免费文献传递   相关文献

枣核中多酚的微波辅助提取工艺研究



全 文 :2013年第 4期江 西 饲 料科 学 实 验
0 前言
红枣是鼠李科枣属植物枣的果实,作为药食
两用的珍贵品种,其营养及药理保健作用人尽皆
知。 我国是红枣的种植大国,拥有世界上 98%以
上的种植面积,而且种植历史悠久,资源丰富 [1]。
红枣的开发利用主要集中于枣肉,其深加工过程
的副产物枣核绝大多数以废弃物的形式丢弃,浪
费资源且对环境造成一定的污染 [2]。 有研究表明
枣核中含有多种活性成分,其中皂苷、黄酮类和
多酚类化合物含量较高。 多酚素有“第七营养素”
之称,作为保健品及药品的重要成分具有显著的
抑菌、抗突变、抗肿瘤、抗病毒、降血糖、降血脂、
防辐射、清除自由基、抗衰老及增强机体免疫力
等作用 [3-7],已经广泛应用于食品、饲料、日用化工
及医药等领域。 目前,枣核中多酚的提取研究报
道甚少,本实验以枣核为原料,研究了微波辅助
提取枣核多酚的条件,在单因素的基础上通过正
交试验对枣核多酚的提取工艺进行优化,旨在为
枣核的合理开发利用提供参考。
1 实验材料与方法
1.1 实验材料及仪器
1.1.1 实验材料 枣核(汉中某农贸市场购买红
枣,手动去核机取核,干燥粉碎过 60 目筛,阴凉
干燥处密封备用);枣肉及枣皮也为实验备用粉
末;没食子酸(中国药品生物制品检验所);无水
乙醇、酒石酸钾钠、硫酸亚铁(西安蓝翔化工有限
公司);氢氧化钠、磷酸二氢钾(成都思科华生物
技术有限公司)。
1.1.2 实验仪器 WF-2000 微波快速反应系统
(上海屹尧分析仪器有限公司);Cary50 型紫外可
见分光光度计(美国瓦里安);WF117 中草药粉碎
机(天津天斯特仪器有限公司);SHZ-D9(Ⅲ)循环
水式真空泵 (巩义市予华仪器有限公司);G-200
电子天平(日本 AND)。
1.2 实验方法
1.2.1没食子酸标准曲线的绘制
精密称取 1.0000 g 没食子酸, 移入 100 mL
的容量瓶中, 用体积分数为 50%的乙醇定容,精
枣核中多酚的微波辅助提取工艺研究
朱沛沛 郝 欢 刘光智 宋 健
(陕西理工学院化学与环境科学学院 汉中 723001)
摘 要:为了研究枣核中多酚的最佳提取条件,在单因素实验的基础上,通过正交实验对工艺条件
进行优化。 结果表明枣核中多酚的最佳提取工艺参数为:乙醇体积分数 60%,微波功率 400 W,微波时
间 4 min,料液 1∶20(g/mL),在最佳工艺条件下,枣核中多酚的提取率达 9.1907%。
关键词:枣核; 多酚; 微波辅助提取
中图分类号:S816.34 文献标识码:A 文章编号:1008-6137(2013)04-0003-04
3- -
2013年第 4期 江 西 饲 料 科 学 实 验
密量取 2 mL 上述溶液移入 100 mL 容量瓶中,加
4 mL水和 10 mL 酒石酸亚铁溶液, 用 pH=7.4 的
PBS 缓冲液定容至 100 mL,量取 0、1.0、2.0、3.0、
4.0、5.0、6.0、7.0、8.0 mL 分别移入 9 个 50 mL 容
量瓶中, 用体积分数为 50%的乙醇定容至刻度
线,用 1 cm比色皿于 544 nm处测吸光度,绘制标
准曲线 , 得标准曲线回归方程 :y =12.394x -
0.0037,相关系数 R2=0.9993,说明在测定范围内
线性关系良好。
式中:y—吸光度值, x—没食子酸标准溶液,
mg/mL。
1.2.2 枣核多酚提取流程
枣核粉末→粉碎→过 60 目筛→加入乙醇→
微波反应→抽滤→离心→取上清液→按照 1.2.1
步骤测定吸光度→计算提取率。
1.2.3 枣核多酚提取液最大吸收波长的测定
按照 1.2.2 的步骤,将在一定工艺参数条件
下得到的枣核多酚提取液的上清液精密量取
1.00 mL 移入 100 mL 的容量瓶中,用体积分数为
50%的乙醇定容至刻度线,按照 1.2.1 的方法分步
加入分析纯, 摇匀静置 5 min, 空白对照后,在
200~600 nm 范围内测定最大吸收波长,测定结果
显示枣核的乙醇提取液在 542.00 nm 处有明显的
吸收峰,与没食子酸标准品的最大吸波长测定结
果基本一致,证实枣核中确实含有多酚。
1.2.4 枣核多酚含量的测定
用移液管精密量取 1.0 mL 提取液离心后的
上清液,按照 1.2.1 的操作方法测定吸光度,代入
标准曲线方程中计算提取液中多酚浓度 C, 按下
式计算多酚提取率:
多酚提取率(%)= C×V×Qm×V0
×100
C—测定液多酚浓度;V—测定液体积;Q—
测定液稀释总倍数;m—枣核粉末的一次提取质
量。
2 试验结果
