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荔枝壳中总黄酮的提取工艺研究



全 文 :第 30 卷 第 5 期
Vol. 30 No. 5
钦 州 学 院 学 报
JOURNAL OF QINZHOU UNIVERSITY
2015 年 5 月
May.,
欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟
2015
[收稿日期]2014-12-02
[基金项目]广西高校科学技术研究项目:外场强化下内部沸腾法提取天然植物有效成分的工艺研究
(2013LX158)。
[作者简介]郑韵英(1983-) ,女,广西北海人,钦州学院化学化工学院实验师。
荔枝壳中总黄酮的
提取工艺研究
郑韵英,钟书明,刘 冰,黎真秀
( 钦州学院 化学化工学院,广西 钦州535099)
[摘 要] 采用内部沸腾法提取荔枝壳中总黄酮,在解吸剂浓度为 80%乙醇、用量为 4mL /g、时间为
15min,提取剂浓度为 25%乙醇、用量为 20mL /g、提取温度为 85℃,提取两次,每次 4min 的条件下,总黄酮提取
得率为 23. 4%,总黄酮含量为 38. 9%,实验结果表明:内部沸腾提取法用于荔枝壳中总黄酮的提取快速有效且
经济环保,优势明显。
[关键词] 内部沸腾法;荔枝壳;提取工艺;总黄酮
[中图分类号] O629 [文献标识码] A [文章编号] 1673-8314(2015)05-0018-04
荔枝(Litchi chinensis Sonn. ) 原产于中国,目
前主要分布在我国的广东、广西、福建、四川、台湾
等地区[1]。荔枝较高营养和经济价值而成为我国
食品行业的重要原料以及外贸出口最具竞争力的
名特稀优水果之一[2]。然而荔枝壳通常在新鲜荔
枝加工和消费过程中直接被丢掉了,造成了很大
的资源浪费。荔枝壳重量占果实总重的 16%左
右[3],按照 2013 年广西钦州市产量约 25 万吨计
算,荔枝壳产量约有 4 万吨。因为荔枝壳富含黄
酮类、酚酸类和水溶性多糖等生理活性物质[3],而
这些物质具有良好的抗氧化性能和清除自由基能
力。另外,在《本草纲目》中有关荔枝壳的记载
有:“主痘疮出不快,煎汤饮之。又解荔枝热,浸
水饮。”等。因此,对荔枝壳进行开发研究以提高
荔枝产品的附加值和促进农业经济发展及保护环
境具有重要意义。
涂华等[4 - 5]曾采用超声波以及超声波与微
波辅助的提取方法,研究了荔枝壳中黄酮类化合
物的提取工艺,虽然提取时间短,但是超声波和微
波提取过程投资大且有微波辐射污染等,扩大应
用较为困难;另有杨宝等[6]采用响应面分析方法
研究荔枝壳中黄酮类化合物的醇提工艺,也存在
用时过长的缺陷。徐华东等[7]采用减压内部沸腾
法提取葛根中的异黄酮取得了良好的效果,本研
究尝试采用内部沸腾法的单因素的试验方案对荔
枝壳中的黄酮类化合物进行强化提取,以总黄酮
得率为指标,考察 7 个提取条件对荔枝壳黄酮有
效成分的影响。
1 材料与方法
1. 1 材料与仪器
芦丁对照品 ( 中国药品生物制品检定所) ;荔
枝采自广西钦州市,取壳清洗晒干,粉碎过 100
目。其它试剂均为分析纯。
紫外分光光度计 PC2501( 日本岛津) ;循环水
式多用真空泵 SHB - III( 郑州长城) ; 真空干燥箱
BPZ -6090LC( 上海一恒) ;微型植物粉碎机FZ -
102( 泰斯特仪器)。
第 5 期 郑韵英,钟书明,刘 冰,黎真秀:荔枝壳中总黄酮的提取工艺研究
1. 2 实验方法
1. 2. 1 标准曲线的制作
采用亚硝酸钠—硝酸铝比色法,按照文献[8]
操作,绘制标准工作曲线,拟合得回归方程为 A =
3. 9436C + 0. 0064 (R2 = 0. 9995),A 为吸光度,C
为浓度,单位 g /L,在 0 ~ 0. 171g /L 范围内呈良好
线性关系。
1. 2. 2 总黄酮得率的测定
将荔枝壳提取液按 1. 2. 1 方法进行测定其吸
光值。黄酮得率的计算公式为 ω = ncvm × 1000 ×
100%
式中:C为荔枝壳提取液中黄酮的浓度,g /L;
n为稀释的倍数;V为体积(mL) ;m为荔枝壳粉末
的重量(g)。
1. 2. 3 内部沸腾法提取工艺的确定
采用单因素试验方法,分别考察解吸过程的
乙醇浓度、用量及解吸时间和提取过程的乙醇浓
度、用量及提取温度、时间 7 个因素对黄酮提取得
率的影响[9]。
准确称量 1. 00 g 的荔枝壳粉末置于 50 mL
烧杯中,加入解吸剂使荔枝壳样品渗透充分,然后
