陜北甜蕎麥麩皮中黃酮類(lèi)化合物提取工藝的研究

楊芙蓮， 何 琳

(陜西科技大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院， 陜西 西安 710021)

0 前 言

蕎麥(Buckwheat)又名三角麥、烏麥，是一種在低溫環(huán)境下生長(zhǎng)的短季蓼科植物，主要包括甜蕎和苦蕎兩種.甜蕎主要分布在華北、西北、東北地區(qū)，是一種藥食兼?zhèn)涞氖称穂1，2]，含有豐富的蛋白質(zhì)、淀粉、脂肪、粗纖維、維生素、礦物元素等[3-5].不僅如此，蕎麥麩皮中還含有大量的黃酮類(lèi)化合物[6-9]，但在加工中蕎麥麩皮通常被作為飼料使用，或被丟棄，若能從中提取黃酮類(lèi)化合物，不但可以開(kāi)發(fā)利用新資源，改變黃酮類(lèi)物質(zhì)來(lái)源短缺的問(wèn)題，而且可以提高蕎麥麩皮的利用率.本實(shí)驗(yàn)采用乙醇浸提法，研究了不同因素對(duì)甜蕎麥麩皮中黃酮類(lèi)物質(zhì)得率的影響，并在此基礎(chǔ)上通過(guò)正交試驗(yàn)確定了最佳工藝條件.

1 材料與方法

1.1 主要材料與試劑

甜蕎麥麩皮：采自陜北神木；蘆丁，生化試劑，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；無(wú)水乙醇，亞硝酸鈉，硝酸鋁，氫氧化鈉均為分析純.

1.2 主要儀器

722型光柵分光光度計(jì)，上海精科；DK-98-1型電熱恒溫水浴鍋，天津泰斯特儀器有限公司；BS323S 型分析天平，北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司；RE-52A旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器，上海亞榮生化儀器廠.

圖1 蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的測(cè)定結(jié)果

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的制作[10]

準(zhǔn)確稱(chēng)取120 ℃干燥至恒重的蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品20 mg,加10 mL甲醇置于水浴鍋中微熱使之溶解，冷卻，置于100 mL容量瓶中，加水至刻度，搖勻，即得濃度為0.2 mg/mL的蘆丁對(duì)照品溶液.

精密吸取0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 mL上述蘆丁對(duì)照品溶液，分別置于10 mL比色管中，加60%乙醇至5 mL，加5%亞硝酸鈉溶液1 mL，搖勻，靜置6 min，加10%硝酸鋁溶液1 mL，搖勻，靜置6 min，加1 mol/L氫氧化鈉溶液2 mL，再加水至刻度，搖勻，靜置15 min，以相應(yīng)的試劑為空白，在波長(zhǎng)500 nm處測(cè)定吸光度值，以蘆丁濃度-吸光度值作圖(見(jiàn)圖1)，得到回歸方程：Y=10.757X-0.009 9，R2=0.997 1.

1.3.2 甜蕎麥麩皮中黃酮類(lèi)化合物的提取及測(cè)定[11,12]

準(zhǔn)確稱(chēng)取1.0 g干燥至恒重的甜蕎麥麩皮，過(guò)60目篩，置于錐形瓶中，按要求加入適量一定體積分?jǐn)?shù)的乙醇，放入恒溫水浴鍋中浸提一段時(shí)間，抽濾，再浸提一次，合并濾液，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)后將濾液定容至50 mL，作為待測(cè)液.準(zhǔn)確吸取1 mL待測(cè)液于10 mL比色管中，按照1.3.1的方法測(cè)定吸光度值，計(jì)算黃酮類(lèi)化合物的得率.

黃酮類(lèi)化合物的得率=[X×V定×稀釋倍數(shù)×10-3/W]×100%

式中：X—樣品中黃酮濃度，mg/mL；V定—定容體積，mL；稀釋倍數(shù)—10；W— 樣品的質(zhì)量，g.

