全 文 ：微波辅助法提取黑穗醋栗中黄酮类物质的研究
收稿日期:2008-05-22
基金项目:东北农业大学科技创新专项基金(CXZ005-1)
作者简介:张海慧(1983-),女,山东人,硕士研究生,研究方
向为农产品加工及贮藏工程。
*通讯作者E-mail:xu_yaqin@163.com
张海慧1,徐雅琴1*,李兴国2
(1.东北农业大学理学院,哈尔滨 150030;2.东北农业大学园艺学院,哈尔滨 150030)
摘 要:文章以黑穗醋栗为试材,研究微波辅助萃取法提取黄酮类物质的最佳工艺条件。首先进行了单因素
试验,在此基础上设计了 L9(34)四因素三水平正交试验。确定了微波辅助法提取黄酮的最佳工艺条件为:以 95%
乙醇为提取剂,微波功率 500W,微波温度 65℃,提取时间 8min,提取液料比 10:1(mL·g-1),最佳条件下的提
取率为0.738mg·g-1。结果表明,微波辅助萃取法有省时、节省溶剂、提取率高等优点,有较大的推广价值。
关键词:黑穗醋栗;黄酮;微波;提取
中图分类号:TS255.36;S664.2 文献标识码:A
黑穗醋栗,又名黑加仑,黑豆果,虎耳草科
茶 子属植物,属多年生小灌木。主要分布在北
半球,盛产于英国、波兰等地,我国新疆、东北
等地也有大面积栽种。果实为紫黑色小浆果,有
光泽,近球形。果肉一般没有光泽,略呈淡绿色。
其果实营养丰富,富含有机酸、维生素、黄酮、
矿物质等多种营养成分[1]。
黄酮类化合物具有抗癌、抗肿瘤、保护心血
管系统等显著的生理、药理活性[2-3],近年来受到
广泛关注[4]。国外已有学者比较过不同品种黑穗醋
栗之间的黄酮含量[5]。但是提取方法主要局限于有
机溶剂提取法。本试验以黑穗醋栗果实为试材,
研究了微波法提取的最佳工艺条件,为黑穗醋栗
果实的开发利用提供了理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
黑穗醋栗采于东北农业大学园艺站,采样后
快速冷冻,装保鲜盒中备用;芦丁,中国药品生
物制品检定所;其他试剂均为分析纯。
XH-100A微波催化合成/萃取仪,北京祥鹄科
技发展有限公司;T6新悦-可见分光光度计,北京
普析通用仪器有限责任公司;R-205旋转蒸发器,
上海申胜生物技术有限公司;电子天平,赛多利斯
科学仪器(北京)有限公司。
1.2 提取工艺流程
试材→匀浆→微波提取→减压过滤→旋转蒸
发→乙酸乙酯萃取→旋转蒸发萃取液→黄酮粗提
物→95%乙醇溶解定容→测定含量。
1.3 最佳提取条件的确定
1.3.1 单因素试验
将黑穗醋栗打碎为匀浆,精确秤取 5g左右,
以95%乙醇为提取溶剂[6]。分别考察不同微波功率
(200、300、400、500、600W)、微波温度(30、
40、50、60、70、80℃)、提取液料比的选择(6:1、
8:1、10:1、12:1、14:1)、微波时间(2、4、6、8、
10min)对黄酮类物质含量的影响。每项试验重复3
次。
1.3.2 正交试验
在单因素试验基础上以总黄酮含量为考察指
标,采用四因素(微波功率、微波温度、提取液料
比、微波时间)三水平的正交试验表 L9(34)安排试
验,并对结果进行极差分析,确定黑穗醋栗果实中
黄酮类物质的最佳提取条件。
1.4 黄酮含量的测定
采用 NaNO2-Al(NO3)3分光光度法[7]测定黄酮
含量。
芦丁标准曲线的线形回归方程为:A=13.986x+
0.0032,黄酮提取率(mg·g-1)=5xV/W
其中,x-提取液浓度(mg·mL-1),V-定容体积
第39卷 第9期 东 北 农 业 大 学 学 报 39(9):32~35
2008年 9月 JournalofNortheastAgriculturalUniversity Sep.2008
文章编号 1005-9369(2008)09-0032-04
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(mL),W-样品质量(g)。
2 结果与分析
2.1 微波功率对黄酮提取效果的影响
在提取液料比10:1,微波时间4min,微波温
度 60℃条件下,以不同功率进行提取,结果如图
1所示。
由图1可知,黄酮提取率随功率增大而升高,
增至 600W时提取率略有下降,原因可能是过高
的功率破坏了黄酮的成分。因此选用 400、500、
600W这3个条件进行正交试验。
2.2 微波温度对黄酮提取效果的影响
在液料比10:1,微波功率500W,微波时间4
min条件下,在不同温度下进行提取,结果如图 2
所示。
由图2可知,黄酮提取率随温度升高而增大,
60℃时达到最大且明显超过两侧点,高于60℃后
反呈下降趋势。说明提取温度不能过高,可能是因
为过高的温度会破坏黄酮的活性成分,因此选用
55、60、65℃这3个条件进行正交试验。
2.3 提取液料比对黄酮提取效果的影响
在微波功率 500W,微波温度 60℃,微波时
间4min条件下,分别以不同液料比进行提取,结
果如图3所示。
由图3可知,提取率随液料比的增大而增大,
至10:1时开始下降,液料比10:1时已达到了提取
黄酮的饱和点,再增加溶剂又加大了其他物质的溶
出,反而影响了目标提取物的溶出。因此从节省溶
剂及此图趋势综合考虑,选择液料比 6:1、8:1、
10:1进行正交试验。
2.4 微波时间对黄酮提取效果的影响
在液料比10:1,微波功率500W,微波温度60℃
条件下,以不同时间进行提取,结果如图4所示。
◆
◆
◆
◆
◆
0.60
0.55
0.50
0.45
0.40
100 200 300 400 500 600 700
提
取
率
(
m
g·
g-
1 )
E
xt
ra
ct
io
n
yi
el
d
微波功率(W)
Power
图 1 微波功率对提取率的影响
Fig.1 Efectofextractionpowerontheflavonoid
extractionyield
图 2 微波温度对提取率的影响
Fig.2 Efectofextractiontemperatureontheflavonoid
extractionyield
◆
◆
◆
◆
◆
0.60
0.55
0.50
0.45
0.40
20 40 60 100
提
取
率
(
m
g·
g-
1 )
E
xt
ra
ct
io
n
yi
el
d
温度(℃)
Temperature
◆
80
图 4 微波时间对提取率的影响
Fig.4 Efectofextractiontimeontheflavonoid