迅速加入温度高于解吸剂沸点的乙醇提取剂,在
精密恒温浴槽中提取后减压过滤,滤渣进行二次
提取,合并二次滤液并缩后置于真空干燥后称量。
根据 1. 2. 2 计算黄酮提取得率。
2 结果与分析
2. 1 解吸剂浓度对荔枝壳总黄酮提取得率的影响
选用解吸剂浓度为(50%、60%、70%、80%、
90%)4mL 对荔枝壳粉末解吸 15min 后,用 15mL
85℃的 25%的乙醇提取 4 min 两次,测定提取液
中总黄酮得率。结果见图 1,解吸剂浓度增大荔
枝壳总黄酮的提取得率也跟着提高,得率最大值
出现在乙醇浓度为 80%时,随着浓度的不断增
大,提取得率反而下降了。因为乙醇对渗透植物
细胞及解吸有效成分的能力最好的范围是 60%
-80%,对于黄酮类化合物,乙醇浓度越高溶解能
力越强,所以,80%出现了最大值。因此,选择最
佳解吸浓度为 80%。
图 1 解吸剂浓度对荔枝壳总黄酮提取得率的影响
Fig. 1 releasing concentration on extraction rate of total flavonoids
2. 2 解吸剂用量对荔枝壳总黄酮得率的影响
选用解吸剂用量为(2. 0、3. 0、4. 0、5. 0、6. 0)mL
80%乙醇对荔枝壳粉末解吸 15min 后,用 85℃15
mL浓度为 25%的乙醇提取 4 min,提取两次。测
定提取液中总黄酮得率。结果见图 2,荔枝壳总
黄酮的提取得率随着解吸剂量的增加而升高,当
解吸剂用量到达 4mL 后提取得率趋向恒定。这
是因为随着用解吸剂用量的增加,解吸过程越充
分,当解吸剂用量达到 4mL 时,黄酮解吸基本完
全,因此选择解吸剂用量为 4mL。
图 2 解吸剂用量对荔枝壳总黄酮提取得率的影响
Fig. 2 Releasing amount on extraction rate of total flavonoids
2. 3 解吸时间对荔枝壳总黄酮得率的影响
选用解吸剂时间为(5、10、15、20、25)min 用
80%乙醇 4mL对荔枝壳粉末进行解吸后,用 85℃
15 mL浓度为 25%的乙醇提取 4 min,提取两次。
测定提取液中总黄酮得率。结果见图 3,荔枝壳
总黄酮的提取得率随解吸时间的增加先升高后稳
定,当解吸时间到达 15min 后提取得率基本趋于
平稳。这是因为解吸时间短而解吸不充分,当解
吸时间到达 15min时,解吸过程基本完全,提取得
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钦州学院学报 第 30 卷
率达到最佳值,从经济等角度考虑不必增加解吸
时间,故选用解吸时间为 15min。
图 3 解吸时间对荔枝壳总黄酮提取得率的影响
Fig. 3 Releasing time on extraction rate of total flavonoids
2. 4 提取剂浓度对黄酮得率的影响
在最优的解吸条件下,考察提取剂浓度
(10%、15%、20%、25%、30%) 乙醇对荔枝壳总
黄酮提取得率的影响。由图 4 可知,最佳的总黄
酮提取得率是在 25%的乙醇下出现的。原因是
乙醇浓度小时对荔枝壳总黄酮的溶解也相应减小
从而导致提取效果不充分。而提取剂浓度与解吸
剂的浓度之间是存在浓度差的,提取剂浓度大,就
会缩小与解吸剂之间的差距,从而导致提取强度
降低,样品内部扩散变慢,提取得率下降。因此,
选取提取剂浓度为 25%乙醇。
图 4 提取剂浓度对荔枝壳总黄酮提取得率的影响
Fig. 4 Solvent concentration on extraction rate of total flavonoids
2. 5 提取温度对黄酮得率的影响
在最优的解吸条件下,选用提取剂 25% 乙
醇,提取温度设定为(75℃、80℃、85℃、90℃、
95℃)。由图 5 可知,随着提取温度的升高,提取
得率在提取温度为 85℃时出现最大值。因为内
部沸腾法最重要因素是温度,当温度达到或稍高
于解吸剂沸点时,物料内部产生沸腾而使提取过
程由分子扩散变为对流扩散,也使得提取过程得
以强化;而温度过高时,物料内部及外部都产生沸
腾,对流扩散过程过早结束导致提取率降低。因
此,选取提取温度为 85℃。
图 5 提取温度对荔枝壳总黄酮提取得率的影响
Fig. 5 Extraction temperature on extraction rate of total flavonoids
2. 6 提取时间对总黄酮提取得率的影响
在最优的解吸条件下,在提取温度 85℃用
25%乙醇提取时间(3、4、5、6、7)min两次。由图 6