1.3.3 單因素實(shí)驗(yàn)

(1)乙醇體積分?jǐn)?shù)單因素試驗(yàn)：準(zhǔn)確稱(chēng)取6份干燥至恒重的蕎麥麩皮1 g，過(guò)60目篩，置于錐形瓶中，分別加入20 mL體積分?jǐn)?shù)為40%、50%、60%、70%、80%、90%的乙醇浸泡過(guò)夜，然后置于70 ℃的水浴中浸提2 h，浸提2次，抽濾，合并濾液，旋轉(zhuǎn)濃縮后將濾液定容至50 mL，待測(cè).

(2)料液比單因素試驗(yàn)：準(zhǔn)確稱(chēng)取6份干燥至恒重的蕎麥麩皮1 g，過(guò)60目篩，置于錐形瓶中，分別加入10 mL、20 mL、30 mL、40 mL、50 mL、60 mL體積分?jǐn)?shù)為60%乙醇浸泡過(guò)夜，然后置于70 ℃的水浴中浸提2 h，浸提2次，抽濾，合并濾液，旋轉(zhuǎn)濃縮后將濾液定容至50 mL，待測(cè).

(3)浸提溫度單因素試驗(yàn)：準(zhǔn)確稱(chēng)取6份干燥至恒重的蕎麥麩皮1 g，過(guò)60目篩，置于錐形瓶中，加入50 mL體積分?jǐn)?shù)為60%乙醇浸泡過(guò)夜，然后分別置于30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃、70 ℃、80 ℃的水浴中浸提2 h，浸提2次，抽濾，合并濾液，旋轉(zhuǎn)濃縮后將濾液定容至50 mL，待測(cè).

(4)浸提時(shí)間單因素試驗(yàn)：準(zhǔn)確稱(chēng)取6份干燥至恒重的蕎麥麩皮1 g，過(guò)60目篩，置于錐形瓶中，加入50 mL體積分?jǐn)?shù)為60%乙醇浸泡過(guò)夜，然后置于70 ℃的水浴中，分別浸提1 h、1.5 h、2 h、2.5 h、3 h、3.5 h，浸提2次，抽濾，合并濾液，旋轉(zhuǎn)濃縮后將濾液定容至50 mL，待測(cè).

表1 正交試驗(yàn)因素水平表

1.3.4 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

以單因素試驗(yàn)結(jié)果為依據(jù)，選擇乙醇體積分?jǐn)?shù)、料液比、浸提時(shí)間、浸提溫度4個(gè)因素，以黃酮得率為指標(biāo)，采用L9(34)正交試驗(yàn)方法對(duì)甜蕎麥麩皮中黃酮類(lèi)化合物最佳提取工藝條件進(jìn)行試驗(yàn)，因素水平表見(jiàn)表1.

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1.1 乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)黃酮得率的影響

圖2 乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)蕎麥麩皮中黃酮類(lèi)化合物得率的影響 圖3 料液比對(duì)蕎麥麩皮中黃酮類(lèi)化合物得率的影響

從圖2可以看出：隨著乙醇體積分?jǐn)?shù)的增大，黃酮類(lèi)化合物得率呈上升趨勢(shì)；當(dāng)乙醇體積分?jǐn)?shù)達(dá)到60%時(shí)，黃酮類(lèi)化合物的溶解度最大，但超過(guò)60%后，黃酮類(lèi)化合物得率有所下降.這可能是由于一些醇溶性雜質(zhì)、色素、親脂性成分的溶出量增加，與黃酮類(lèi)化合物競(jìng)爭(zhēng)乙醇，從而導(dǎo)致黃酮類(lèi)化合物的得率下降，因此最適宜的乙醇體積分?jǐn)?shù)為50%～70%.

2.1.2 料液比對(duì)黃酮得率的影響

從圖3可以看出：隨著料液比的增大，總黃酮得率逐漸增加，當(dāng)料液比達(dá)到1∶50后，總黃酮得率增加緩慢.溶劑量的增加提高了樣品體系與提取劑體系間黃酮類(lèi)化合物的濃度差，使得樣品中有效成分的殘留量減少，從而提高了黃酮的得率；但當(dāng)達(dá)到一定比例時(shí)，溶劑將樣品中有效成分基本溶出，使得黃酮得率趨于穩(wěn)定.綜合考慮浸提效果、溶劑用量和降低濃縮負(fù)荷等因素，乙醇的用量不宜過(guò)大，故將料液比定為1∶40～1∶60.

