荞麦粉中总黄酮的提取工艺优化.pdf

1 1 6 荞麦粉中总黄酮的提取工艺优化 广 东农业 科学2 0 1 1年第 1 期 张文华 ，林雪 ，肖 迪 ，吴 巨贤 ，石 晓艳。 ，王维民 ( 1 广东海 洋大 学食 品科技 学 院 ， 广东 湛 江 5 2 4 0 0 8；2 珠海 元 朗食 品 有限公 司工 程技术 研发 中心 广东 珠海5 1 9 0 0 0； 3 东 北农业 大学 农学 院 黑 龙江 哈 尔滨1 5 0 0 0 0 摘要 ： 以荞 麦粉 为主要 原料 ， 研 究 了不 同溶剂 浓度 、 不 同提 取时 间 、 不 同提 取 温度 等 因素对 荞麦 粉总 黄酮 提取 的影 响 。结果 表明 ， 在提取 溶剂 为 5 5 乙醇 、 提 取时 间 1 2 0 mi n、 提取 温度 9 5 0 C的工艺条 件下 效果最 佳 ， 所 得 的总黄 酮含量 为 0 8 8 8 。 关 键词 ： 荞 麦 粉 ：黄酮 ：工艺优 化 中图分类号： T Q 4 6 4 9 ； $ 5 1 7 文献标识码： A 文章编号： 1 0 0 4 8 7 4 X ( 2 0 1 1 ) 0 1 一 O l 1 6 0 2 荞麦 ， 又名三角 麦 、 乌麦 ， 是一种营养丰富的杂粮【 】I 。 我 国具有丰富的荞麦植 物资源 ， 但迄今对荞麦的开发研究仍 有很 大局限 ， 从药用 、 保健及 功能食品等多个层 次对荞麦 的研究和开发具很好 的前景 。 黄酮类化合物公认具有广泛 的生物 活性 ， 随着人们药食 同源观念的加强 ， 农 产品 中黄 酮类化合物的提取及其应用成为 了一个新热点。 本研究以荞麦粉 为原料 ， 运用单因素试验和正交试验 考察其 黄酮提取工艺 中的溶剂 浓度 、 提取时间 、 提取温度 的变化规律 ， 以期达 到提高提取率 、 缩短提取时间 、 减少能 效 、 有效保存 荞麦黄酮得生物 活性 的 目的 ， 为建立 高效 的 荞麦黄酮提取方法提供参考依据 。 1 材料与方法 1 1 试验材料 原材料 ： 供试 的荞麦粉为市售新 鲜产 品， 产 品物化参 数符合 国家标 准 ； 化学试剂均为分析纯 。 仪器设备 ： 循 环水 真空泵 ( S H Z D ( I U ) 型 ， 上海 申光仪 器仪表 有限公司 ) ， 紫外 分光光 度计 ( T U 一 1 9 0 1型 ， 北京普 析通用仪器有 限责任公 司) ， 冷冻干燥机 ( L G J 一 1 2型 ， 北京 松源华 兴科技发展有 限公 司 ) ，电热鼓风干燥箱( 1 0 1 B 一 型 ，上海 申光仪器仪表有 限公 司 ) ，电子分 析天平 ( F A 一 2 0 0 4型 ， 上海恒平科学仪器有 限公 司) ， 脂肪测定仪 ( S Z F 一 0 6 A型 ， 上海新嘉电子有 限公 司) 。 1 2 试验方法 1 2 1 分析 方法 ( 1 ) 芦丁标准曲线的测定采用吸光光度 法翻 。( 2 ) 黄酮含量 的测定采用吸光光度法引 。( 3 ) 总黄酮得 率的测定 ： 精密 吸取样 品液 1 0 mL， 置 于 2 0 mL试管 中 ， 按标准 曲线制备法测定吸光度 ， 计算总黄酮得率 。总黄酮 得率( ) = 提取液浓度( m g m L ) x 稀释倍数 体积( mL ) 样 品 干重( g ) 1 0 0 0 1 0 0 。 1 2 2 样品制取流程索氏提取工艺4 1 ： 新鲜养麦粉一 干燥一 称取一索 氏提取一定量一测定 。 