可知,荔枝壳黄酮有效成分的提取得率随着提取
时间的增加而逐渐升高,提取得率最佳值于 4min
出现,4min 后提取得率没有增进效果,说明提取
基本完成。因为物料内部瞬间产生对流扩散,而
瞬间的对流扩散速度比分子扩散速度要快 100 倍
左右[10],所以只需要 4min 就可以将物料中有效
成分提取完成,提取率趋于稳定。因此选取提取
时间为 4min。
图 6 提取时间对荔枝壳总黄酮提取得率的影响
Fig. 6 Extraction time on extraction rate of total flavonoids
2. 7 提取剂的量对总黄酮取得率的影响
在最优的解吸条件下,用 85℃的 25%乙醇提
取 4min 两次,提取剂用量(10. 0、15. 0、20. 0、
25. 0、30. 0)mL考察提取剂用量对荔枝壳总黄酮
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第 5 期 郑韵英,钟书明,刘 冰,黎真秀:荔枝壳中总黄酮的提取工艺研究
提取得率的影响。根据图 7 可以判断出随着提取
剂用量的增加,荔枝壳粉末中黄酮类化合物逐渐
减少而黄酮得率也不断提高,提取得率最佳时出
现在提取剂用量 20mL 时,继续增加提取剂用量
提取得率趋于平稳。因此,选取最佳提取剂的量
为 20mL。
图 7 提取剂的量对荔枝壳总黄酮取得率的影响
Fig. 7 The quantity of solvent on extraction rate of total flavonoids
3 结论
采用内部沸腾法提取荔枝壳中总黄酮的最佳
条件为:解吸剂浓度为80%乙醇、用量为 4mL /g、
时间为 15 min,提取剂浓度为 25%乙醇、用量为
20mL /g、提取温度为 85℃,提取时间为 4min。在
该条件下总黄酮提取得率为 23. 4%,总黄酮含量
为 38. 9%。较文献[3]提出的结果好。而且内部
沸腾提取法提取荔枝壳总黄酮,具有提取时间短,
乙醇用量少,杂质含量少,说明了内部沸腾法提取
法有利于荔枝壳提高荔枝产品的附加值,对荔枝
壳黄酮类化合物的提取优势明显。
参 考 文 献
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Research on the Extraction of Total Flavonoids from Litchi Pericarp
ZHENG Yun-ying,ZHONG Shu-ming,LIU Bing,LI Zheng-xiu
(College of Chemistry and Chemical Engineering,Qinzhou University,Qinzhou 535000,China)
Abstract:With internal boiling method,this paper extracts the total flavonoids from litchi pericarp. The First extraction is
ethanol of 80% desorbent concentration,amount of 4mL / g,time of 15minutes;the second extraction ethanol of 25% desorbent
concentration,amount of 20mL / g,temperature of 85 ℃ . The result is that with 4minutes each time,the extraction rate of total
flavonoids is 23. 4%,with 38. 9% of total flavonoid content. Finally,this paper concludes that the internal boiling method to ex-
tract total flavonoids from litchi pericarp is fast,efficient,economical,environmental - friendly and advantageous.
Key words:inner ebullition;Litchi Pericarp;extraction;total flavonoids
[责任编辑 江元杪]
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