全 文 ：食品研究与开发 2007.Vol.28.NO.08
作者简介:李姣娟(1965-),女(汉),副教授,主要从事天然产物化学与利用方面的研究。
70℃;醇提:70%乙醇用量10倍/次×2次,每次30min,
溶剂温度70℃,实验数据如表7。从表7的数据可以看
出,醇提的效果明显好于水提。
4 讨论
1)从茶叶中提取茶多酚的工艺,水提和醇提均被
广泛使用,这两种方法各有优劣。水提的优点:水的成
本低;如果考虑进一步通过树脂来纯化茶多酚的话,可
以直接将提取液离心,取清液上样,不需回收溶剂;水
提液上样时对树脂污染轻,树脂使用寿命长;水提的缺
点:提取效果差。醇提的优点:提取效果好;醇提的缺
点:下一步经树脂纯化前,必须将提取液先回收乙醇至
无醇味,离心去除沉淀后,方可取清液上样;醇提液中
的脂溶性色素较多,容易对树脂造成死吸附,污染树
脂,缩短树脂的使用寿命。
2)茶叶粒度对提取效果的影响本实验未考虑,如
果将茶叶粉碎成很细的粉末后提取,提取效果可能会
大大提高,水提取效果差的缺点会被很大程度上克服,
这时,水提与醇提的比较优势会明显一些。
参考文献:
[1] 毕彩虹,杨坚.茶多酚的保健作用研究进展[J].西南园艺,2006,34
(2):37-39
[2] 王利,翟金兰,杨婷,等.茶多酚的应用及提取方法[J].食品研究与
开发,2006,27(3):154-156
收稿日期:2006-12-19
表7 水提和醇提增加提取次数后的提取率/%
Table7 Extracting-ratesofseveraltimesextracting
提取次数
Extractiontimes
1
2
3
水提
Water-extracting
42.48
68.84
80.01
醇提
Alcohol-extracting
74.11
97.22
─
李姣娟 1,黄克瀛 2,龚建良 2,陈丛瑾 3
(1.中南林业科技大学应用化学研究所,湖南 株洲 412006;2.中南林业科技大学材料科学与工程学院,
湖南 长沙 410004;3.广西大学化学化工学院,广西 南宁 530004)
微波法提取川桂叶总黄酮工艺条件的研究
摘 要:首次利用微波法提取川桂叶中的黄酮类化合物,探讨了乙醇浓度、固液比、提取温度、提取时间和提取次数
等因素对总黄酮得率的影响,通过 L9(34)正交试验确定了提取的最佳工艺条件。结果表明:微波法提取川桂叶
总黄酮的最佳工艺条件为:以 65%乙醇按照固液比 1∶20,在 85℃条件下提取 9min,连续提取 2次,总黄酮得
率为 22.36mg/g。
关键词:微波提取法;川桂叶;总黄酮;最佳提取工艺
STUDYONMICROWAVEEXTRACTIONOFTOTALFLAVONOIDSFROMCINNAMOMUMWILSONILEAVES
LIJiao-juan1,HUANGKe-ying2,GONGJian-liang2,CHENCong-jin3
(1.AppliedChemistryInstitute,CentralSouthUniversityofForestryandTechnology,Zhuzhou412006,Hunan,China;
2.MaterialScienceandEngineeringColege,CentralSouthUniversityofForestryandTechnology,Changsha410004,
Hunan,China;3.ChemistryandChemicalEngineeringColege,GuangxiUniversity,Nanning530004,Guangxi,China)
Abstract:TheflavonoidsfromCinnamomumwilsonileaveswereobtainedbymicrowaveextractionforthefirst
time.Extractionconditions,i.e.,theconcentrationofextractingsolventethanol,materialratio (theweightof
leavestothevolumeofextractingsolvent,g/mL),extractiontemperature,extractiondurationandextractiontimes
wereinvestigated.Theoptimumextractionconditionsweredeterminedbyorthogonalexperimentsandwereas
folows:extractingsolvent65%ethanol,materialratio1:20,temperature85℃,extractionduration9min,ex-
tractedtwotimesbymicrowaveextraction.TheyieldoftotalflavonoidsfromCinnamomumwilsonileaveswas
22.36mg/g.