1 2 3单 因素试验( 1 ) 提取 时间对黄 酮含量 的影 响 ： 分 别取干燥 至恒重 的荞麦粉约 0 1 g ， 精密称量 ， 置于滤纸套 筒 中，加入 6 0 乙醇溶剂 5 0 mL，在温度为 9 0 回流提 取 ，分 别 于 6 O、 9 0、 1 2 0 、 1 5 0、 1 8 0 mi n时 取 样 于 2 5 5 n m 处圈 测吸光度值 ， 测定 总黄酮 的得率 。 收稿 13期 ： 2 0 1 0 0 5 2 4 作 者简介 ： 张 文华 ( 1 9 8 5 一) ， 男 ， 在读 硕士 生 ， E ma i l ： h u a z h o u ma o 2 0 05 y a ho o t o mc n ( 2) 乙醇 浓 度 对黄 酮含 量 的影 响 ： 分 别 取干 燥 至恒 重 的荞麦 粉 约 0 1 g ， 精 密称 量 ， 置 于滤 纸套 筒 中 ， 加入 6 0 乙醇 溶 剂 5 0 mL，水 浴 9 0 ，分 别 用 5 0 、 6 O 、 7 0 、 8 0 、 9 0 乙 醇溶液 ， 各 提取 2 h ， 测 定总 黄酮 的得 率 。 ( 3 ) 提取温度对黄 酮含量 的影响 ： 将荞麦 粉干燥至衡 重 ，准确称取 0 1 g 5 份 ，在提取时 间为 2 h 、乙醇浓度 6 0 的条件下 ， 改变 温度 ， 分别 在 6 0、 7 0 、 8 0、 9 0、 9 5 时取 样于 2 5 5 n m处测吸光度值 ， 测定总黄酮 的得率。 1 2 4正交试验6 1在单 因素试 验的基础上 ， 以乙醇浓度 、 提取时 间 、 提取 温度 为考察 因素 ， 以测得 的荞 麦中黄酮类 物质提取量 为考察指标 ， 选用 L 9 ( Y) t 交表对荞麦 黄酮类 化合物的提取 工艺进行研究 。 2 结 果 与分 析 2 1 标准曲线的确定 分别吸取 刚配制好的芦丁标液 0 、 2 0、 4 0、 6 0 、 8 0 、 1 0 0 m L置于 6 个 5 0 m L的容量瓶 中， 依次编号为 0 5 ， 用 3 0 乙醇补至 1 0 mL后 。 加入 0 8 mL 5 的硝酸钠摇匀 ， 静置 6 m i n 再加入 0 8 m L 1 0 的硝酸铝摇匀 ，静置 6 m i n ，加入 1 0 mL 1 mo l L的氢氧化钠 ，摇匀 1 5 mi n后显色置于 5 1 0 n m处分光光度计测 吸光度 。所得的芦 丁标准 曲线见图 1 ， 回归方程为 Y = 0 0 3 9 7 X+ 0 0 8 9 2 5 ( R - 0 9 9 7 1 ) ， y为吸光度 ， 为 浓度 。 0 3 5 O 3 0 三 0 2 5 0 2 0 0 1 5 0 1 0 O 05 O 浓度 ( mg mL ) 图 1 芦丁 标准 曲线 2 2 提取温度对黄酮含量的影响 由图 2可知 。 随着 提取温度 的升高 ， 黄酮得 率显著提 高 在 9 0 以后增速趋于平缓 。这 主要是 因为温度加速分 子运动 ， 黄酮溶 出增加同； 在达到一 定程度后 ， 随着黄酮剩 余量 的减少 黄酮损失较大删 温度因素趋 于非主诱因。 因 此 ， 确定待优化 的温度为 9 0 。 一 槲 醴 匠 瓤 4-3 ( ) 90 0 ( 】 8 7 5 5 0 2 5 00 7 5 60 7 0 80 90 l 00 温 度( ) 图 2 提 取温度 对荞麦粉 黄酮提取 的影 响 2 3 提取时间对黄酮含量 的影响 由试验结果 ( 图 3 ) 可知 ， 在 9 0 1 2 0 r a i n范 国内 ， 提取 时问对黄酮得率影 响最显著 ， 得率变化最激烈。这主要是 因为在此 时问内 ， 温度 、 浓度 等因素对物料作用 已达 到量 变到质变转换 ， 此后黄酮溶 出已基本完成 ， 曲线 变化减小 ， 增加提取 时间作用 和意义不大 。