全 文 :第 46卷(总第 159期)
绿豆芽自古以来就是我国人民的传统蔬菜。 它
不仅含有丰富的营养成分, 而且还有很大的药用价
值,可以用来预防和治疗多种疾病。 李时珍的《本草
纲目》就曾记载:“豆芽白美独异,食之清火益神,利
泄减脂”[1]。
黄酮类化合物是自然界尤其是植物界分布最为
广泛的一大类天然酚性化合物。自 1814年第一个黄
酮类化合物白杨素被发现后, 新的黄酮类化合物数
量每年都在快速增长, 到 2000 年总数已超过 8000
个[2]。 黄酮类化合物主要作用有:抗肿瘤,抗病毒,延
缓衰老,增强心血管功能,雌激素作用,保护神经系
统,改善记忆力[3-8]等。 但是,目前对绿豆芽黄酮类物
质的研究却鲜见报道。 本文对绿豆芽总黄酮的提取
及含量测定进行了研究,为提高绿豆产品的附加值,
更为黄酮类化合物的研究提供理论基础和科学依
据。
1 材料与方法
1.1 试验材料、试剂和仪器
1.1.1 试验材料
自制绿豆芽, 取 5cm~7cm 的绿豆芽为试验材
料。
1.1.2 主要试剂
芦丁 (AR,天津一方科技有限公司 );无水乙醇
(AR,北京化工厂);无水甲醇(AR,北京化工厂);硝酸
绿豆芽总黄酮的提取工艺研究
王影,陈晓平*
(吉林农业大学食品科学与工程学院,吉林长春 130118)
摘 要: 本文对绿豆芽中总黄酮类化合物提取的最佳工艺条件进行了研究。 在提取过程中通过单因素试验分析了
乙醇浓度、料液比、提取温度、提取时间对总黄酮得率的影响,在此基础上做了正交试验。 结果表明:乙醇浓度为
70%,料液比为 1∶20,提取温度为 70 ℃,提取时间为 2.5 h 的条件下提取绿豆芽中总黄酮的工艺条件最好,此时总黄
酮的得率为 0.68 %。
关键词: 绿豆芽;总黄酮;提取
中图分类号:TS214.9 文献标识码: A 文章编号:1674-506X(2010)05-0045-0004
Study on the Extraction of Flavonoids from Mungbean Sprout
WANG Ying, CHEN Xiao-ping*
(College of Food Science and Engineering, Jilin Agricultural University, Changchun 130118)
Abstract: The optimal technological requirements of extracting flavonoids from mungbean sprout were investigated. During
the extraction, four main factors, including ethanol concentration, the ratio of solid to liquid, extracting temperature and
extracting time were analyzed by using single factor analysis method. On the basis of this, the orthogonal experiment was
tested. The results showed that: the best optimal technological requirement to extract flavoids from mungbean sprout was
that ethanol concentration was 70%,the ratio of solid to liquid was1g:20mL, extracting temperature was 70℃ and extracting
duration was 2.5h. At this condition, the extraction ratio of flavonoids was 0.68%.
Keywords: mungbean sprout; flavonoids; extraction
doi: 10.3969/j.issn.1674-506X.2010.05-012
收稿日期: 2010-08-04
基金项目: 吉林省重点科技攻关项目“荞麦规范化种植基地建设与综合利用的研究”(编号:20050214-4)。
作者简介: 王影(1985-),女,硕士研究生,研究方向:食品生化与功能食品。
*通讯作者
Food and Fermentation Technology
第 46卷(第 5期) Vol.46,No.5
2010年第 5 期
铝 (AR,北京化工厂 );亚硝酸钠 (AR,莱阳化工实验
厂),氢氧化钠(AR,天津市科密欧化学试剂有限公
司),其它试剂均为国产分析纯。
1.1.3 主要仪器
DHG-9146A 型电热恒温鼓风干燥箱(上海精宏
实验设备有限公司);电子恒温水浴锅(天津泰斯特仪
器有限公司);FA1004A 电子天平 (上海精科电子仪
器有限公司);LG-10-2.4 A高速离心机(北京医用离
心机厂);XA-20组织粉碎机 (金坛市科析仪器有限
公司);标准筛(60目,浙江上虞市道墟仪器筛具厂)。
1.2 试验方法
1.2.1 样品处理
新鲜绿豆芽,用蒸馏水清洗干净,放入烘箱 60℃
烘干。 然后用粉碎机粉碎过 60 目筛,用索氏提取法
对过目后的绿豆芽粉进行脱脂,备用。
1.2.2 总黄酮提取的工艺流程