extractionyield
◆
◆
◆
◆
◆
0.75
0.65
0.55
0.45
0 2 4 6 8 10 12
提
取
率
(
m
g·
g-
1 )
E
xt
ra
ct
io
n
yi
el
d
时间(min)
Time
图 3 提取液料比对提取率的影响
Fig.3 Efectofsolutionandrawmaterialratioonthe
flavonoidextractionyield
液料比(mL·g-1)
Materialratio
◆
◆
◆
◆ ◆
0.60
0.55
0.50
0.45
0.40
4 6 8 10 12 14 16
提
取
率
(
m
g·
g-
1 )
E
xt
ra
ct
io
n
yi
el
d
张海慧等:微波辅助法提取黑穗醋栗中黄酮类物质的研究第9期 ·33·
由图4可知,黄酮提取率随时间延长而增大,
到8min时达到最大,之后呈降低趋势。可能是微波
时间过长导致其它活性成分的溶出,抑制了黄酮的溶
出。据此图选择时间为7、8、9min进行正交试验。
2.5 正交试验结果
结果见表1。
对表 1进行极差分析可知,本试验讨论的 4
个因素对提取率影响的显著顺序为:A>B>D>C,
即提取液料比>微波功率>微波时间>微波温度。
最佳条件组合为:A3B2C3D2,即提取液料比 10:1,
微波功率 500W,微波温度 65℃,提取时间 8
min。
表 1 正交试验结果与分析
Table1 Orthogonalexperimentresultsandanalysis
试验号
Number
A料液比(g·mL-1)
Materialratio
B功率(W)
Power
C温度(℃)
Temperature
D时间(min)
Time
提取率(mg·g-1)
Extractionyield
1 1(1:6) 1(400) 1(55) 1(7) 0.601
2 1(1:6) 2(500) 2(60) 2(8) 0.626
3 1(1:6) 3(600) 3(65) 3(9) 0.593
4 2(1:8) 1(400) 2(60) 3(9) 0.690
5 2(1:8) 2(500) 3(65) 1(7) 0.718
6 2(1:8) 3(600) 1(55) 2(8) 0.691
7 3(1:10) 1(400) 3(65) 2(8) 0.716
8 3(1:10) 2(500) 1(55) 3(9) 0.725
9 3(1:10) 3(600) 2(60) 1(7) 0.672
k1 0.607 0.669 0.672 0.664
k2 0.700 0.690 0.663 0.678
k3 0.704 0.652 0.676 0.669
R 0.097 0.038 0.013 0.014
3 结 论
微波辅助萃取法提取黑穗醋栗黄酮的最佳条件
为:以 95%乙醇为溶剂,微波功率 500W,微波
65℃,提取8min,液料比10:1,此时提取率可达
到 0.738mg·g-1。与传统方法相比,具有省时、节
省溶剂、提取率高等优点,有较大的推广价值。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 布早拉木,马斯提江,帕塔木,等.黑加仑的研究现状[J].新疆农
业科技,2005(5):25.
[2]YuLY,LiXR,FangX.Inhibitoryefectoftotalflavonoidsfrom
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[3] LiuM,LiXQ.Antioxidantandantiprolife-rativeactivitiesof
raspberies[J].JAgricFoodChem,2002,50:2926-2930.
[4] 徐雅琴,付红,于泽源.黑穗醋栗(亮叶)叶片黄酮提取物抗氧化
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[5]MikkonenTP,M$$t$ KR,HukkanenAT,etal.Flavonolcon-
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·34· 东 北 农 业 大 学 学 报 第39卷
Studyonmicrowaveassistantextractionof
flavonoidsfromblackcurrant
ZHANGHaihui1,XUYaqin1,LIXingguo2
(1.ColegeofScience,NortheastAgriculturalUniversity,Harbin150030,China;
2.ColegeofHorticulture,NortheastAgriculturalUniversity,Harbin150030,China)
Abstract:Theblackcurantwasanalyzedastheextractedmaterialtoidentifytheoptimumconditionsofthe
microwaveassistantextractionmethod.Firstly,thesinglefactorexperimentswereundertaken,andthentheL9(34)
orthogonalexperimentsweredesigned.Theoptimumconditionsofthemicrowavemethodwere95%alcoholfor
theextractionofethanol,thepower500W,microwavetemperature65℃,extractingtime8min,extractingratio
10:1,undertheseconditionstheextractionyieldwas0.738mg·g-1.Microwaveassistantextractionmethodhad
theadvantagesoftime-saving,solvent-savingandhighextractionyield,soithadthevaluetoapplywidely.
Keywords:blackcurant;flavonoids;microwave;extraction
张海慧等:微波辅助法提取黑穗醋栗中黄酮类物质的研究第9期 ·35·