soxhlet,the content of flavonoids i s 2 56t imes Key words:Pineapple peel Flavonoids Extraction 前言 菠萝，凤梨科，多年生草木，

5、性喜温暧，我国是菠萝十大主产国之一，主要分布在广 东、海南、广西、福建、云南等热区省。”菠萝英色香味及营养价值佳，据报道菠萝 皮渣含有的营养成分与果肉的基本成分相接近 C13o很长的时间内菠萝的加工产品主要是糖水菠萝罐头，在加工过程中有 50旷60%的菠萝皮未被利用，这些资源的浪费也给环境带来了压力。基于此， 对菠萝皮的研究也有初试成果，如渡萝皮发酵乳酸饮料的制作；菠萝果洒、 白兰地、果醋、果冻制造，产沼气、乙醇、柠椽酸，作为饲料：测泄菠萝 皮中总糖、总酸、酶活性；还有从菠萝皮中提取天然色素等但是，到 目前为止，国内对菠萝皮中的黄酮类物质的研究还未有报道。 黄酮类化合物(flavone)是广泛

6、存在于自然界的一大类化合物。到目前为 止已发现的黄酮类化合物己超过500 0多种TS9黄酮类物质对冠心病、心绞 痛、髙血脂、心血管疾病有很好的疗效C1 11：菊科、唇形科、芸香科的黄酮 类物质有抗病毒、抗肝毒、抗炎、抗过敏、抗血栓和末梢镇痛作用C1= 1311x516; 虎耳草科、马鞭草科的黄酮类物质除有抗菌作用外，还有醛糖还原酶抑制性 和抗恶性疟原虫性：1? 13 19：:豆科的黄酮类物质具有强的抗革兰氏阳性菌、金 黄色葡萄球菌、枯草芽抱杆菌和抗氧活性口I番茄枝科的黄酮类物质具有 细胞毒活性和明显的抗菌、抗炎活性：=3：，总的来说黄酮类化合物，具有 防治髙血压、血管硬化以及抗自由基、降低血淸

7、胆固醇等作用-本文对菠 萝皮中黄酮类物质的提取进行了研究，这既有利于对菠萝皮的综合利用以减 少资源浪费和减少环境压力，又拓宽了黄酮类物质的来源。 1. 材料和方法 1.1试验材料试剂 原料：市售新鲜菠萝皮，60C烘干，剪碎，贮于磨口瓶中备用 芦丁(AR)：上海鼎国生物技术有限公司 乙醇为分析纯试剂：杭州萧山化学试剂厂 业硝酸铝、三氯化铝、氢氧化钠、盐酸等均为分析纯试剂：上海精析化 工科技有限公司 1.2主要试验仪器 紫外可见分光广度计：上海精密科学仪器有限公司 JY1002电子天平：上海精密科学仪器有限公司 DHG-9140A型电热恒温鼓风干燥箱：上海一恒科技有限公司 全波长酶标仪：Therm

8、o HWS28型电热恒温水浴锅：上海一恒科技有限公司 1. 3 试验方法 1. 3. 1 菠萝皮中黄酮类物质含量的测肚方法 1. 3. 1. 1黄酮类物质的含量测定釆用NaN0=-Al(N03)9-Na0H分光光度法匕时 1.3. 1.2标准溶液的制备 精密称取105C干燥恒重的芦丁 0. 500g,用95%乙醇配制成lmg/ml的标 准品溶液，备用。 1. 3. 1. 3最大吸收波长的确立 精密吸取标准芦丁溶液0. 1、0.2、0.3ml,分别加水至3ml,加5%亚硝 酸钠0. 5ml,放置6min,加10$硝酸铝0. 5ml,混匀放置6min,加5%Na0H2. 5ml, 混匀放置15mi

9、n,蒸馅水左容至10ml,以不加标准芦丁溶液组作为空白，用 752紫外分光光度计在400-600nm每隔2nm测其吸光值。 1.3. 1.4芦丁标准曲线的制作 分别精密吸取标准芦丁溶液0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、 0.8、0.9、1.0ml,分别加水至3ml,加5%亚硝酸钠0.5ml,放置6min,加 10%硝酸铝0. 5ml,混匀放置6min,加5%Na0H2. 5ml,混匀放置15min,蒸懈 水泄容至10ml,作空白对照，用752紫外分光光度计在最大吸收波长处测吸 光值。 1.3. 1.5样品中黄酮类物质的测泄 取3ml样品于10ml的容量瓶中，加5%亚硝

