微波辅助法提取野生软枣猕猴桃茎黄酮的工艺优化

1、 335张春红，许宁，杨悦，刘长江*（沈阳农业大学食品学院，辽宁沈阳110866）摘要：研究了微波辅助法提取野生软枣猕猴桃茎黄酮类化合物的工艺条件。通过单因素实验分别考察微波功率、提取时间、乙醇浓度、料液比对黄酮提取率的影响，以软枣猕猴桃茎黄酮的提取率为指标，根据单因素实验结果设计正交实验，得出微波辅助法提取的最佳工艺条件：微波功率为300W ，乙醇浓度为70%，料液比为132 ，提取时间为5min ，此条件下软枣猕猴桃茎黄酮提取率为1.80%。关键词：野生软枣猕猴桃茎，黄酮类化合物，微波，工艺优化Optimization of microwave assisted extraction of

2、flavonoids from Actinidia arguta stemZHANG Chun hong ，XU Ning ，YANG Yue ，LIU Chang jiang *（College of Food ，Shenyang Agricultural University ，Shenyang 110866，China ）Abstract ：Microwave assisted extraction of flavonoids from the stem of Actinidia arguta was explored . Effect of operation conditions o

3、n extraction ratio of flavonoids ，such as microwave power ，treatment time ，ethanol concentration and liquid ratio were studied by using single factor test . Taking extraction ratio of flavonoids as index ，orthogonal test was designed based on single factor test . Results showed that the highest extr

4、action yield can be obtained when microwave power was 300W ，treatment time was 5min ，ethanol concentration was 70%and liquid ratio was 132. Under the optimal extraction conditions ，the extraction rate of flavonoids from Actinidia arguta stem was 1.80%.Key words ：Actinidia arguta stem ；flavonids ；mic

5、rowave ；technology optimization 中图分类号：TS255.1文献标识码：B文章编号：10020306（2011）12033503收稿日期：20110413*通讯联系人作者简介：张春红（1968），女，副教授，博士，主要从事植物蛋白质、酶工程方面的研究。基金项目：公益性行业（农业）科研专项（200903013）。野生软枣猕猴桃系猕猴桃科，猕猴桃属落叶大藤本植物，在我国主要分布于东北、山东、西北及长江流域，其中东北南部山区较多见12。由于黄酮类化合物具有抗病毒、抗癌、抗氧化、抗衰老、调节心血管系统、提高免疫等功能作用3，因此对该化合物的研究已成为国内外研究的热门。但完

6、全从已开发应用的植物中提取黄酮类化合物，资源有限，据国外研究表明，软枣猕猴桃茎中含有的（+）儿茶素和（）表儿茶素具有促进骨髓细胞增殖的功能活性4，并且只有当年生的软枣猕猴桃茎才能结果，结果后在剪枝期被剪下，造成了资源的浪费，因此软枣猕猴桃茎是一种很有开发价值的提取黄酮类化合物的原料。微波辅助提取法是借助高频电磁波穿透萃取媒质到达萃取物料的内部，使提取成分加速向提取溶剂界面扩散，从而使提取速率提高数倍，同时还可降低提取温度，最大限度地保证提取成分的活性5。本文借助微波辅助法提取软枣猕猴桃茎黄酮类化合物，并对提取工艺进行优化，为软枣猕猴桃茎的综合利用和功能性食品的开发提供参考依据。1材料与方法1.