脱脂后的绿豆芽干粉 → 乙醇提取 → 离心
(6000r/min,10min)→上清液 → 分析测定。
1.2.3 总黄酮含量的测定与计算
1.2.3.1 标准曲线的制作
以芦丁为标准品,参照文献 [9,10]的方法测定绿豆
芽中总黄酮的浓度。
准确称取芦丁标准品 20mg, 用 60%乙醇溶解、
摇匀, 定容至 50mL。 分别吸取标准液 0mL、0.3mL、
0.6mL、0.9mL、1.2mL、1.5mL、1.8mL、2.1mL 于 10mL
容量瓶中,用60%乙醇添加至 4mL,加入 5%亚硝酸
钠溶液 0.4mL,摇匀后静置 6min,加入 10%硝酸铝溶
液 0.4mL, 摇匀后静置 6min, 再加入 4%氢氧化钠
4mL,用 60%乙醇定容至刻度,摇匀后静置 15min,在
紫外分光光度计上 510nm 处测吸光度(A),以芦丁质
量浓度(μg/mL)为横坐标,吸光度(A)为纵坐标,绘制
标准曲线,求得回归方程。
1.2.3.2 总黄酮含量的测定
吸取 1mL提取液置于 10mL 容量瓶中, 按上述
芦丁标准曲线绘制方法配制溶液, 并以试剂空白为
参比液调零,测取其吸光度记为 A,将其代入标准曲
线得到提取液浓度 C(μg/mL),按下面公式计算绿豆
芽中总黄酮得率 X(%):
X(%)= C×V2×V0×10
-6
V1×W
×100
式中: C:样液浓度(μg/mL)
V0:样液定容后的体积(mL)
Vl:测定吸光度用样液的体积(mL)
V2:测定时稀释体积(mL)
W:称取样品橄榄叶粉重量(g)
1.2.4 最佳提取溶剂的确定
溶剂是提取总黄酮的关键物质, 提取的溶剂一
般主要有水及醇-水混合物。 本实验分别选用水、乙
醇-水溶液及甲醇-水溶液进行提取。
1.2.5 总黄酮提取的单因素试验
以绿豆芽中总黄酮的得率为指标, 分别考察最
佳溶剂浓度、料液比、温度、时间四个因素对提取的
影响,每个因素设定 5个梯度,进行单因素试验。
1.2.6 总黄酮提取的正交试验
考虑到各因素之间的相互影响, 本试验以绿豆
芽中总黄酮得率为衡量指标,分别选取乙醇浓度、料
液比、 提取温度和提取时间四个因素及其对应的 3
个较优水平,进行 L9(34)正交试验,确定提取总黄酮
的最佳工艺条件。
因素水平设计表见表 1。
表 1 L9(34)因素水平表
Tab.1 Factors and levels of the test L9(34)
2 结果与分析
2.1 芦丁标准曲线的绘制
配制一系列浓度的芦丁标准液在波长 510nm
测定吸光度,并以质量浓度为横坐标,吸光度为纵坐
标,绘制标准曲线,结果如图 1 所示。 经分析得回归
方程: A=0.0104 C +0.0024,R2=0.9996。
图 1 芦丁标准液-吸光度曲线图
Fig.1 Absorbance of rutin standard solution
2.2 最佳提取溶剂的选择
称取 1.00 g绿豆芽干粉, 分别用不同的溶剂提
取其黄酮类化合物,其它条件:料液比为 1∶20,提取
水平
因 素
A
乙醇浓度/%
B
料液比/g /mL
C
提取温度/℃
D
提取时间/h
1 60 1∶15 50 2.5
2 70 1∶20 60 3.0
3 80 1∶25 70 3.5
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
芦丁质量浓度(μg/mL)
0 20 40 60 80 100
吸
光
度
( A
)
46
第 46卷(总第 159期)
温度为 60 ℃,提取时间为 2h,结果如表 2所示。
表 2 不同提取溶剂对总黄酮得率的影响
Fig.2 Influence of different extractants on extraction ratio of flavonoids
由表 2 可以看出以水为溶剂的总黄酮得率最
低,而用甲醇的得率最高,乙醇次之。 考虑到甲醇的
沸点低、富有毒性,且乙醇与甲醇提取率相差不大,
因而本试验确定用乙醇作为溶剂提取绿豆芽中得总
黄酮。
2.3 单因素试验结果
2.3.1 乙醇浓度对绿豆芽中总黄酮得率的影响
称取 1.00g 绿豆芽干粉, 以不同的浓度的乙醇
溶液为溶剂,料液比为 1∶20,提取温度为 60℃,提取
时间 2h,结果如图 2所示。
图 2 乙醇浓度对绿豆芽中总黄酮得率的影响
Fig.2 Influence of alcohol concentration on extraction ratio of flavonoids
由图 2可以看出,随着乙醇浓度的增加,绿豆芽
中总黄酮得率也逐渐增大。当乙醇浓度达到 70%时,
得率达到最大值,再增加乙醇浓度,总黄酮得率反而
降低。这可能是因为随着乙醇浓度的增大,一些醇溶
性杂质、色素等的浸出量也有所增加,从而影响黄酮
的得率,而且随着乙醇浓度的增加,生产成本也在增
大,因此确定 70%为最佳乙醇浓度。
2.3.2 料液比对绿豆芽中总黄酮得率的影响
称取 1.00g 绿豆芽干粉,在乙醇浓度为 70%,温
度为 60℃的条件下提取 2h,结果如图 3所示。
由图 3 可看出,当料液比大到一定程度(1∶20)
时,再增加料液比绿豆芽中总黄酮浸出量趋于稳定。
可见当料液比为 1∶20 时,溶质中的有效成分已经基
本溶出。 由于过大的料液比会造成溶剂和能源的浪
费,从浸提效果和经济两方面综合考虑,确定最佳料
液比为 1∶20。