因此 ， 选取待优 化时间为 1 2 0 r n i n ( ) 8 9 ( ) 8 8 壮 0 8 7 掘0 8 6 ： fi - 3 50 7 5 l ( ) ( ) l 2 5 l 5 ( l 7 5 时问 ( mi n ) 图 3 提 取时 间对 荞麦 粉黄酮提 取的影 响 2 4 溶剂浓度对提取效 果的影 响 由图 4可见 ，黄酮的得率随乙醇浓度的升高而升高 ， 并在 乙醇浓度为 6 0 H 达到最高值。这主要是 因为 ， 增加 溶剂 可以加 快反应 ， 达到最佳 量后 ， 由于 目标 物料量 的限 制 ， 溶剂 因素 变成非 主因素 。因此 ， 选用 6 0 作为待优化 的溶剂浓度 。 0 8 5 0。 80 姗 砷0 75 枢0 7 0 0 65 5 0 60 7 0 8 O 90 溶 剂浓 度 ( ) 图 4 溶剂浓 度对 荞麦 粉黄 酮提 取的 影响 2 5 正 交试 验 根 据单 因素试 验结果 ，确 定正交 试验 设计 的水 平 ， 具 体因素水 平见表 1 。正交 试验直 观分析见 表 2， 极差分 析显示 R ， 因此 ， 影 响养 麦黄 酮类 化合 物提 取 的 因素顺 序 依次 为 ： 提取 温度 提取 时 间 乙醇 浓度 ， 最 佳 的因素水平 为 A B 2 C ，即乙醇浓 度 5 5 、提取 时 间 1 2 0 m i n 、 提取温度 9 5 。由于多 因素 作用 的影 响和可 能存在 的未知交互 作用 的影响 ， 正交最 优结 果 与单 因素最佳 结 表 1 正 交试 验设 计 因素与 水平 1 l 7 提取 温度提 取 时间乙醇浓 度空 白 黄酮含 量 J 于 ( A ，) ( B， mi n ) ( c， ) 列 ( ) 果并不 全吻 合 ，这种情况实 际存 在并可通过 统计分析得 到 解 析 荞麦粉总 黄酮提取的正交 试验 的方差分 析结 果( 表 3 ) 显示 ， 提取 温度为此工艺显 著影响 因素 ， 提取 时间为第 二影响因素 ， 而在待优化范 围内乙醇浓度影 响不显著。这 些变 化规律 与实 际情况相符合 ， 因此试验结果具统计学与 实际参考意 义。 表 3 正 交试 验方 差分 析 注 ： “ 表 不 影 响 显 著 。 2 6 验 证 试 验 在正交试验所得 的最佳提取工艺条件下 ， 进行验证试 验 ， 结果显示 ， 荞麦粉 中黄酮类化合物提取 含量可 以达到 0 8 8 8 。 3 结 语 采用索 氏提取方法提取荞麦粉 中总黄酮时 ， 提取效率 较高 ，得到 总黄酮得 率最高为 0 8 8 8 ，与传统浸提法相 比， 总黄酮 的提取率显著提高。 经过优 化试验后最佳 工艺条件 为 ： 乙醇浓度 5 5 、 提 取时 间 1 2 0 mi n、 提取 温度 9 5 ， 在优化 的工艺条件下 荞 麦粉 中黄酮最大得率为 0 8 8 8 参 考文献 ： 【 1 】 尹礼国， 曾凡坤 ， 钟耕 ， 等 荞麦生物类黄酮研究的现状 粮食 l 1 8 广东农 业科 学2 0 1 1年第 1期 黄粉虫虫蜕中甲壳素的提取条件研究 王 丙 丽 ，王 洪 亮 ，赵 志 强 ，宋 以 星 ( 1 河南 科技 学 院资源与 环境 学 院 ， 河南 新 乡 4 5 3 0 0 3： 2 辉县 市农业 局 河 南 辉县4 5 3 0 0 0； 3 延 津县农 业局 ， 河南 延津4 5 3 2 0 0) 摘要 ： 以黄 粉虫 虫蜕 为原料 ， 研 究 了酸浸 法去 除灰 分 、 碱 法脱 除 蛋 白质制 备 甲壳素 的条 件 ，系统分 析 了不 同酸 碱浓度 处理 对 甲壳 素中残 留蛋 白质含 量 、 灰分含 量 的影响 。