洋葱皮黄酮类物质提取工艺的研究.pdf

食品研究与开发 2 0 0 6 . V o l . 2 7 . N O . 1 1 谱检测 J .中国食品添加剂,2 0 0 2 ,(5) :7 2 8 2 . 1 0 C u i K a i r o n g , X i n g G e n g s h e n g , L i u X i n m i n , X i n g G e n g m e i a n d Wa n g Y a f u . E f f e c t o f h y d r o g e n p e r o x i d e o n s o m a t i c e m b r y o g e n e s i s o f L u c i - u mb a r b a r u mL J . P l a n t s c i e n e , 1 9 9 9 , 1 4 6 , 8 : 9 1 6 . 1 1 廖传华, 周铃, 顾海明,等.超临界C O2萃取类胡萝卜素的实验研 究 (1) J .精细化工,2 0 0 2 , ( 6 ) :3 6 5 3 7 1 . 1 2 曾美霞, 李笃信, 周萍.马铃薯中胡萝卜素的超临界C O2萃取 J . 食品研究与开发,1 9 9 6 ,(9) :5 5 5 7 . 1 3 高桂珍, 伍晓明, 陆光远.油菜种子类胡萝卜素总量测定方法的 研究 J .植物遗传资源学报,2 0 0 5,6 ( 2 ):4 1 4 4 1 7 . 收稿日期:2 0 0 6 - 0 7 - 0 7 黄酮类化合物广泛存在于植物中,具有多种生物 学活性,是一类重要的天然产物 1 。M i c h a e l G . L .等人 2 利 用H P L C分析了2 8种蔬菜和9种水果, 结果表明洋葱 中槲皮素含量最高。T i s s u t、M i c h a e l等人 3 的研究表明, 洋葱最外层表皮中黄酮类物质含量最高,越往里含量 越低。 近年来, 国内白凤梅 4 、 陈勇 5 等对洋葱黄酮类物质 的成分、 含量进行了研究, 对洋葱类黄酮物质的提取也 有众多研究, 方法有热水浸提法 6 、 微波提取法 7 8 、 超声 波提取法 9 等。 但是采用工业生产上常用的乙醇溶剂浸 提的方法还未见报道,尤其是用废弃洋葱皮作为原料 进行提取的研究更是未见。本文以乙醇为浸提溶剂对 洋葱皮黄酮类物质的提取工艺条件进行研究。 1材料与方法 1 . 1实验原料 洋葱皮采集于合肥市菜场,为红皮洋葱剥离废弃 物。将洋葱皮洗净、 烘干、 粉碎至6 0目。 1 . 2试剂与仪器 9 5 %乙醇 (A R) ; 芦丁标准品: 中国药品生物制品 检定所, 纯度9 5 %。 王莹, 王泽南*, 王婷 (合肥工业大学生物与食品工程学院, 安徽 合肥2 3 0 0 0 9) 洋葱皮黄酮类物质提取工艺的研究 摘要: 对洋葱皮黄酮类物质的提取工艺进行了研究。通过对乙醇浓度、 浸提温度、 料液比、 浸提时间等影响因素的 单因素实验和正交实验, 获得最佳工艺条件为: 乙醇浓度7 0 %, 浸提温度8 0 , 料液比1:2 0, 浸提时间2 h。在此工 艺条件下, 洋葱皮黄酮类物质含量可达到3 7 . 1 6 m g / g。 关键词: 洋葱皮; 黄酮类物质; 浸提溶剂 S T U D YO NE X T R A C T I O NT E C H N O L O G YO F O N I O N S K I NF L A V O N E S WA N GY i n g , WA N GZ e - n a n * , WA N GT i n g (C o l l e g e o f B i o l o g y f l a v o n e s ; e x t r a c t i o n s o l v e n t 作者简介: 王莹 (1 9 8 2 -) , 女, 在读硕士, 研究方向: 果蔬加工理论及技术。 *通讯作者: 王泽南, 教授。 ! 科学研究 8 7 食品研究与开发 2 0 0 6 . V o l . 2 7 . N O . 1 1 S p e c t r u m l a b 7 2 1分光光度计;T G 1 6 - WS台式高速 离心机;S H Z -型循环水式多用真空泵;数显恒温水 浴锅。 1 . 3实验方法 1 . 3 . 