7、1材料与设备软枣猕猴桃茎辽宁省本溪市；化学试剂国产，分析纯。U2910紫外可见分光光度计日本HITAcHI 公司；HD5电脑紫外检测仪上海沪西分析仪器厂；RE52旋转蒸发仪上海亚荣生化仪器厂；HL2B恒流泵上海沪西分析仪器厂；5805高速冷冻离心机德国INVESTMENT 公司；HH4数显恒温水浴锅常州国华电器有限公司；DHG 电热恒温鼓风干燥箱上海精宏实验设备有限公司；MASI 微波炉上海新仪微波化学科技有限公司。1.2实验方法工艺流程称取1.00g 软枣猕猴桃茎样粉置于锥形瓶中，以一定浓度的乙醇溶液为提取剂，设定 336功率和提取时间（每间隔1min 微波1次，每次作用1min ）微波提取

8、。提取液稍冷却后在4 条件下，以6000r /min 离心10min ，过滤，去除滤渣，所得滤液减压浓缩，再用60%乙醇定容于100mL 容量瓶，所得样液待测。索氏提取法。软枣猕猴桃茎样粉的制备将软枣猕猴桃鲜茎洗净，剪段，在40 条件下烘干，取出用粉碎机粉碎，正交实验表1微波法提取因素及水平水平因素A 微波功率（W ）B 提取时间（min ）C 料液比（g /mL）D 乙醇浓度（%）Al （NO 3）3NaNO 2法6。2结果与讨论2.1标准曲线的制定采用Al （NO 3）3NaNO2法，以芦丁浓度X （mg /mL ）为横轴，以吸光度A 为纵轴绘制标准曲线，得回归方程为A =0.0083X

9、+0.0052，R 2=0.9992。2.2微波辅助提取的单因素实验微波功率对黄酮提取率的影响准确称取6份1.00g 软枣猕猴桃茎样粉，在料液比为128 （样粉质量 乙醇体积），乙醇浓度为70%的条件下，设置微波功率为100 600W ，微波提取3min ，测定样液黄酮浓度并计算提取率，结果见图1 。图1微波功率对提取率的影响由图1可知，黄酮提取率随着微波功率的增大而增大，当微波功率为300W 时，黄酮提取率达到最大值，之后微波功率继续增大，而黄酮提取率又开始下降。微波直接作用于分子，当微波功率增大时，分子的热运动加快，造成提取溶剂的温度升高，同时细胞内的功能性成分的渗透作用也开始加强，因此细

10、胞内的黄酮类化合物从细胞内部快速扩散到提取剂中7；而当功率过大时，微波辐射强度过大可能使黄提取时间对黄酮提取率的影响准确称取6份1.00g 软枣猕猴桃茎样粉，在料液比为128 ，乙醇浓度为70%，微波功率为300W 条件下，分别提取1、3、5、7、9、11min ，测定样液黄酮浓度并计算提取率，结果见图2 。图2提取时间对提取率的影响由图2可知，随着提取时间的延长，黄酮的提取率先增大后减小，在5min 时，提取率达到最大值。原因是黄酮类化合物的溶出需要一段时间，但微波时间过长会造成溶出物过多，使黄酮类化合物结构损坏，影响测定结果。准确称取6份1.00g 软枣猕猴桃茎样粉，在料液比为128 ，微

11、波功率为300W ，乙醇浓度分别为40%、50%、60%、70%、80%、90%条件下，微波提取5min ，测定样液黄酮浓度并计算提取率，结果见图3 。图3乙醇浓度对提取率的影响由图3可知，随乙醇浓度增大，黄酮提取率也增大。当乙醇浓度达到70%时，提取率最高，而后又下降。这是因为黄酮类化合物种类多，存在极性的差异，在植物体内因存在部位不同，结合状态和极性也不同，提取剂的浓度主要是根据被提取物的性质及伴随的杂质来选择，茎部发现存在苷的结合形式，高体积分数的乙醇（90% 95%）宜于提取苷元，体积分数60%左右的乙醇溶液适宜于提取苷类物质8，因此当乙醇浓度为70%时，软枣猕猴桃茎中的黄酮类化合物的