Keywords:microwaveextraction;Cinnamomumwilsonileaves;totalflavonoids;optimumextractionprocess
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
科学研究
71
食品研究与开发2007.Vol.28.NO.08
川桂(CinnamomumwilsoniGamble)为樟科芳香植
物,常绿乔木,生长在山谷或山坡阳处、沟边,疏林或密
林中,分布于湖北、四川、湖南、广西、广东、江西和陕西
等地[1]。川桂的叶、枝和皮都可用作烹饪香料,烹制各
种肉类、鱼类等食品,具有去腥增香的作用。川桂的枝
和皮常用作中药材治疗疾病,可单独使用或复方配伍,
具有多种疗效[2-3],是一种具有较高经济利用价值的药
食两用植物。川桂中除含有挥发油外[4-7],研究发现川桂
叶中还含有黄酮类化合物。黄酮类化合物具有多方面
的生物活性及药理作用,还可用作食品甜味剂、抗氧化
剂和食用色素等[8],因而对黄酮类化合物的研究引起了
国内外的广泛重视,黄酮类化合物的提取技术也从传
统的溶剂提取法向高效、自动化的微波提取、超声波提
取、超临界流体萃取等现代提取技术发展。由于微波提
取具有投资少、设备简单、适用范围广、重现性好、选择
性高、操作时间短、热效率高、不产生污染和易于自动
化等优点,微波提取技术已应用于提取挥发油、苷类、
多糖、萜类、生物碱、黄酮、单宁、甾体及有机酸等[9]。目
前微波提取技术应用于提取黄酮类化合物的报道有竹
叶黄酮的提取[10]、银杏叶黄酮的提取[11-12]、山楂叶黄酮
的提取[13-14]、桑叶黄酮的提取[15]、香椿叶黄酮的提取[16]
等。本文首次利用微波提取技术提取川桂叶黄酮,研究
了乙醇浓度、固液比、微波提取温度、提取时间和提取
次数对川桂叶总黄酮得率的影响,并采用正交试验法
确定了提取川桂叶总黄酮的最佳工艺条件,为川桂资
源的开发利用提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 主要仪器、试剂和材料
1.1.1 主要仪器
MAS-I型常压微波辅助合成/萃取反应仪(微波功
率 0W~1000W,2450MHz):上海新仪器微波化学科
技有限公司;FW100型高速万能粉碎机:天津市泰斯
特仪器有限公司;UV-1100型紫外可见分光光度计:北
京瑞利分析仪器公司;DZF-6050型真空干燥箱:上海
精密实验设备有限公司。
1.1.2 试剂
芦丁,生化试剂;石油醚(60℃~90℃),95%乙醇,
氢氧化钠,亚硝酸钠,硝酸铝均为国产分析纯。
1.1.3 材料
川桂叶样品于 2006年 2月采于湖南省新化县
海拔 800米的山坡,属野生川桂,经中南林业科技大
学刘克旺教授鉴定确认。川桂叶样品经洗净、阴干、
粉碎、过 24目筛,经石油醚预处理后贮存于试剂瓶
中避光保存。
1.2 实验方法
1.2.1 标准曲线的绘制
精密称取在 120℃减压干燥至恒重的芦丁对照
品 34.6mg,加 30%乙醇适量,置水浴上微热使之溶
解,冷却后定量转入100mL容量瓶中,用30%乙醇定
容,摇匀,即得浓度为34.6μg/mL的芦丁标准溶液。
吸取芦丁标准溶液1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0mL,
分别置25mL容量瓶中,用30%乙醇补充至12.5mL,
加入5%亚硝酸钠溶液1mL,摇匀,放置6min,加入
10%硝酸铝溶液 1mL,摇匀,放置 6min,加入 4%
氢氧化钠溶液 10mL,摇匀,用 30%乙醇定容,摇匀,
放置 15min后于波长 510nm处测定吸光度 A值,试
剂空白为参比液。以吸光度A对芦丁浓度 C作图,绘
制标准曲线如图1所示,其线性回归方程为:A=0.00627
+0.01084C,R=0.99989,线性范围为 13.84μg/mL~
83.04μg/mL。
1.2.2 提取川桂叶黄酮的单因素试验
称取5.000g川桂叶粉放入圆底烧瓶中,加入一定
体积、一定浓度的乙醇溶液,装上球形冷凝管,在一定
温度下微波提取一定时间,抽滤,滤液转入容量瓶中定
容。吸取适量滤液于25mL容量瓶中,以样品空白为参