2.1 红枣不同部位多酚含量的测定
分别称取 1.000 g 的枣核、枣肉及枣皮粉末,
设定微波功率 300 W,微波温度 60 ℃,微波时间
4 min,料液比 1∶20(g/mL),乙醇体积分数 50%,在
此条件下进行微波反应,得提取液,测定吸光度,
计算提取率,每组实验进行 3 次,求得平均提取
率,结果见表 1。
由表 1 可知,枣皮中多酚含量最高,枣核中
多酚的含量也相当可观,枣核通常作为红枣深加
工的副产物被人们当做废弃物处理,浪费资源也
污染环境,如果对枣核加以合理利用,开发枣核
中多酚的药用价值,拓宽其应用范围,为枣核开
辟一条合理利用的新途径值得探索。
2.2 单因素试验结果及分析
2.1.1 乙醇体积分数对枣核多酚提取率的影响
实验条件:微波功率 300 W,微波温度 60 ℃,
微波时间 3 min,料液比 1∶20(g/mL),考察体积分
数分别为 40%、50%、60%、70%、80%的乙醇提取
剂对枣核多酚提取率的影响。 结果如图 1所示。
由图 1 可知, 随着乙醇体积分数的增大,枣
核多酚提取率先增后减,乙醇体积分数为 60%提
取率最大,可能是因为枣核多酚的极性更接近体
积分数为 60%的乙醇的极性,根据相似相容原理
可知, 体积分数为 60%可以促进多酚的溶解,乙
醇体积分数过大多酚提取率反而降低,故选择体
积分数为 60%的乙醇较合适。
2.2.2 微波功率对枣核多酚提取率的影响
实验条件:乙醇体积分数 50%,微波温度60 ℃,
微波时间 3 min,料液比 1∶20(g/mL),考察微波功
率分别为 100 W、200 W、300 W、400 W、500 W 时
对枣核多酚提取率的影响。 结果如图 2所示。
由图 2 可知,微波功率在 100~400 W 的范围
内,枣核多酚的提取率显著提高,400 W 时提取效
表 1 红枣不同部位多酚提取率
红枣部位 枣核 枣肉 枣皮
多酚提取率(%) 8.3644 9.9588 11.8741
图 1 乙醇体积分数的选择
4- -
2013年第 4期江 西 饲 料
图 2 微波功率的选择
科 学 实 验
果最佳。 多酚在小功率微波辐射作用下溶解不完
全,微波功率增大,增强了枣核细胞内压,细胞膜
在强压下破裂,提取物溶解于提取剂中。 微波功
率过大,反应产生的热效应使得部分多酚提取物
分解变质,提取率下降,故选择 400 W 为较佳微
波反应功率。
2.2.3 微波时间对枣核多酚提取率的影响
实验条件:微波功率 300 W,微波温度 60 ℃,
乙醇体积分数 50%,料液比 1∶20(g/mL),考察微
波时间分别为 2 min、3 min、4 min、5 min、6 min 的
乙醇提取剂对枣核多酚提取率的影响。 结果如图
3所示。
由图 3 可知, 随着微波反应时间的延长,枣
核多酚提取率先增大后减小, 微波提取 4 min 时
提取率最大。 微波反应时间短,反应产生的微波
辐射能不足以改变细胞结构和细胞膜电位变化,
多酚的溶解受阻;微波反应时间过长提取剂挥发
严重,增大提取成本。 综合考虑微波时间为 4 min
较合适。
2.2.4 液料比对枣核多酚取率的影响
实验条件:微波功率 300 W,微波温度 60 ℃,
微波时间 3 min,乙醇体积分数 50% ,考察料
液比分别为 1∶10(g/mL)、1∶15(g/mL)、1∶20(g/mL)、
1∶25(g/mL)、1∶30(g/mL)时对枣核多酚提取率的影
响。 结果如图 4所示。
由图 4 可知,枣核多酚提取率随着料液比的
增大而增大,当料液比为 1∶25(g/mL)时提取率最
大,此时原料表面与提取剂之间的浓度差不再是
影响提取率的主要因素。 大于此液料比,提取率
有所下降,可能是因为枣核中其他杂质也竞相溶
解,此时的提取物品质较差,所以选择 1∶25 (g/mL)
为较佳液料比。
3 正交试验结果
为了确定微波辅助提取枣核多酚的最佳工
艺条件,选择乙醇体积分数、微波功率、微波时
间、液料比四个因素,添加一个空列,以提取率为
指标,选择适合的水平范围,以 L16(45)设计表进
行正交试验,正交试验结果见表 2。
图 3 微波时间的选择
图 4 液料比的选择
表 2 正交实验结果


A B C D
乙醇体积分数 微波功率 微波时间 料液比 提取率
(%) (W) (min) (g/mL) (%)
1 1(40) 1(200) 1(3) 1(1∶10) 6.2438
2 1 2(300) 2(4) 2(1∶15) 7.8672
3 1 3(400) 3(5) 3(1∶20) 7.5091
4 1 4(500) 4(6) 4(1∶25) 7.4762
5 2(50) 1 2 3 7.8341