10、酸钠0.5ml,混匀，放巻6min, 加10%硝酸铝0.5ml,混匀，放置6min,加5%氢氧化钠2. 5ml,混匀，放置15min, 蒸餾水定容至10ml。于490nm处测吸光值。同时取蒸馅水3ml,以相同的步 骤作为对照组。将测得的吸光值代入回归方程的黃酮类物质的含虽:，通过下 而公式计算样品中黄酗类物质的得率： 样品中黄酮类物质得率(mg/g) =(CXV)/W C :样品中黄酮类物质的浓度(mg/ml) V:提取液总体积(ml) W：称取的菠萝皮质量(g) 1.3.2 菠萝皮中黄酮类物质的提取工艺研究 1.3. 2.1 浸提法的研究 1.3.2. 1. 1 提取溶剂对黄酮类物质提取的影

11、响 取lg菠萝皮样品，以固液比1： 50,分别加入20%. 40%、60%、80%、95% 乙醇于80C浸提2h,过滤，泄容，测吸光值，比较、分析结果。(重复操作 三次。) 1.3. 2.1.2 固液比对提取黄酮类物质提取的影响 取lg菠萝皮样品，分别以固液比1： 10、1： 30、1： 50、1： 70加入75% 乙醇80C浸提2h,过滤，泄容，测吸光值，比较、分析结果。（重复操作三 次。） 1.3.2. 1.3 提取时间对黄酮类物质提取的影响 取1菠萝皮样品，以固液比1： 50、加入75%乙醇80C下分别浸提0.5h、 lh、2h、3h,过滤，泄容，测吸光值，比较、分析结果。（重复操作三次

12、。） 1. 3.2. 1.4 提取温度对黄酮类物质提取的影响 取lg菠萝皮样品，以固液比1： 50,加入75%乙醇分別于20C、40C、 60C、80C下浸提2h,过滤，泄容，测吸光值。（重复操作三次。） 1.3.2. 1.5 浸提法正交试验的研究 在单因子基础上，运用L,（3*）1E交试验，考察固液比、乙醇浓度、提取 时间、提取温度对提取结果的影响，以菠萝皮中黄酮类物质的得率为考察指 标，从而确泄黄酮类物质的最佳提取方案。 索氏提取法的研究 1.3. 2.2. 1 提取时间对黄酮类物质的研究 取lg菠萝皮样品，75%乙醇90C索氏提取5h、6h、7h、8h,过滤，定容， 测吸

13、光值。 2. 结果与分析 2. 1 菠萝皮黄酮类物质含量的测泄 2. 1. 1 最大波长的确定 黄酮类化合物在亚硝酸盐存在的碱性条件下与Al （N0,），形成稳泄的红 色配合物：乙醇提取物中的总黄酮含量测泄采用NaNO/Al （NO,）,比色法， 以芦丁为标样，在最大吸光值处测泄，计算提取物中的总黄酮含量。 结果（图1）表明，在400-600nm间，芦丁标准溶液在波长490nm （图1 箭头所示）处测得最大吸收值，且吸收范围较宽，所以选择吸收波长490nm 作为测泄波长来确泄桑叶黄酗的含量，以判断黄酮提取的最佳条件。 (图1不同浓度溶液的吸收光谱(n=2) 2. 1.2 芦丁标准曲线的绘制 配

14、制一系列不同浓度的芦丁标准溶液于波长入=490nm处，测定吸光度， 依芦丁浓度一吸光度标准工作曲线，得出回归方程：C二0.0904A+0.0001,相 关系数二0.9997。英中C表示浓度，A表示吸光值。表明本方法线性关系良 好，可作为桑叶黄酮含量的测左方法。 表1标准工作曲线的测定结果 芦丁溶液v (ml) 芦丁 C (mg/ml) 吸光值A 0 0 0 01 001 0. 107 02 0. 02 0. 218 03 0. 03 0. 330 0. 4 0. 04 0. 448 05 0. 05 0. 548 06 006 0. 666 0. 7 0. 07 0. 776 0. 8 0.