1工艺流程 洋葱皮粉末回流浸提抽滤离心黄酮类物 质浸提液 1 . 3 . 2标准曲线的制作 精确称取芦丁标准品1 0 m g,置于5 0 m L容量瓶 中,以9 5 %乙醇溶解、5 0 %乙醇定容。准确吸取0 . 0、 1 . 0、2 . 0、3 . 0、4 . 0和5 . 0 m L此溶液于1 0 m L容量瓶中, 分 别 加 入5 0%乙 醇 使 成5m L, 精 密 加 入5% N a N O20 . 3m L, 摇匀后放置6m i n, 加入1 0%A l ( N O3) 3 0 . 3m L, 摇匀后再放置6 m i n, 加入4 %N a O H4 m L , 分 别用5 0 %乙醇稀释至刻度, 摇匀, 放置1 5 m i n , 在 5 1 0 n m 处测其吸光度。对所测数据采用回归法计算出标准曲线 的回归方程为:C = 0 . 1 6 8 1 A - 0 . 0 0 2 3 , r = 0 . 9 9 8 3, 式中C为 样品浓度,m g / m L;A为吸光度。 1 . 3 . 3样品黄酮类物质含量的计算 精确称取洋葱皮粉末1 . 2 5 g于2 5 0 m L平底烧瓶 中, 加入定量不同浓度的乙醇溶液, 在不同条件下水浴 回流提取, 提取液抽滤离心, 合并滤液, 用5 0 %的乙醇 溶液定容至5 0 m L。准确吸取5 m L提取液, 用5 0 %乙 醇定容至1 0 m L。再准确吸取1 m L上述溶液于1 0 m L 容量瓶中, 其它操作同1 . 3 . 1 , 以 5 0 %乙醇为参比, 测定 其吸光度, 根据标准曲线回归方程求出浓度C, 并计算 样品黄酮类物质含量。 黄酮类物质含量 (m g / g)= C V N M 式中:V定容容积 (m L) M -洋葱皮粉末质量 (g) N -稀释倍数 1 . 3 . 4单因素及正交实验设计 以洋葱黄酮类物质含量为评价指标,将浸提次数 确定为溶剂浸提法常用的2次, 通过对乙醇浓度、 浸提 温度、 料液比、 浸提时间等4种影响因素进行单因素实 验及正交实验, 确定最佳的工艺参数。 2结果与分析 2 . 1单因素试验 2 . 1 . 1不同乙醇浓度对黄酮类物质含量的影响 选取乙醇浓度为5 0 %、6 0 %、7 0 %、8 0 %、9 5 % , 在 浸提温度7 0 、 料液比1 : 2 0、 浸提2次每次2 h的条件 下, 研究乙醇浓度对提取液中黄酮类物质含量的影响, 结果如图1所示。 由图1可知, 随着乙醇浓度的增加, 洋葱皮黄酮 类物质溶解度呈现先减后增的趋势, 当乙醇浓度达到 7 0%时, 吸光度达到最大, 洋葱皮黄酮类物质溶解度 最高; 而后, 乙醇浓度再增加, 黄酮类物质溶解度减小, 一些醇溶性杂质、 色素等加入同乙醇-水分子结合的竞 争, 从而导致黄酮类物质含量的下降。 2 . 1 . 2不同浸提温度对黄酮类物质含量的影响 选取温度为5 0 、6 0 、7 0 、8 0 、9 0 ,在乙 醇浓度7 0 %、料液比1 : 2 0、浸提2次每次2 h的条件 下, 研究不同温度对提取液中黄酮类物质含量的影响, 结果如图2所示。 由图2可以看出, 随着浸提温度的升高, 黄酮类物 质含量亦随之升高, 当温度达到7 0 时, 含量最高, 而 当温度再升高时含量反而降低。这是因为随着浸提温 度的升高, 分子运动速度加快, 渗透、 扩散、 溶解速度加 快; 但是, 温度再升高杂质的溶出量增加, 还可能引起 类黄酮物质结构被氧化破坏, 从而导致其含量降低。 2 . 1 . 3不同料液比对黄酮类物质含量的影响 选取料液比为1 1 0、1 1 5、1 2 0、1 2 5、1 3 0,在乙醇 浓度7 0 %、 浸提温度7 0 、 浸提2次每次2 h的条件 下,研究不同料液比对提取液中黄酮类物质含量的影 响, 结果如图3所示。 由图3可知, 随着料液比的增大, 黄酮类物质含量 逐渐增大。当料液比大到1 2 0时, 再增大比例黄酮类 物质含量基本趋于稳定。因为一定比例的溶剂已经将 有效成分基本溶出。 综合考虑黄酮类物质含量、 溶剂用 量和能源损耗等因素, 选用1 1 5 1 2 5为进一步优化的 图1不同乙醇浓度对黄酮类物质含量的影响 图2不同浸提温度对黄酮类物质含量的影响 科学研究 8 8 食品研究与开发 2 0 0 6 . V o l . 2 7 . N O . 