基金项目:湖南省农科院“青年学术带头人”项目资助(项目编号:[2005]1510)作者简介:苏东林(1979-),男,湖南农业大学食品科技学院在读研究生。
E 2mail:sdl791228@通讯作者:单杨收稿日期:2007-03-22第23卷第3期2007年5月Vol .23,No .3May ,2007微波法提取柑桔皮总黄酮的应用研究S tudy o n extrac ti o n o f t o ta l fl avo no i d s fr om c itru s p ee l w ith m i c r ow ave苏东林1,2SU D ong 2lin 1,2单 杨2SHAN G Yang 2李高阳2L I Gao 2yang2(1.湖南农业大学食品科技学院,湖南长沙 410128;2.湖南省农产品加工研究所,湖南长沙 410125)(1.College of Food Science and Technology ,Hunan A gricultural U niversity ,Changsha,Hunan 410128,China;2.Hunan Provincial Research Institute of A gricultural P roduct Processing,Changsha,Hunan 410125,China )摘要:对柑桔皮中总黄酮进行微波提取,用紫外分光光度法测定提取液中的黄酮含量。
采用L 16(44)正交优化试验,以探讨微波功率、液料比、微波处理时间、pH 值和提取次数对柑桔皮黄酮提取率的影响。
正交试验结果表明:微波法提取总黄酮的最佳条件是:微波功率400W ,处理时间180s,液料比50∶1,pH 值5。
在此条件下提取2次,所得总黄酮含量为3.37%。
该法提取时间仅为超声波提取的1/20,且提取率高于超声波提取。
关键词:微波提取;总黄酮;紫外分光光度法;正交试验Abstract:The t otal flavonoids in citrus peel were extracted by m icr owave treat m ent .U ltravi olet s pectr ophot ometry method was used t o deter m ine the content of flavonoids in extracting s oluti on of citrus peel .The effects of av 2erage m icr owave out put power,rati o of s olvent t o material,treat m ent ti m e,pH value and extracti on frequency on the extracti on yield were in 2vestigated .And the orthogonal test design L 16(44)was used t o op ti m ize the conditi ons of m icr owave treat m ent .The op ti m um conditi ons of m icr o 2wave treat m ent were as foll ows:m icr owave out put power 400W ,extrac 2ti on circle 180seconds,rati o of s olvent t o material by weight 50∶1,pH value 5.Under the best extracti on conditi ons whose frequency of extrac 2ti on was 2,the t otal content of flavonoids was 3.37%.The extracti on ti m e of m icr owave was 1/20of supers onic extracti on and extracti on rate of m icr owave was higher than supers onic .Keywords:M icr owave extracti on;Total flavonoid;U ltravi olet s pectr opho 2t ometry method;O rthogonal test design柑桔是世界第一大水果、第三大国际贸易农产品。
2004年世界柑桔年产量已达到1.085亿t,约占世界水果年产量的1/5;其中我国柑桔产量超过1400万t,居世界第二位,种植面积居世界第一位[1]。
柑桔皮是其主要副产物,约占果实重的20%;柑桔榨汁或制成罐头后的皮渣相当于柑桔总量的40%～50%。
柑桔皮所含营养成分除氨基酸外,其余均高于果肉,特别是其中富含的黄酮类等活性物质。
柑桔皮及其提取物具有抗氧化、抗癌、预防心血管疾病、消炎镇痛抗过敏、抗菌和抗病毒等多重生理功效[2～6]。
目前,在柑桔类果皮的生理活性成分的研究和综合利用方面,国内还处于起步阶段,除少数果皮用于中药和制取香精油及饲料外,大部分被直接丢弃或填埋,严重浪费了资源,污染了环境。