12、溶出效果较好。准确称取6份1.00g 软枣猕猴桃茎样粉，分别在料液比为1 20、124 、128 、132 、136 、140 ，乙醇浓度为70%，微波功率为300W 条件下，提取5min ，测定样液黄酮浓度并计算提取率，结果见图4。由图4可知，随着乙醇体积的增大，提取率逐渐增大后又趋于稳定，这是因为当提取溶剂量太少时，溶剂不能完全溶胀原料而使细胞内的黄酮充分溶解出来9，但溶剂太多时又增加生产成本和后续实验的难度，因此，确定132 136 为合适的料液比。2.3正交实验设计在单因素实验的基础上，对微波功率、提取时 337图4料液比对提取率的影响间、乙醇浓度和料液比四个因素进行了L 9（34）正

13、交实验，其正交实验设计及结果见表2。表2微波法提取正交实验设计及结果实验号ABCD黄酮提取率表3显示，根据方差分析的结果可知，微波功率和乙醇浓度对软枣猕猴桃茎黄酮的提取率影响显著，提取时间和料液比影响不显著，考虑到节省资源降低成本，因此选择料液比为132 ，通过验证实验，在此条件下所得软枣猕猴桃茎黄酮提取率为1.80%。表3方差分析因素偏差平方和自由度F 比F 临界值显著性A B C D0.1030.0110.0020.04019.003结论从微波辅助提取软枣猕猴桃茎黄酮类化合物正交实验结果分析，四个因素对黄酮提取率的影响顺序主次为微波功率乙醇浓度提取时间料液比，其中微波功率和乙醇浓度对黄酮提

14、取率的影响显著，优化后的最佳提取工艺条件为微波功率300W ，提取时间5min ，乙醇浓度70%，料液比132 ，在此条件下所得软枣猕猴桃茎黄酮提取率为1.80%。参考文献1赵淑兰. 软枣猕猴桃品种简介J . 特种经济动植物，2002（2）：35.2印万芬. 我国有经济价值的猕猴桃种类及其利用J . 特产科学实验，1981（3）：28. 3尹爱群，穆惠军，江雪欣，等. 黄酮类化合物研究进展J . 中国药事，2005，19（11）：689692.4Takano F ，Tanaka T ，Tsukamoto W ，et al. Isolation of （+）catenin and （）epica

15、teninfrom Actinidia arguta as bone marrow cell proliferation promoting compounds J .Planta Med ，2003，69（4）：321326.5马长雨，杨悦武，郭治昕，等. 微波萃取在中药提取和分析中的应用J . 中草药，2004，35（11）：附7附9. 6国家药典委员会. 中华人民共和国药典M . 北京：化学工业出版社，2000：553. 7余红英，孙远明，罗宗铭，等. 千层塔黄酮类物质的微波提取工艺J . 食品科学，2004，25（8）：132133.8彭程程，王青山，赵国祥，等. 黄酮类化合物的研究进

16、展J . 农产品加工·学刊，2010，208（5）：3943.9王青豪，方芳，张熊禄. 微波辅助提取绞股蓝黄酮工艺研究J . 食品科学，2010，31（22）：檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾150151.（上接第334页）到的腐竹干燥品质好，感官、色差及碎裂性指标均得到优化，且明显缩短了干燥时间。该结论为工厂采用热烘干方式生产干腐竹提供了一定数据及理论基础。参考文献1中国食品工业协会豆制品专业委员会. 我国各地豆制品企业市场准入情况数统计Engineering ，2006，73（3）：281289.3芦燕敏. 粮食高温干

17、燥与品质变化R . 中国粮油学会第三届学术年会论文选集：上册，2004：237238.4Long Lei ，Han Zhi ，Zhang Xiujin ，et al.Effects of differentheating methods on the production of protein lipid film J .Journal of Food Engineering ，2007，82（3）：292297.5孙向东，王乐凯，任红波，等. 色彩色差计在面粉色泽测定上的应用J . 粮油食品科技，2002（2）：3233.6张树禄. 低温真空油炸生产马铃薯脆片的过程研究及其品质控制D . 济南：山东轻工业学院，2009：2122.7张杏辉. 腐竹蛋白与脂肪包容的结构J . 广西师范大学学报：自然科学版，1994（2）：5051.