茄子果實(shí)中黃酮提取工藝優(yōu)化及不同茄子品種黃酮含量比較

周寶利，李興寶，李騰飛，趙 瑩，宋 研，尚 淼

(沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110866)

茄子果實(shí)中黃酮提取工藝優(yōu)化及不同茄子品種黃酮含量比較

周寶利，李興寶，李騰飛，趙 瑩，宋 研，尚 淼

(沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110866)

研究茄子果實(shí)中黃酮提取的最佳工藝，比較不同品種茄子果實(shí)的黃酮含量。通過(guò)單因素試驗(yàn)考察乙醇溶液體積分?jǐn)?shù)、提取溫度、提取時(shí)間、料液比4因素對(duì)黃酮提取率的影響。在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)，確定最佳提取工藝。通過(guò)對(duì)不同品種茄子黃酮含量的測(cè)定比較，確定黃酮含量相對(duì)高的品種和采收時(shí)期。結(jié)果表明：茄子黃酮的最佳提取工藝條件為乙醇溶液體積分?jǐn)?shù)80%、溫度40℃、提取時(shí)間80min、料液比1∶20(g/mL)，提取率為2.2%，工藝穩(wěn)定；在此條件下，檢測(cè)遼寧地區(qū)主栽的8個(gè)茄子品種黃酮含量，在坐果之后14d黃酮含量最高，其中，綠茄品種中遼茄5號(hào)的黃酮含量最高為56.3mg/g；紫茄品種中，立原紫茄黃酮含量最高為25.7mg/g?？梢?jiàn)，在茄子中開(kāi)發(fā)利用黃酮具有一定的可行性。

茄子；黃酮；提取工藝；品種；含量

茄子學(xué)名為Solanum melongenaL．，別名落蘇、酪酥、昆侖瓜等，為茄科茄屬以漿果為產(chǎn)品的一年生草本植物。茄子味道鮮美，營(yíng)養(yǎng)豐富，不僅是我國(guó)廣大城鄉(xiāng)人民喜愛(ài)的主要蔬菜之一，也是一味中藥[1]，而且茄子皮中富含VE和VP，這是其他蔬菜所沒(méi)有的[2]。茄子種植廣泛，價(jià)格低廉，取材容易，而且果實(shí)中含有豐富的黃酮類化合物，因此從茄子中提取黃酮具有一定的開(kāi)發(fā)價(jià)值。

黃酮類化合物又稱生物類黃酮，是植物經(jīng)光合作用產(chǎn)生的一大類化合物[3]。蘆丁，是茄子中主要的黃酮類物質(zhì)，其性狀為黃色結(jié)晶粉末或無(wú)晶形粉末，味微苦，熔點(diǎn)177～178℃，略溶于水，能溶于熱水及乙醇[4]。該類化合物在醫(yī)學(xué)界已得到證明，有不可多得的治病防病作用[5-7]。研究表明，蘆丁具有消炎抑菌[8]、降低血液膽固醇，增強(qiáng)血管彈性，改善血液循環(huán)[9]，降低毛細(xì)血管通透性和脆性，促進(jìn)細(xì)胞增生和防止血細(xì)胞凝聚[10]，目前已經(jīng)被作為抗菌劑和降壓藥[11]，臨床用于防治腦出血、高血壓、視網(wǎng)膜出血、紫癜和急性出血性腎炎，因此被廣泛用于醫(yī)藥保健領(lǐng)域[12]。在食品方面，蘆丁具有抗氧化性[13]，是一種天然抗氧化劑并具有良好的抗自由基性能，可以抑制人體內(nèi)的不飽和脂肪酸的過(guò)氧化作用[14]。據(jù)報(bào)道，蘆丁有紫外吸收功能，具有抗曬作用，防曬強(qiáng)度高[15]。因此，蘆丁被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品和化妝品中，具有很高的開(kāi)發(fā)價(jià)值和商業(yè)價(jià)值。

本實(shí)驗(yàn)采用超聲波輔助提取法提取茄子果實(shí)中的黃酮，通過(guò)單因素和正交試驗(yàn)確定最佳工藝條件，同時(shí)對(duì)不同品種、不同色澤、不同時(shí)期的茄子果實(shí)中黃酮含量進(jìn)行測(cè)定，確定黃酮含量高的茄子品種和采收時(shí)期，以期為茄子中黃酮的提取、栽培品種選擇及采收加工提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

茄子果實(shí)黃酮提取工藝優(yōu)化試驗(yàn)所用綠茄為市購(gòu)；茄子果實(shí)黃酮含量測(cè)定比較試驗(yàn)所用材料種子由沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院提供，共8個(gè)品種，綠茄品種為遼茄5號(hào)、西安綠茄、韓育綠茄和綠寶石；紫茄品種為遼茄3號(hào)、黑又亮、遼茄6號(hào)和立原紫茄。供試材料種子于2010年3月22日播種，2010年5月12日定植于科學(xué)研究基地溫室內(nèi)，按常規(guī)方式進(jìn)行栽培管理。