2.1.3 浸提溫度對(duì)黃酮得率的影響

圖4 浸提溫度對(duì)蕎麥麩皮中黃酮類(lèi)化合物得率的影響 圖5 浸提時(shí)間對(duì)蕎麥麩皮中黃酮類(lèi)化合物得率的影響

從圖4中可以看出，隨著浸提溫度的升高，黃酮類(lèi)化合物得率增大，到70 ℃時(shí)黃酮得率達(dá)到1.760 3%，但溫度進(jìn)一步升高，黃酮得率卻趨于平穩(wěn)，這可能是由于隨著溫度的升高，有效成分的溶解速度加快，并且溫度的提高也會(huì)引起細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，使蕎麥麩皮中黃酮類(lèi)物質(zhì)大量溶出，從而提高了黃酮的得率；但溫度增加的同時(shí)也會(huì)提高雜質(zhì)的溶出量，與黃酮類(lèi)化合物競(jìng)爭(zhēng)溶劑，因此溫度不宜過(guò)高，故浸提溫度為60℃～80℃.

2.1.4 浸提時(shí)間對(duì)黃酮得率的影響

從圖5中可以看出，隨著浸提時(shí)間的延長(zhǎng)，蕎麥麩皮中黃酮類(lèi)化合物的得率逐漸增加，浸提2 h后逐漸趨于平穩(wěn).這可能是由于隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，一定比例的乙醇已逐漸將蕎麥麩皮中的有效成分基本溶出，再延長(zhǎng)浸提時(shí)間對(duì)黃酮得率影響不大.因此從浸提時(shí)間、浸提級(jí)數(shù)考慮，將浸提時(shí)間定為2～3 h.

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果及分析

表2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

從表2的試驗(yàn)結(jié)果可以看出，影響甜蕎麥麩皮中黃酮類(lèi)化合物提取得率的各因素依次是：A>D>B>C，表明乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)黃酮得率的影響最為顯著，其余依次是浸提溫度、料液比，浸提時(shí)間影響最小.最佳的因素水平組合為A1D2B2C2，即：乙醇體積分?jǐn)?shù)50%、浸提溫度70 ℃、料液比1∶50、浸提時(shí)間2.5 h，在此條件下黃酮類(lèi)化合物得率為2.404 4%.

2.3 浸提級(jí)數(shù)的確定

稱(chēng)取3 g干燥至恒重的甜蕎麥麩皮，過(guò)60目篩，置于錐形瓶中，加入150 mL 50%的乙醇，放入70 ℃恒溫水浴鍋中浸提2.5 h，抽濾，在同樣條件下多次提取，按照1.3.1的方法測(cè)定吸光度值，計(jì)算黃酮類(lèi)化合物的得率，結(jié)果見(jiàn)表3.

從表3中可以看出：隨著浸提級(jí)數(shù)的增加，累積黃酮得率逐漸增大，但三級(jí)到四級(jí)之間黃酮得率增長(zhǎng)不明顯，從浸提效果、浸提時(shí)間和提取成本等方面考慮，浸提3次最佳.

表3 浸提級(jí)數(shù)試驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié)論

(1)通過(guò)正交試驗(yàn)確定了甜蕎麥麩皮中黃酮類(lèi)化合物的最佳提取工藝，即：乙醇體積分?jǐn)?shù)50%、料液比1∶50、浸提溫度70 ℃、浸提時(shí)間2.5 h，在該工藝條件下黃酮類(lèi)化合物得率達(dá)到2.204 4%.

(2)在最佳工藝條件下進(jìn)行浸提級(jí)數(shù)試驗(yàn)，結(jié)果表明：浸提三級(jí)最佳，其黃酮類(lèi)化合物累計(jì)得率達(dá)到2.419 5%，為甜蕎麥麩皮的回收利用提供了科學(xué)依據(jù).

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