15、08 0. 876 09 009 0. 982 10 010 1. 116 根据上表中的芦丁浓度C与吸光值A之间对应关系，以芦丁标准曲线溶 液的浓度C与吸光值A作图得 （图.2 芦丁标准曲线） 2. 1.3 浸提法单因子实验结果 2. 1.3. 1 乙醇浓度结果比较 目前国内外提取黄酮类物质的研究中，一般采用甲醇、乙醇、丙酮和水 等有机溶剂。丙酮的提取效果比甲醇、乙醇好，但其具有毒成分且价格较贵, 一般不采用甲醇也有一立毒性，所以本次试验用乙醇作为提取黄酮类物 质的有机溶剂。 由图3所示，乙醇浓度在20%-80%之间时，黄酮类物质的得率随浓度的 增大不断增大。乙醇浓度在40%-60$之间时，黄

16、酮类物质的得率增幅较大， 从7.23mg/g增大到8. 944mg/go乙醇浓度在20%-40%之间，黄酮类物质得率 的增加不是很显著。乙醇浓度20%和40%时的黄酮类物质得率分别为 6.344mg/g和7. 239mg/go乙醇浓度为80%时黄酮类物质得率为9. 98mg/go当 乙醇浓度达到95%时，黄酮类物质的得率有所下降，为7. 91mg/g,因为随着 乙醇浓度的增大很可能会同时浸出色素等其他物质，影响其结果:所以通 过综合考虑提取浓度为80%o 12 乙醇浓度 10 8 6 4 2 0 20%40% 60% 80% 95% 乙醇浓度 图3 2. 1.3.2 固液比结果比较 由图4表明

17、，黄酮类物质的得率会受固液比的影响。在1： 30处岀现了 一个转折点，在1： 10-1： 30之间，随着固液比的增大，测得的黄酮类物质 的得率从1.281mg/g增加到1 l.OQOmg/g.而当固液比增大到1： 50时，黄酮 类物质的得率开始减小，为9. 527mg/g0 一般随着溶剂虽:的增大，黄酮类物 质的溶出量会增大，但随溶剂量达到一圧值后，一方而由于黄酮的溶岀量有 限，另一方而由于有杂质的溶出，会影响提取结果】。所以本试验最佳固液 比为1： 30. 固液比 lLtlO 1比30 1比50 1比70 2. 1.3.3 提取时间结果比较 由图5所示，提取时间在0.5h和lh之间的黄酮类物

18、质得率增幅比较显 著，提取时间0.5时的得率为7.91mg/g,提取lh和2h的结果比较接近，黄 酮类物质得率分別为10.092mg/g和10. 4998mg/g,这可能是因为此时黄酮类 物质的提取已达到基本平衡。当提取时间为3h时，得率有所下降，为 8. 7311mg/g,可能是因为提取时间的增长，破坏了黄酮类物质的化学结构，使 其失活。也可能是因为随着提取时间的加长，溶岀的杂质也会增多。所以通 过综合考虑提取时间为lh比较经济。 12 6 - 4 2 - 0 1111 0.51 提取时间(h) 23 图5 2. 1.3.4 提取温度结果比较 由图6所示，温度在20C-80C之间，黄酮类物质

19、的得率始终随温度的 升高而增大。温度从60C升到80C时，得率增大的较显著，从5. 367mg/g增 加到8. 224mg/g0在温度20C-60C之间，黄丽类物质的得率增幅较小，20C 时的得率为2427mg/g, 4(TC时的得率为4. 110mg/go髙温溶剂能加快分子运 动，软化细胞壁，使有效成分溶出的速度加快，从而使黄酮类物质溶出度增 大。但是，并不是温度越髙越好，一方面温度过高可能造成黄丽化合物化学 结构变化，使活性成分破坏，同时杂质的溶出量增加，给后续操作带来不便， 还会造成溶剂损失另一方而乙醇沸点为75C,温度过髙，使乙醇过快挥发, 造成溶剂损失。所以通过综合考虑后，提取黄酮类

