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蓝靛果总黄酮的超声波提取研究



全 文 :第 28 卷 第 6 期 吉林工程技术师范学院学报 Vol. 28 No. 6
2012 年 6 月 Journal of Jilin Teachers Institute of Engineering and Technology Jun. 2012
收稿日期:2011-11-09
基金项目:吉林省教育厅“十二五”科学技术研究项目(2012)。
作者简介:张 敏(1971-) ,女,吉林长春人,吉林工程技术师范学院食品工程学院助理研究员,主要从事食品科学研究。
蓝靛果总黄酮的超声波提取研究
张 敏,张雁南,刘 刚 ,彭 爽
(吉林工程技术师范学院 食品工程学院,吉林 长春 130052)
[摘 要]采用超声波辅助法提取蓝靛果总黄酮。采用单因素试验探讨提取温度、提取时间、料液比、乙
醇溶液体积分数、提取次数对蓝靛果总黄酮提取量的影响,采用正交试验优化提取工艺。结果表明:蓝
靛果总黄酮的最佳提取工艺条件为提取温度 75 ℃、提取时间 30 min、料液比1∶ 15(g /mL)、乙醇溶液体
积分数 65%、超声波功率 100 W、提取次数 1,此条件下总黄酮提取量为 15. 14mg /g。
[关键词]蓝靛果;总黄酮;超声波辅助提取
[中图分类号] Q944. 59 [文献标识码] A [文章编号] 1009-9042(2012)06-0077-04
Study on Extracting Technology of Lonicera Edulis Total Flavonoids
ZHANG Min,ZHANG Yan-nan,LIU Gang,PENG Shuang
(College of Food Engineering,Jilin Teachers Institute of Engineering and Technology,Changchun Jilin 130052,China)
Abstract:The total flavonoids of Lonicera edulis were extracted through the ultrasonic-assisted
method. Discussed the influence of extracting temperature,extracting time,solid-liquid ratio,
ethanol concentration,extraction times to total flavonoids extraction rate by single factor experi-
ment,optimized the extraction process by the orthogonal test. The result indicate:optimum ex-
traction conditions are the extracting temperature 75℃,extracting time 30min,solid-liquid ra-
tio 1:15(g /mL) ,ethanol concentration 65%,ultrasonic power 100W,extraction times 1,to-
tal flavonoids is 15. 14mg /g.
Key words:Lonicera edulis;total flavonoids;ultrasonic-assisted extraction
黄酮类化合物广泛存在于植物中,是植物长期
自然选择过程中产生的次级代谢产物,研究表明,黄
酮类化合物具有较强的生物活性,具有抗自由基、抗
氧化、抗癌、抗肿瘤、抗炎抑菌、降血糖以及抗衰老等
作用,广泛应用于医药、食品等领域。
蓝靛果忍冬(Lonicera edulis) ,又名蓝靛果、黑瞎
子果、山茄子、羊奶子等,是忍冬科忍冬属植物,落叶
灌木,在我国,蓝靛果主要分布在东北、华北和西北
的一些地区,其中东北的大、小兴安岭和长白山地区
的野生资源贮量最大。蓝靛果具有较高的营养价值
和药用功能,其主要活性成分之一就是黄酮类化合
物。蓝靛果中富含黄酮类化合物。
黄酮类化合物的提取方法有水提法、有机溶剂
浸提法、超声波法、微波法等。目前关于蓝靛果总黄
酮提取工艺研究的报道很少,本论文采用超声波辅
助提取法对蓝靛果总黄酮的提取工艺进行了研究,
旨在为我国丰富的蓝靛果资源的开发和利用提供一
定的理论依据。
1 材料与方法
1. 1 材料与试剂
蓝靛果,采自吉林省蛟河长白山地区的野生鲜