比,按照 1.2.1中的方法显色并测定吸光度,根据回归
方程,计算川桂叶总黄酮得率。
在考察某一因素对川桂叶总黄酮得率的影响时,
固定其它因素及其水平。
1.2.3 提取川桂叶黄酮的正交试验
在单因素试验的基础上,以乙醇浓度、固液比、提
取温度、提取时间为影响因素,按L9(34)正交表设计实
验方案并进行正交试验,以总黄酮得率为考察指标,确
定提取川桂叶总黄酮的最佳工艺条件。
图1 芦丁标准曲线
Fig.1 ThestandardcurveoftheRutinstandardsamples
科学研究
72
食品研究与开发 2007.Vol.28.NO.08
图2 乙醇浓度对总黄酮得率的影响
Fig.2 Efectoftheethanolconcentrationonyieldoftotalflavonoids
图3 微波提取时间对总黄酮得率的影响
Fig.3 Efectofmicrowaveextractionduration
onyieldoftotalflavonoids
2 结果与讨论
2.1 单因素试验
2.1.1 乙醇浓度对总黄酮得率的影响
在5.000g川桂叶粉中加入100mL不同浓度的乙
醇溶液,80℃下微波提取5min,抽滤,定容,测定其吸
光度,并计算川桂叶总黄酮得率,得到不同乙醇浓度对
川桂叶总黄酮得率的影响规律如图2所示。
从图2可以看出,随着乙醇浓度的增大,川桂叶总
黄酮的得率先增大后减小,当乙醇浓度为70%时,川
桂叶总黄酮的得率达到最大。这是因为乙醇对黄酮的
溶解度比水大,乙醇对细胞的破坏作用比水强,在微波
作用下这种差异表现得更加明显。同时,实验中发现乙
醇浓度越小,提取液的粘度越大。这是因为蛋白质、糖
类、果胶和树胶等在水中的溶解度比在乙醇中的大,使
得这些大分子物质的溶出量增加,从而使溶液粘度增
大,过滤困难。乙醇浓度越大,叶绿素等脂溶性物质溶
出也越多。因此,综合考虑这些因素的影响,确定乙醇
浓度在70%左右较好。
2.1.2 微波提取时间对总黄酮得率的影响
在 5.000g川桂叶粉中加入 100mL70%乙醇溶
液,80℃下微波提取不同时间,得到微波作用时间对
川桂叶总黄酮得率的影响规律如图3所示。
从图3可以看出,微波提取能在较短时间内使川
桂叶黄酮的提取效果达到最大,而且开始时随着微波
作用时间的增加,川桂叶总黄酮的得率迅速增大。这是
因为微波穿透能力强,微波辐射能导致植物细胞内的
极性物质,尤其是水分子吸收微波能,产生大量的热
量,使细胞内温度迅速上升,液态水汽化产生的压力将
细胞膜和细胞壁冲破,形成微小的孔洞;进一步加热,
导致细胞内部和细胞壁水分减少,细胞收缩,表面出现
裂缝。孔洞和裂缝的存在使胞外溶剂容易进入细胞内,
溶解并释放出胞内产物。但是,随着时间的增加,受热
破坏而损失的黄酮量也增加,因此,川桂叶总黄酮得率
随着微波作用时间的增加而呈现出先升高后降低的变
化规律。
2.1.3 固液比对总黄酮得率的影响
在5.000g川桂叶粉中加入不同体积的70%乙醇
溶液,80℃下微波提取9min,得到不同固液比对川桂
叶总黄酮得率的影响规律如图4所示。
从图4可知,随着溶剂量的增加,总黄酮得率呈现
先升高后降低的趋势。当固液比低于 1:20时,总黄酮
得率随着固液比的增大而升高,因为黄酮得率的高低
与黄酮向溶剂扩散的难易程度有关,固液比太低,溶剂
量少,导致两相界面之间的浓度差太小,不利于黄酮的
扩散。但当固液比高于1:20时,总黄酮得率反而降低,
这可能是由于已经浸出的黄酮对未浸出的黄酮的协同
浸提作用的影响,固液比太高,黄酮浓度下降,不利于
协同浸提,因而总黄酮得率反而降低。
2.1.4 提取温度对总黄酮得率的影响
在 5.000g川桂叶粉中加入 100mL70%乙醇溶
图4 固液比对总黄酮得率的影响
Fig.4 Efectoftheratioofsolidtoliquidonyieldoftotalflavonoids
科学研究
73
食品研究与开发2007.Vol.28.NO.08
表3 最佳工艺条件的验证结果
Table3 Trialresultsoftheoptimumextractionprocess
1
19.57
2
19.42
3
20.08
平均值Average
19.69
实验编号No.