2.3.3 提取温度对绿豆芽中总黄酮得率的影响
称取 1.00g 绿豆芽干粉,在乙醇浓度为 70%,料
液比为 1∶20的条件下提取 2h,结果如图 4所示。
图 4 提取温度对绿豆芽中总黄酮得率的影响
Fig.4 Influence of extraction temperature on extraction ratio of flavonoids
从图 4中可以看出: 随着提取温度的升高黄酮
类化合物的得率也逐渐升高, 这是因为随着温度升
高,分子运动速度加快,渗透和扩散作用增强,使黄
酮类化合物更容易溶出。由于乙醇沸点低于 80℃,用
80℃提取时乙醇会挥发而有损失, 而且两种温度
(70℃和 80℃) 对所提取的总黄酮得率差距不是很
大,固本试验中决定选取 70℃为最佳提取温度。
2.3.4 提取时间对绿豆芽中总黄酮得率的影响
称取 1.00g 绿豆芽干粉, 按 1∶20 的料液比加入
70%的乙醇溶液,在温度为 60℃的条件下进行处理,
比较不同时间对总黄酮类化合物提取的影响, 结果
如图 5所示。
由图 5 可以看出,在提取时间 3h 内时,绿豆芽
中总黄酮得率随时间的增加而增加, 但是随着时间
的再增加,得率反而下降。以上表明不同提取时间对
总黄酮得率的影响很大,时间过短,目标成分未能充
分溶出,时间过长可能导致目标成分的热分解损失,
原料要经过 3h 进行充分提取, 总黄酮才能充分溶
出。 因此,3h为最佳提取时间。
溶剂种类 吸光度 总黄酮得率/% 70%乙醇
0.311 0.594 70%甲醇 0.314
0.596 水 0.305 0.581
图 3 料液比对绿豆芽中总黄酮得率的影响
Fig.3 Influence of solid-liquid ratio on extraction ratio of flavonoids
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
乙醇浓度(%)
40 50 60 70 80
总
黄
酮
得
率
( %
)
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
料液比(g/mL)
1:10 1:15 1:20 1:25 1:30
总
黄
酮
得
率
( %
)
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
提取温度(℃)
40 50 60 70 80
总
黄
酮
得
率
( %
)
王影等:绿豆芽总黄酮的提取工艺研究 47
2010年第 5 期
2.4 正交试验结果
在单因素试验基础上,选择 L9(34)正交表,对乙
醇浓度、料液比、提取温度和提取时间四个因素进行
正交试验,确定最佳提取条件。试验结果与极差分析
见表 3。
表 3 L9(34)正交试验结果
Tab.3 Results of the orthogonal test L9(34)
由表 3可知, 影响总黄酮得率的各因素主次顺
序为:C>A>B>D,即提取温度对得率的影响最大,其
次是乙醇浓度,而提取时间的影响最小。由试验结果
可以看出最佳提取工艺条件为 A2B2C3D1, 即最佳条
件为:乙醇浓度 70%,料液比 1∶20,提取温度 70℃,
提取时间 2.5h, 此条件下绿豆芽中总黄酮得率为
0.68%。
3 结论
采用 L9(34)正交试验,确定了绿豆芽中总黄酮类
化合物提取的最佳工艺为:在乙醇浓度 70%、提取温
度 70℃的条件下, 按 1∶20的料液比提取 2.5h时,豆
芽中总黄酮得率最大,在此最佳条件时,绿豆芽中总
黄酮得率达到 0.68%。
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图 5 提取时间对绿豆芽中总黄酮得率的影响
Fig.5 Influence of extraction time on extraction ratio of flavonoids
试验号
因素
总黄酮得
率/%A
乙醇浓度/%
B 料液比
/g / mL
C 提取温
度/℃
D提取时间
/h
1 1(60) 1(1:15) 1(50) 1(2.5) 0.62
2 1 2(1:20) 2(60) 2(3.0) 0.64
3 1 3(1:25) 3(70) 3(3.5) 0.66
4 2(70) 1 2 3 0.66
5 2 2 3 1 0.68
6 2 3 1 2 0.60
7 3(80) 1 3 2 0.65
8 3 2 1 3 0.55
9 3 3 2 1 0.57
K1 1.92 1.93 1.77 1.87
K2 1.94 1.87 1.87 1.89
K3 1.77 1.83 1.99 1.87
k1 0.64 0.64 0.59 0.62
k2 0.65 0.61 0.62 0.63
k3 0.59 0.60 0.66 0.62
R 0.06 0.04 0.07 0.01
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
提取时间(h)
2 2.5 3 3.5 4
总
黄
酮
得
率
( %
)
(上接第 44 页) and mineral content of two edible species
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