果,挑选除杂后速冻贮藏。
无水乙醇、氢氧化钠、亚硝酸钠、硝酸铝(均为分
析纯)北京化工厂;芦丁标准品(纯度≥98)中国药
品生物制品检定所。
吉 林 工 程 技 术 师 范 学 院 学 报 2012 年 6 月
1. 2 仪器与设备
SHZ-D(Ⅲ)循环水式多用真空泵 巩义市予华仪
器有限责任公司;AL104 电子天平 梅特勒-托利多仪
器(上海)有限公司;Spectrumlab53 型紫外可见分光
光度计 上海棱光技术有限公司;KQ-100DB 型数控
超声波清洗器 昆山市超声仪器有限公司。
1. 3 方法
1. 3. 1 芦丁标准曲线的绘制
精密称取芦丁对照品 10 mg,置 50 ml 容量瓶
中,用体积分数为 75%的乙醇稀释至刻度,配制成浓
度 0. 2 mg /mL 的标准溶液,闭光保存。精密吸取芦
丁标准溶液 0,1,1. 5,2,2. 5,3,3. 5 mL于 7 只 10 mL
容量瓶中,用 75%乙醇补充至 5 mL,分别加入 5%的
亚硝酸钠溶液 0. 3 mL,摇匀,放置 6 min 后加入 5%
硝酸铝溶液 0. 3 mL,6 min后再加入 4%的氢氧化钠
溶液 4 mL,混均,用 75%的乙醇稀释至刻度,放置
15 min,在波长为 510 nm处测定吸光度,试剂为空白
参比。以吸光度 A(y)为纵坐标、芦丁的含量
(x,g /mL)为横坐标绘制标准曲线,并得出回归方程
y = 0. 011x + 0. 0509,如图 1 所示。
图 1 芦丁标准曲线
1. 3. 2 样品溶液的制备及总黄酮含量的测定
准确称取 5. 00 g 冷冻蓝靛果,置于研钵中研磨
破碎,用一定量的乙醇溶液转移至 250 mL 锥形瓶
中,浸泡 1 h,然后在一定温度和 100 W 超声功率下
提取一定时间,提取 1 次,过滤,用相应浓度的乙醇
定容至 250 mL。精密吸取 1 mL样品液,按标准曲线
的制备操作测定吸光度,根据回归方程计算样品液
中总黄酮的含量,用下面的公式计算总黄酮的提
取量:
黄酮提取量(mg /g)=提取液中黄酮质量(mg)
原产质量(g)
通过单因素试验研究提取温度、提取时间、料液
比、乙醇溶液体积分数和提取次数对黄酮提取量的
影响。在单因素试验的基础上,采用 4 因素 3 水平
进行 L9(3
4)正交试验,优化黄酮的提取工艺。
2 结果与分析
2. 1 影响总黄酮提取量的单因素试验
2. 1. 1 乙醇溶液体积分数对总黄酮提取量的影响
在料液比 1 ∶ 15(g /mL)、超声波功率 100 W、
65℃条件下,分别用 35%、45%、55%、65%、75%、
85%等不同体积分数乙醇溶液提取总黄酮,提取
40 min,提取 1 次,过滤,稀释至 250 mL,在 510 nm
处测定黄酮溶液的吸光度,计算各处理的总黄酮提
取量,如图 2 所示。
图 2 乙醇溶液体积分数对总黄酮提取量的影响
由图 2 可知,乙醇溶液体积分数为 35% ~ 65%
时,随着乙醇溶液体积分数的提高总黄酮提取量增
加,65%的乙醇溶液提取效果最好;随后,随乙醇溶
液体积分数的增加总黄酮提取量下降。说明蓝靛果
总黄酮提取物的极性与体积分数 65%的乙醇溶液相
似。因此乙醇体积分数选择在 65%较为适宜。
2. 1. 2 提取温度对总黄酮提取量的影响
在料液比1∶ 15(g /mL)、超声波功率 100 W、乙醇
溶液体积分数 65%的条件下,分别在 35、45、55、65、
75℃等不同温度下提取 40 min,提取 1 次,过滤,稀
释至 250 mL,在 510 nm 处测定黄酮溶液的吸光度,
计算各处理的总黄酮提取量,如图 3 所示。
由图 3 可知,随着超声温度的提高总黄酮提取
量增加,65 ℃以后总黄酮提取量增加不大。因此提
取温度在 55℃ ~75℃范围内较为适宜。
2. 1. 3 提取时间对总黄酮提取量的影响
在乙 醇 溶 液 体 积 分 数 65%、料 液 比 为
1∶ 15(g /mL)、超声波功率 100 W、65 ℃条件下提取
10 min、20 min、30 min、40 min、50 min、60 min、
·87·
第 28 卷 第 6 期 张 敏等:蓝靛果总黄酮的超声波提取研究
70 min,提取 1 次,过滤,稀释至 250 mL,在 510 nm
处测定黄酮溶液的吸光度,计算各处理的总黄酮提
取量,如图 4 所示。
图 3 提取温度对总黄酮提取量的影响
图 4 提取时间对总黄酮提取量的影响
从图 4 可知,超声提取时间在 10 min ~ 30 min
之间时,黄酮类化合物的提取量随超声波时间增加
而增大,超声波作用时间在 30 min以上时,黄酮类化