微波提取技术是利用微波能来提高提取率的一种新技术,与常规方法相比,微波提取具有选择性高、快速高效、溶剂消耗小、活性成分得率高、不产生噪音、适合热不稳定物质等特点。
如梁艳用微波法提取仙人掌多糖[7],吕丽爽用微波提取葡萄籽中低聚原花青素[8],陈伟[9]用微波法提取杜仲黄酮,赵功玲[10]用微波结合酶法提取番茄红素等,均获得了较好的效果。
本试验以蒸馏水作浸提溶剂,用家用微波炉对样品进行加热萃取处理,采用紫外分光光度法测定提取液中的黄酮含量。
为柑桔的综合利用提供一种新的加工途径。
1 材料与方法1.1 材料与仪器柑桔皮(温州蜜柑):湖南熙可食品股份有限公司提供;芦丁:生化试剂,中国医药(集团)上海化学试剂公司;无水乙醇、氯化铝:均为国产分析纯;蒸馏水;WD800型Galanz 微波炉:最大输出功率800W ,佛山市顺德区格兰仕微波炉电器有限公司;DHG 29240A 型电热恒温鼓风干燥箱:上海精宏试验设备有限公司;F A1104上皿电子天平:上海精科天平制造;SK2200LH型台式超声波清洗器:上海科导超声仪器有限公司;摩尔分析系列超纯水机:上海摩勒生物科技有限公司;F W100型高速万能粉碎机:天津市泰斯特仪器有限公司;UV22450型紫外2可见分光光度计:日本岛津。
1.2 试验方法1.2.1 提取工艺流程蒸馏水↓柑桔皮原料→55℃恒温烘干→粉碎后过60目筛→微波提取→样液过滤→定容稀释→测定含量1.2.2 黄酮类物质含量的测定(1)标准方程的建立 精密称取芦丁标准品0.0077g,加适量30%乙醇,超声溶解后以30%乙醇定容至100mL,摇匀备用(浓度为0.077mg/mL)。
分别移取上述标准液0, 1.0,2.0,3.0,4.0,5.0mL至10mL具塞试管中,加30%乙醇至5.0mL,再加入1%A l Cl3溶液4.0mL,然后乙醇定容至10.0mL,摇匀,静置10m in,在275n m处比色测定吸光度。
得到回归方程:y′=28.891x+0.0002,(R2=0.9998)(1)式中:y′———吸光度值,A;x———芦丁含量,mg/mL。
(2)样品中黄酮类物质含量的测定 取各组不同试验条件下所得的定容样液进行稀释后,依法显色;然后按下述公式计算柑桔皮中黄酮类物质的含量(以芦丁计)。
黄酮类含量y(%)=(A-0.0002)×25001000m×28.891×100%(2)式中:A———样液的吸光度值;m———各组试验的样品重量,g;2500———总的稀释倍数;1000———g与mg之间的换算单位。
1.3 试验设计1.3.1 微波处理预试验 取一批规格相同的试剂瓶,每6瓶一组,每瓶加40mL蒸馏水,不加塞,在微波炉中围绕圆盘中心均匀排成一圈,保证每瓶接受的微波剂量相同。
每组分别用低火(P18,144W)、中低火(P36,288W)、中火(P58, 464W)、中高火(P81,648W)和高火(P100,800W)进行处理,观察到样品在低火下12m in不沸腾,中低火8m in不沸腾,中火4m in不沸腾,中高火2.5m in不沸腾,高火40s不沸腾。
以下提取试验,各微波强度所用时间均不得超过该强度使水沸腾的时间。
1.3.2 微波提取 准确称取柑桔皮粉末1.00g,放入试剂瓶中,加若干蒸馏水,轻轻摇匀,将瓶塞放在瓶口上(不要塞紧)。
每个样品瓶配5瓶盛有相同体积蒸馏水的空白瓶,在微波炉中排成一圈进行处理。
在用微波处理前,每个样品瓶所配5瓶空白瓶,均需凉至室温,以减少试验误差。
1.3.3 数理分析方法 统计分析软件使用M icr os oft Excel 和The S AS Syste m f orW indows9.0(简体中文)。
2 结果与分析2.1 微波功率对柑桔皮黄酮提取率的影响微波功率分别为150,250,350,450,550,650W,在液料比40∶1、处理时间150s、pH值为7的条件下提取,测定最终提取液中黄酮含量。
图1 不同微波功率对提取率的影响由图1可看出,微波功率在150～450W内柑桔皮总黄酮的提取率随微波功率的增加而逐渐提高,这是因为随着微波功率的增加,加热速率增大,分子运动速度加快,黄酮类物质的提取率加大,在450W时总黄酮的提取率为3.17%;微波功率在450～800W之间时,柑桔皮总黄酮的提取率随微波功率的增加而迅速降低。
试验结果表明:微波功率过大,一方面其强热效应破坏了溶液中已有的柑桔皮提取物中的生理活性成分结构;另一方面高温使蛋白质凝固,黄酮不易破壁溶出。
因此,微波功率以450W为宜。
2.2 液料比对柑桔皮黄酮提取率的影响液料比分别为20∶1,30∶1,40∶1,50∶1,60∶1,70∶1,在微波功率450W、处理时间150s、pH值为7的条件下提取,测定最终提取液中黄酮含量。
图2 不同液料比对提取率的影响由图2可看出,随着液料比的增大,柑桔皮总黄酮提取率均有不同程度的增大,说明溶剂比例增大、系统稀释度增提取与活性 2007年第3期加,有利于黄酮的溶出。
提取剂比例的提高主要是增加了物料体系与提取剂体系间有效成分的浓度差,也减少了物料内部有效成分的残留量,从而提高得率。
增加的幅度可以分为2个阶段:20∶1～40∶1为高得率阶段,40∶1～70∶1为低得率阶段。