结 果 表明 ： 去 除黄 粉虫虫 蜕油 脂 的最佳条 件为 温度 8 0 C 、固液 比 1 ： 1 0、 抽 提时 间 4 h ： 不同盐 酸浓 度处理 之 间 甲壳 素 中残 留灰 分含 量差异 显著 ， 盐 酸浓 度为 2 5 mo l L时 甲壳 素 中残 留灰分 含量 最低 ( 2 2 4 ) ； 不 同氢 氧 化钠 浓度 处理 之 间甲壳 素 中残 留蛋 白质 含量 差异显 著 ，氢氧 化钠 溶 液 的浓 度为 2 5 mo l L时 ，甲壳 素 中残 留蛋 白质 的含 量最 低 ( 4 5 ) 。 因此 ， 选 择 2 5 mo l L的盐 酸 和氢氧化 钠 为提取 黄粉 虫虫蜕 中 甲壳素 的最佳 条件 关 键词 ： 黄粉虫 ；虫蜕 ；甲壳素 ；提取 条件 中图分类 号 ： $ 8 9 9 9 文献标 识码 ： A 文 章编 号 ： 1 0 0 4 8 7 4 X( 2 0 1 1 ) 0 1 一 Ol 1 8 0 2 S t u d y o n e x t r a c t e d c o n d i t i o n s o f c h i t i n i n t h e mo u l t o f T e n e b r i o mo l i t o r( L i n n ) W ANG Bi n g l i ， WANG Ho n g - l i a n g ， Z HAO Z h i q i a n g ： ，S ONG Yi x i n g ( 1 C o l l e g e o fR e s o u r c e a n d E n v i r o n m e n t ，H e n a n I n s t i t u t e ofS c i e n c e a n d T e c h n o l o g y ， X i n g x i a n g 4 5 3 0 0 3 ， C h i n a ； 2 A g r i c u l t u r a l B u r e a u ofH u i x i a n , H u i x i a n 4 5 3 6 0 0 ， C h i n a ； 3 Ag r ic u l t u r a l B u r e au of Y anj i n , Y a n j i n 4 5 3 1 0 0 ， C h i na) Abs t r a c t： By r e mo v i n g a s h wi t h HCl a n d r e mo v i n g pr o t e i n wi t h Na OH， me t h o d o f Ch i t i n e x t r a c t e d f r o m t he mo u l t o f T e n e b r i o mo l i t o r ( L i n n ) w a s s t u d i e d T h e r e s u l t s h o w e d t h a t d u r i n g t h e c o u r s e o f e x t r a c t i n g c h i t i n ， o p t i m u m c o n d i t i o n o f r e m o v i n g g r e a s e w a s 8 0 C ， 1 ： 1 0 ( r a t i o o f s o l i d t o l i q u d ) 4 h o u r s ( e x t r a c t i n g t i m e ) T h e r e w e r e s i g n i fi c ant d i f f e r