1 1 图3不同料液比对黄酮类物质含量的影响 范围。 2 . 1 . 4不同浸提时间对黄酮类物质含量的影响 在乙醇浓度7 0 %、 浸提温度7 0 、 料液比1 2 0、 浸提2次的条件下,选取每次浸提时间为1、1 . 5、2、 2 . 5、3 h,研究不同浸提时间对提取液中黄酮类物质含 量的影响, 结果如图4所示。 由图4可知, 在浸提时间低于2 h时, 黄酮类物质 含量呈增加趋势, 大于2 h后, 呈减缓趋势。这是因为 浸提时间低于2 h时,洋葱皮中黄酮类物质含量比提 取溶剂里高, 两体系中的浓度差大, 传质推动力就大, 所以黄酮类物质浸出速率快。2 h后, 两体系传质推动 力下降, 黄酮类物质缓慢浸出。 2 . 2正交实验 在单因素实验的基础上,确定每个因素的3个水 平为: 乙醇浓度6 0 %、7 0 %、8 0 %, 浸提温度6 0 、7 0 、 8 0, 料液比1 1 5、1 2 0、1 2 5, 浸提时间1 . 5h、2h、 2 . 5h, 采用L 9 (3 4 ) 正交表进一步进行正交实验, 实验设 计及结果如表1所示。 由表1的直观分析可知,4种因素对洋葱黄酮类 物质含量影响大小依次为:B A C D。4种因素的最佳 组合为A 1B3C3D3。 从表1计算的K值可以知道, 最佳水 平组合为A 2B3C2D3。 但考虑浸提时间D影响最小,D2浸 提时间比D 3短, 因此决定以D2代替D3的A2B3C2D2做 验证性实验。A2B 3C2D2实验结果为提取黄酮类物质含 量3 7 . 1 6 m g / g, 高于A 1B3C3D3工艺下的含量3 6 . 6 2 m g / g。 因此最终确定最佳的提取工艺条件为A 2B3C2D2。 3结论 通过单因素实验和正交实验,确定洋葱皮黄酮类 物质的最佳提取工艺参数为: 乙醇浓度7 0 %, 浸提温 度8 0 , 料液比1 : 2 0, 浸提时间2 h, 在此提取工艺条 件下洋葱皮黄酮类物质含量可达3 7 . 1 6 m g / g。 参考文献: 1 B e n t H H . T h e b i o c h e m i s t r y a n d m e d i c a l s i g n i f i c a n c e o f t h e f l a v o n o i d s J . P h a r m a c o l o g y a n d T h e r a p e u t i c s,2 0 0 2,9 6 : 6 7 . 2 M i c h a e l G . L . , H e r t o g ; e t a l . J . A g r i c . F o o d C h e m . 1 9 9 2 , 4 0 : 1 5 9 1 1 5 9 8 . 3 T i s s u t , M i c h a e l C . R . H e b d .,S e a n c e s A c a d . S c i . D,1 9 7 4,1 7 9 ( 8 ) : 6 5 9 6 2 . 4 白凤梅,闫红,蔡同一.利用H P L C对不同品种洋葱中槲皮素含量 的研究 J .食品工业科技, 2 0 0 0 , ( 2 ) : 6 6 6 8 . 5 陈勇,惠腾恩,刘玉申.洋葱皮萃取物中黄酮类化合物的分析研究 J .中国食品添加剂,1 9 9 7 ,(1): 1 4 . 6 刘世民.洋葱中黄酮类物质的提取与研究 J .食品研究与开发, 2 0 0 4 , 2 5(2): 4 3 4 5 . 7 李冰, 吴建文, 李琳,等.栎皮酮的微波强化提取技术 J .食品工业 科技,2 0 0 4 , 2 5(1 1): 9 6 9 9 . 8 陈代武, 李杰红.微波技术提取洋葱中槲皮素及其含量的H P L C 测定 J .邵阳学院学报, 2 0 0 5 , 2(2): 1 0 7 1 0 8 . 9 回瑞华,侯冬岩,丁旭光,等.洋葱中黄酮化合物的提取与光谱分 析 J .食品科技, 2 0 0 5 , ( 9 ) : 6 0 6 3 . 收稿日期:2 0 0 6 - 0 7 - 3 1 图4不同浸提时间对黄酮类物质含量的影响 表1正交实验设计及结果 试验 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 K1 K2 K3 k1 k2 k3 R