6 2 2 1 4 7.7194
7 2 3 4 1 6.8247
8 2 4 3 2 7.8916
9 3(60) 1 3 4 7.1125
10 3 2 4 3 7.8928
11 3 3 1 2 8.7761
12 3 4 2 1 7.6539
13 4(70) 1 4 2 6.7305
14 4 2 3 1 7.6328
15 4 3 2 4 8.8083
16 4 4 1 3 8.0761
K1 7.274 6.980 7.704 7.089
K2 7.567 7.778 8.041 7.816
K3 7.859 7.980 7.537 7.828
K4 7.812 7.774 7.231 7.779
R 0.585 1.000 0.810 0.739
5- -
2013年第 4期 江 西 饲 料
化过程,保护细胞膜免受损伤。本实
验表明饲料里添加红花黄色素能提高断奶仔猪
血清中 SOD 活性, 降低血清中 MDA 的含量,从
而提高了断奶仔猪的抗氧化能力。
4 结论
试验表明在断奶仔猪饲料里添加红花黄色
素可提高断奶仔猪的采食量、日增重,降低腹泻
频率,提高断奶仔猪的生产性能,提高血清 SOD
含量,降低血清 MDA 含量,提高断奶仔猪的抗氧
化能力 。 综合各项指标断奶仔猪饲料中添加
0.03%红花黄色素效果较为理想。
参考文献
[1] 王世若,王兴龙,韩文瑜.现代动物免疫学[M].吉林:吉
林科学技术出版社,2001.373~382.
[2] 金鸣,王玉芹,等。 红花中黄酮醇类成分的分离和鉴定
[J].中草药,2003,34(4):306~307.
[3] 张戈,郭美丽,等。 红花化学成分研究[J].第二军医大学
学报,2005,26(2):22~23.
[4] 金鸣,李金荣,吴伟,等。红花黄色素抗氧化作用的研究
[J].中国中药杂志,2004,29(5):447~449.
[5] 赵克然,杨毅军,曹道俊 .氧自由基与临床[M].北京:中
国医药科技出版社,2000.276~289.
[6] 张宏福.动物营养参数与饲养标准[M]北京:中国农业出
版社,2010:212-213。
从表 2 正交试验结果可以看出,影响微波辅
助提取枣核多酚各因素的主次顺序为微波功率>
微波时间>料液比>乙醇体积分数。 正交实验所确
定的最佳提取工艺条件组合为 A3B3C2D3,即
乙醇体积分数 60%、微波功率 400 W、微波时间
4 min、料液比 1∶20 (g/mL)。 在此条件下进行 3 次
平行验证试验,枣核多酚提取率分别为 9.1873%、
9.1935%、9.1914%,平均提取率约为 9.1907%,高
于正交试验中提取率最高组合,所以确定为最佳
提取工艺条件。
4 结论
4.1 最佳提取工艺条件
通过正交试验优化了枣核中多酚的微波提
取工艺, 得最佳提取工艺条件: 乙醇体积分数
60%、微波功率 400 W、微波时间 4 min、料液比
1 ∶20(g/mL),在此条件下枣核多酚的提取率为
9.1907%。 各因素对多酚提取率的影响顺序为:微
波功率>微波时间>料液比>乙醇体积分数。
4.2 节约提取成本措施
由表 2 分析结果可知,乙醇体积分数在枣核
多酚提取实验中的影响最小, 为了节省提取成
本,可适当的减小乙醇体积分数,同时应该控制
好微波功率、微波时间及料液比。
4.3 微波提取的前景
微波提取高效快捷,提取率高,在天然产物
的提取领域有一定的发展前景。
参考文献
[1] 杨永祥,陈锦屏,吴曼.红枣营养保健价值及其加工利用
的研究进展[J].农产品加工, 2009(1):52-54.
[2] 吴宇宽,刘章武.红枣红色素提取方法的优化研究[J].现
代食品科技,2008,24(3): 265-268.
[3] 许牡丹,张瑞花,王瑾锋.枣核中总皂苷提取工艺的研究
[J].食品科技,2011,36(1):181-183.
[4] 郝会芳,王艳辉,苗笑阳,等.枣核中多酚物质提取条件的
初步研究[J].华北农学报,2007, 22(增刊 1): 48-52.
[5] 张吉祥,欧来良.枣核总黄酮的微波辅助提取工艺优化
[J].食品科学,2012,33(16):45-47.
[6] 李宁. 植物多酚类化合物抗肿瘤药物筛选及作用机制
研究[D].贵阳:贵州大学,2009
[7] 耿中华.植物多酚的研究进展[J].广西轻工业 ,2008,114
(5):4-6.
[作者简介:朱沛沛(1991-),陕西渭南人,化工专业本科
在读。 ]
科 学 实 验
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
(上接第 2 页)
6- -