e n c e b e t w e e n d i ff e r e n t c o n c e n t r a t i o n t r e a t s o f HC l and N a OH T h e c o n t e n t o f r e s i d u e ash w a s t h e l o w e s t ( 2 2 4 )w i t h 2 5 mo l L HC I ， t h e c o n t e n t o f r e s i d u e p r o t e i n w a s t h e l o w e s t ( 4 5 1 wi t h 2 5 mo l L Na OH Ke y w o r d s ： T e n e b r i o m o l i t o r( L i n n ) ： mo u l t ； c h i t i n ； e x t r a c t i o n c o n d i t i o n 甲壳素又名几 丁质 ， 广泛存在于低等 动物 ， 特别是 节 肢动物如 昆虫 、 甲壳动物 的体壳 中 ， 同时也存在于低等 动 物 ， 如菌 、 藻类 的细胞壁 中。因其 分子结 构 中存在游离 的 胺基 ， 使反应 活性 大大增强 ， 这决定 了它在纺织 、 造纸 、 食 品 、 环保 医药 、 农业 、 林业 、 轻工业 、 生物工程等领域中均有 广泛的应用 。据估计 ， 自然界每年生物合成 的几丁质多达 1 0 0亿 t ， 是仅次 于纤维素 的可再生 资源 也 是 2 0世纪未 被充分利用的天然资源之一l l l 。 随着资源昆虫 的开发 与利用 ，黄粉虫 的饲养规模越 来越 大 ， 在为 人们带 来 巨大效 益 的同时 ， 产 生 了大量 的 、 难以利用 的黄粉虫 虫蜕 。而黄粉虫虫蜕 中含有大量 的甲 壳素翻 而从 黄粉虫 虫蜕 中提取 甲壳 素 的研究还 未见报 收稿 日期 ： 2 0 1 0 0 8 0 2 基金 项 目 ： 河 南省 高校 青年 骨干教 师 资助项 目( 2 0 o 9 G GJ S 一 1 5 3 ) 作者 简介 ： 王丙丽 ( 1 9 7 0 一) ， 女 ， 硕 士 ， 实验 师 ， E ma i l ： w b ml h i s t e d u e n 通讯 作者 ： 王洪 亮 ( 1 9 7 0 一) ， 男 ， 博 士 ， 副 教授 ， E mail ： w h l l h i s t e dl 】 c n 道 ， 但这又是生产中亟待解决 的问题 。本研究 以粉碎 的黄 粉虫虫蜕为原料提取 甲壳素 研究 了不同浓度盐酸和氢氧 化钠对 甲壳素中残留蛋 白质和灰分含量的影响 。 探讨 甲壳 素制备 的最佳条件 ， 为虫蜕 的综合利用奠定基础 。 1 材 料 与 方 法 1 1 试验材料 供试虫蜕来 自河南科技学 院养虫室内饲养 的黄粉虫。 1 2 试 验 方 法 1 2 1 油脂的提取以石油醚为溶 剂提取 油脂 ， 准确称取 定量黄粉虫虫粉 ， 滤纸包好 、 称重 。 索 氏提取器提取若干小 时 ， 减压蒸馏 回收溶剂 ， 将接受瓶和虫粉包 烘干 ， 称量 干燥 后 的虫粉包 ， 减少的重量 即为油脂 的重量 3 1 。 试验设 2个温 度 、 2 个 固液 比共 4个处理 ， 每个处理 5 次重复。 油脂提取 率= ( 油脂重 虫蜕重 ) x 1 0 0 。 1 2 2 甲壳素的提 取粉 碎的黄粉虫虫蜕过 O 5 mm筛一 脱 油脂一 除盐( 固液 比 1 ： 3 0 ) 一 碱法 脱除蛋 白质( 固液 比 1 ： j薯 夸 ， 壹 j 业夸k 窖 鲁 妊 自 ； 圣 r