20、物质的泄在60C-80C之 间。 提取温度 9876 5 43210 80=c 60c 40c 20c 2. 1.3.5 正交试验结果 根据单因子考察结果，拟定正交试验方案如下（表2）： 表2 正交试验方案表 分子水平 乙醇浓度 A（%） 固液比B 提取温度C （*c） 提取时间D （h） 1 70 1:20 60 0. 5 2 80 1:30 70 1 3 90 1:40 80 1. 5 表3黄酮类物质提取LeO1）正交结果 因素 乙醇浓度 固液比 提取温度 提取时间 实验结果（得 率mg/g） 实验1 1 1 1 1 4.444 实验2 1 2 2 2 6. 253 实验3 1 3 3 3

21、 7. 474 实验4 2 1 2 3 7.281 实验5 2 2 3 1 7.461 实验6 2 3 1 2 6. 776 实验7 3 1 3 2 6. 825 实验8 3 3 6. 057 7. 173 6. 346 1. 116 2 3 6. 183 6. 589 6. 803 0. 620 1 2 5. 758 6. 564 7. 253 1. 495 3 6. 054 6. 159 实验9 均值1 均值2 均值3 极差 1 6. 021 6.618 6. 936 0.915 表4正交试验方差分析表 因素 偏差平方和 自由度 F比 F临界值 显著性 乙醇浓度 2.012 2 1. 10

22、8 4. 460 * 固液比 0. 594 2 0. 327 4.460 提取温度 3.361 2 1.851 4. 460 * * 提取时间 1.295 2 0.713 4. 460 误差 7.26 S 注：* * 具有显著性差异 *一具有较显著差异 没有显著差异，可当作误差 由表4正交试验方差分析表结果所示，四种因素对提取结果影响大小为： 提取温度C乙醇浓度A提取时间D固液比Be 由表3正交试验结果所示，提取温度C和乙醇浓度A对提取结果的影响最 显著，为1.851和1. 108,提取时间D和固液比B对提取结果的影响并不显 著，固液比可当作误差。从结果看，就单因子水平（固液比）1到3中的总

23、黄酮的得率与单因素明显不同，表明不同因素水平组合实验时各因素水平间 存在一泄的交互作用，这正是单因素试验的缺点，本试验考虑单因素及正交 试验确泄的最佳提取组合：A:B5C5D5,即菠萝皮浸提法的最佳提取条件为80% 乙醇为提取溶剂，在固液比1： 40条件下于80C提取1.5h。在上述最佳提取 条件下测得的菠萝皮中黄酮类物质得率为11.23mg/ga 2. 1.4不同时间的索氏提取结果比较 由图7所示，提取时间对黄酮类物质提取率的影响很大。回流6h所得 的得率最髙，为4. 393mg/go回流时间超过6h后，提取率逐渐降低，这可能 是因为回流时间过长，黄酮类物质的化学结构被破坏了，影响了苴得率。

24、 5 提取时间（h） 曾) 678 提取时间（h） 图7 2.2索氏提取法与浸提法比较 由图8所示，浸提法所得的结果好于索氏提取法，浸提法的得率近是索 氏提取法的2.56倍。这可能是由于索氏提取时温度过高（95C左右），破坏 了黄酮类物质的活性成分，同时可能还溶出了其他物质（如色素），影响了黄 酮类物质的得率。而且索氏提取的时间比较长，苴成本较浸提法髙，所以从 综合考虑，提取菠萝皮中的黄酮类物质采用浸提法较好。 2 1 8 6 4 2 0 1 o o o O 置)驱竖畀虧* 索氏提取浸提 方法 3. 小结 3. 1 小结 本文研究了索氏提取法和浸提法提取菠萝皮中的黄酮类物质。结果表明 浸提法要

25、优于索氏提取法。用75负乙醇索氏提取6h的得率为4.393mg/g.J浸 提法正交实验得岀菠萝皮中黄酮类物质提取的最佳条件是：固液比1： 40, 乙醇浓度为80%,提取温度为80C,提取时间为1.5h。在此条件下菠萝皮中 黄酮类物质的得率为11.23mg/go 参考文献 1 李英菠萝皮渣酿酒试验初试J,热带作物科技，1991 (5) :6264 2 黄发新，僖云辉菠萝皮渣酿制白兰地的初步研究J,广西热作科 技,1997(2):3135 3 朱玉强，王统一.菠萝皮发酵乳酸饮料的制作J,江苏食品与发 酵,2002(4):3335 4 苑艳辉.菠萝皮的综合利用J,实用技术，2005 (2) :144

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