总黄酮得率/(mg/g)
Yieldoftotalflavonoids/(mg/g)
图5 提取温度对总黄酮得率的影响
Fig.5 Efectoftheextractiontemperatureonyieldoftotalflavonoids
液,在不同温度下微波提取9min,得到提取温度对川
桂叶总黄酮得率的影响规律如图5所示。
从图5可知,随着提取温度的升高,总黄酮得率增
大,当温度达到80℃时,总黄酮得率达到最大,然后随
着温度的升高,总黄酮得率反而降低。这可能是因为:
一方面,MAS-I型常压微波辅助合成/萃取反应仪的微
波功率受设置温度的控制,设置温度低,微波功率低,
对细胞的破碎作用弱,破碎程度小,设置温度高,微波
的功率高,对细胞的破碎作用强,破碎程度大,胞内产
物容易被释放,但细胞的破碎并不是无限制的,最终会
达到平衡;另一方面,升高温度,黄酮的溶解度和扩散
速度都增大,有利于黄酮的溶出,但温度太高,可能导
致黄酮湿热降解,从而降低了黄酮含量。
2.2 正交试验
为了确定提取川桂叶总黄酮的最佳工艺条件及各
因素的影响大小,在单因素试验的基础上选取乙醇浓
度、提取时间、固液比和提取温度4个因素进行4因素
3水平正交试验,正交试验结果见表 1,对结果进行方
差分析和显著性检验,结果见表2。
表1 正交试验结果
Table1 Resultsoforthogonaltest
总黄酮得率/(mg/g)
Yieldoftotalflavonoids/(mg/g)
15.65
18.41
16.60
15.93
16.77
14.43
14.84
15.01
13.31
因素Factor
表2 试验方差分析
Table2 Varianceanalysisofthetest
F0.01(2,4)=18.0,F0.05(2,4)=6.94,F0.10(2,4)=4.32
平方和
SS
9.386
5.862
1.845
0.789
2.634
自由度
DF
2
2
2
2
4
均方
MS
4.693
2.931
0.922
0.394
0.658
F值
F-value
7.127
4.451
1.401
0.599
显著性
Significance
*(F0.01>F>F0.05)
△(F0.05>F>F0.10)
方差来源
SV
A
B
C
D
E(C+D)
Fα
注:表中*表示P<0.05因素影响显著,△表示有一定影响。
A浓度/%
Concentration/%
1(65)
1
1
2(70)
2
2
3(75)
3
3
16.887
15.710
14.387
2.50
B固液比/(g/mL)
Ratioofsolidtoliquid/(g/mL)
1(1:15)
2(1:20)
3(1:25)
1
2
3
1
2
3
15.473
16.730
14.780
1.95
C温度/℃
Temperature/℃
1(75)
2(80)
3(85)
2
3
1
3
1
2
15.030
15.883
16.070
1.04
D时间/min
Duration/min
1(8)
2(9)
3(10)
3
1
2
2
3
1
15.243
15.893
15.847
0.65
试验号
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
k1
k2
k3
R
表1的试验结果和表2的方差分析及显著性检验
表明,乙醇浓度对川桂叶总黄酮得率的影响显著,固液
比对总黄酮得率有一定的影响,而提取温度和提取时
间的影响则很小,四种影响因素的主次顺序是:乙醇浓
度>固液比>提取温度>提取时间。提取川桂叶总黄酮的
最佳工艺为A1B2C3D2,即用65%乙醇,在固液比1:20,温
度85℃条件下微波提取9min。
2.3 最佳工艺条件的验证
称取5.000g川桂叶粉,按A1B2C3D2组合进行三次
平行实验,实验结果如表3所示。
表3实验结果表明,在最佳工艺条件下,三次平行
科学研究
74
食品研究与开发 2007.Vol.28.NO.08