合物的提取量随超声波时间的增加而减小。这可能
是由于超声时间过长使黄酮类化合物的结构发生变
化而被降解,并且随着时间的延长,杂质的含量会增
加,不利于纯化。
2. 1. 4 料液比对总黄酮提取量的影响
在超声波功率 100 W、65 ℃、乙醇溶液体积分数
65%、提取时间 40 min 的条件下,以 1 ∶ 9、1 ∶ 12、
1∶ 15、1∶ 18、1∶ 21 及 1∶ 24(g /mL)等不同料液比提取
总黄酮,提取 1 次,过滤,稀释至 250 mL,在 510 nm
处测定黄酮溶液的吸光度,计算各处理的总黄酮提
取量,如图 5 所示。
由图 5 可知,料液比在 1∶ 9 ~ 1∶ 15 时,总黄酮提
取量随着料液比的减小而增大,当料液比小于 1:15
以后,黄酮提取量有下降趋势。原因可能是随提取
剂用量增加,杂质溶出量增加,对总黄酮的测定有干
扰。从提取效果、减小溶剂用量等方面综合考虑,选
择料液比为 1∶ 12 ~ 1∶ 18(g /mL)较为合理。
图 5 料液比对总黄酮提取量的影响
2. 1. 5 提取次数对黄酮提取量的影响
在乙 醇 溶 液 体 积 分 数 65%、料 液 比 为
1∶ 15(g /mL)、超声波功率 100 W、提取温度 65 ℃、提
取时间 40 min的条件下提取总黄酮,分别提取 1 次、
2 次、3 次,过滤,合并滤液,分别稀释至 250 mL,在
510 nm处测定黄酮溶液的吸光度,计算各处理的总
黄酮提取量,如图 6 所示。
图 6 提取次数对总黄酮提取量的影响
由图 6 可知,提取 1 次基本可以将总黄酮提取
完全,提取 2 次黄酮提取量增加不大,因此,从减少
溶剂用量等方面综合考虑,提取次数确定为 1 次。
2. 2 提取工艺条件的优化
在单因素试验的基础上,采用 L9(3
4)正交试验,
在超声波功率 100 W、提取 1 次条件下,以提取温
度、提取时间、料液比和乙醇溶液体积分数 4 因素 3
水平进行正交试验,优化总黄酮的提取工艺,因素水
平设计见表 1,试验结果见表 2。
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吉 林 工 程 技 术 师 范 学 院 学 报 2012 年 6 月
表 1 正交试验因素水平表
水 平
因素
A温度 /℃
B提取时间
(min)
C料液比
(g /mL)
D乙醇体积分数
(%)
1 55 20 1∶ 12 55
2 65 30 1∶ 15 65
3 75 40 1∶ 18 75
表 2 L9(3
4)正交试验结果
试验号
因 素
A B C D
提取量
(mg /g)
1 1 1 1 1 10. 58
2 1 2 2 2 13. 25
3 1 3 3 3 10. 79
4 2 1 2 3 11. 77
5 2 2 3 1 12. 39
6 2 3 1 2 12. 26
7 3 1 3 2 13. 82
8 3 2 1 3 14. 67
9 3 3 2 1 14. 35
k1 11. 540 12. 340 12. 220 12. 440
k2 12. 140 13. 153 13. 123 13. 393
k3 14. 280 12. 467 12. 617 12. 127
R 2. 740 0. 813 0. 903 1. 267
由极差 R值可知,各因素对蓝靛果黄酮提取率
的影响程度为提取温度 >乙醇溶液体积分数 >料液
比 >提取时间,通过 k 值和 R 值分析可得出最佳提
取条件为 A3B2C2D2,这与正交表中提取率最大的试
样 8 条件不相符,重复 A3B2C2D2 试验,提取量为
15. 14 mg /g。因此蓝靛果总黄酮的最佳提取条件为
超声功率 100 W、提取温度 75 ℃、乙醇溶液体积分
数 65%、料液比 1 ∶ 15(g /mL)、提取时间 30 min、提
取 1 次。
3 结论
本论文采用超声波辅助法提取蓝靛果总黄酮,
通过正交试验得出各因素影响蓝靛果总黄酮提取量
的主次顺序为提取温度 >乙醇溶液体积分数 >料液
比 >提取时间,总黄酮的最佳提取条件为超声功率
100 W、提取温度 75 ℃、乙醇溶液体积分数 65%、料
液比 1∶ 15(g /mL)、提取时间 30 min、提取 1 次,此条
件下蓝靛果总黄酮的提取量为 15. 14 mg /g。该提取
方法操作简单,提取量高。
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[责任编辑 刘福满]
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