图6 提取次数对总黄酮得率的影响
Fig.6 Efectoftheextractiontimesonyieldoftotalflavonoids
作者简介:黄永春(1974-),男,博士,副教授,研究方向:多糖类物质的制备与利用。
实验中得到的川桂叶总黄酮的得率都高于单因素试验
和正交试验的每次结果,所选取的工艺A1B2C3D2确为
最佳工艺。
2.4 提取次数的确定
称取5.000g川桂叶粉,在正交试验确定的最佳工
艺条件下,分别微波提取1、2、3、4次,结果如图6所示。
由图6可以看出,随着提取次数的增加,累计总黄
酮得率增大,但增大的幅度逐渐减小,当提取次数超过
2次后,增大的幅度很小,从设备利用率和经济效益考
虑,确定提取次数为2次,总黄酮得率为22.36mg/g。
3 结论
1)首次从川桂叶中提取黄酮类化合物,为川桂资
源的开发利用提供理论依据。
2)微波法提取川桂叶总黄酮最佳工艺条件是:乙
醇浓度65%,固液比1∶20(g/mL),提取温度85℃,提取
时间9min,连续提取2次,总黄酮得率为22.36mg/g。
3)微波提取是一种现代提取技术,提取效率高,能
有效降低生产成本,提高经济效益。
参考文献:
[1] 肖培根.新编中药志:第3卷[M].北京:化工出版社,2002:645
[2] 卢祥之.名医名方[M].北京:中国医药科技出版社.1991:375
[3] 王付.风寒头痛妙方川桂止痛汤[J].家庭医学,2004(7):59
[4] 陶光复,孙汉董,丁靖垲.湖北川桂叶精油的化学成分[J].武汉
植物学研究,2002,20(2):162-164
[5] 王发松,杨得坡,任三香,等.川桂叶挥发油的化学成分与抗菌活
性研究[J].武汉植物学研究,2000,18(4):321-324
[6] 任三香,王发松,黄世亮,等.川桂枝挥发油的 GC/MS分析[J].
质谱学报,2001,22(4):54-57
[7] 任三香,王发松,胡海燕,等.川桂皮挥发油的化学组成[J].分析测
试学报,2002,21(3):83-85
[8] 肖崇厚.中药化学[M].上海:上海科学技术出版社,1997:265-274
[9] 汪茂田,谢培山,王忠东,等.天然有机化合物提取分离与结构鉴
定[M].北京:化学工业出版社,2004:40-42
[10]高梦祥,张佳兰,王江明.微波浸提竹叶黄酮的工艺研究[J].西
北农林科技大学学报:自然科学版,2005,33(7):147-150,154
[11]曾里,刘世贵.微波技术应用于银杏黄酮浸提的研究[J].四川大
学学报:自然科学版,2004,41(4):833-836
[12]李嵘,金美芳.微波法提取银杏黄酮甙的新工艺 [J].食品科学,
2000,21(2):39-41
[13]郭锦棠,李伶,杨俊红,等.微波提取山楂中总黄酮的正交实验
研究[J].中国药学杂志,2005,40(2):112-115
[14]郭永学,李楠,仉燕来.山楂叶总黄酮的微波辅助萃取研究[J].
中草药,2005,36(7):1011-1013
[15]胡庆国.微波法提取桑叶黄酮工艺条件的研究[J].淮北煤师院学
报,2003,24(2):32-34
[16]陈丛瑾,黄克瀛,李德良,等.微波法提取香椿叶总黄酮的工艺
条件[J].福建林学院学报,2006,26(4):375-379
收稿日期:2006-12-29
黄永春 1,杨锋 1,段玉峰 2
(1.广西工学院生物与化学工程系,广西 柳州 545006;2.陕西师范大学食品工程系,陕西 西安 710062)
火棘水溶性多糖PP-A3理化性质研究
摘 要:对火棘水溶性多糖的PP-A3组分的理化性质进行了研究。结果表明:PP-A3的分子量约为210000u,其主要
由阿拉伯糖组成,其中含有少量的葡萄糖和果糖,阿拉伯糖∶葡萄糖∶果糖=1.62∶1∶1.59,此外含氨基酸总量约为0.5%。
关键词:火棘;多糖;分子量;理化性质
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
科学研究
75