無(wú)水乙醇、氫氧化鈉、亞硝酸鈉、硝酸鋁(均為AR)；蘆丁標(biāo)樣(≥98%) 遼寧省食品藥品檢驗(yàn)所。

1.2 儀器與設(shè)備

UV-1800紫外分光光度計(jì)、EB-330H分析天平日本島津公司；KQ-250B型超聲波清洗器微波振蕩器昆山市超聲儀器廠；RE-52A型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器 上海亞榮生化儀器廠；SHB-Ⅲ循環(huán)水式多用真空泵 鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司；PHS-3C型數(shù)字pH計(jì) 上海偉業(yè)儀器廠。

1.3 方法

1.3.1 檢測(cè)波長(zhǎng)的選擇

取蘆丁標(biāo)品溶液適量，在0.5mL 5%亞硝酸鈉溶液存在的堿性條件下，經(jīng)硝酸鋁顯色后，以試劑為空白參比液在400～700nm波長(zhǎng)范圍測(cè)定螯合物的吸光度，螯合物于508nm波長(zhǎng)處有最大吸收，故測(cè)定時(shí)選用此波長(zhǎng)。

1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

分別精密吸取蘆丁對(duì)照液(0.10mg/mL)0.00、0.50、1.00、2.00、3.00、4.00mL于10.00mL容量瓶中，分別加入5%亞硝酸鈉溶液0.50mL，搖勻，靜置5min；再加10%硝酸鋁溶液0.50mL，搖勻，靜置5min；再加4%氫氧化鈉溶液5.00mL，用70%乙醇溶液稀釋至刻度，搖勻，靜置15min，以試劑作空白，于波長(zhǎng)508nm處測(cè)吸光度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。得吸光度(A)對(duì)質(zhì)量濃度(C)的線性回歸方程為：A＝13.066C－0.0181，R2＝0.9998，在5mg/L和40mg/L范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系。

1.3.3 茄子果實(shí)中黃酮提取工藝優(yōu)化試驗(yàn)

取茄子樣品，洗凈切片，55℃烘干，粉碎。準(zhǔn)確稱取茄子粉末10.0g，利用超聲波輔助法提取[16]，加入不同體積分?jǐn)?shù)的乙醇溶液，選擇不同的提取溫度，不同的提取時(shí)間，加入相應(yīng)比例的提取溶劑，放入超聲波儀中進(jìn)行提取、抽濾，所得濾液經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮，濃縮至10～20mL，用75%乙醇溶液定容至100mL，利用1.3.2節(jié)方法測(cè)定蘆丁含量，重復(fù)3次，取平均值并計(jì)算提取率。

分別以乙醇溶液體積分?jǐn)?shù)、提取溫度、料液比、提取時(shí)間為單因素進(jìn)行試驗(yàn)，在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，進(jìn)行正交試驗(yàn)。

1.3.4 茄子果實(shí)黃酮含量的測(cè)定試驗(yàn)

茄子坐果后開(kāi)始，每隔7d取一次樣，共取5次。再根據(jù)正交試驗(yàn)所得到的最佳提取工藝，進(jìn)行黃酮含量的測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同提取條件對(duì)茄子黃酮提取率影響單因素試驗(yàn)

2.1.1 乙醇溶液體積分?jǐn)?shù)的影響

圖1 乙醇溶液體積分?jǐn)?shù)對(duì)黃酮提取率的影響Fig.1 Effect of ethanol concentration on extraction rate of flavonoids

選擇乙醇溶液體積分?jǐn)?shù)50%、60%、70%、80%、90%進(jìn)行提取乙醇溶液體積分?jǐn)?shù)的單因素試驗(yàn)，其結(jié)果如圖1所示。乙醇溶液體積分?jǐn)?shù)在50%～80%時(shí)，黃酮提取率隨乙醇溶液體積分?jǐn)?shù)的提高而增加，在乙醇溶液體積分?jǐn)?shù)大于80%時(shí)，黃酮提取率下降，在乙醇溶液體積分?jǐn)?shù)為80%時(shí)，達(dá)到最高為1.94%，并且達(dá)到顯著水平。

2.1.2 提取溫度的影響

選擇溫度20、40、60、80、100℃進(jìn)行提取溫度的單因素試驗(yàn)，結(jié)果如圖2所示。當(dāng)溫度在20～40℃時(shí)，黃酮提取率隨溫度的升高而提高，當(dāng)溫度高于40℃時(shí)，黃酮提取率隨溫度的升高而下降，當(dāng)溫度在40℃時(shí)，黃酮提取率最大為2.18%。

圖2 提取溫度對(duì)黃酮提取率的影響Fig.2 Effect of extraction temperature on extraction rate of flavonoids

2.1.3 料液比的影響

選擇料液比 1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30(g/mL)進(jìn)行料液比的單因素試驗(yàn)。由圖3可知，黃酮提取率隨溶劑比例的加大而提高，當(dāng)料液比小于1∶20時(shí)，差異顯著，而當(dāng)料液比大于1∶20mL/g時(shí)，差異不顯著，在料液比1∶30g/mL時(shí)，黃酮提取率最高為2.17%。

圖3 不同料液比對(duì)黃酮提取率的影響曲線Fig.3 Effect of material-liquid ratio on extraction rate of flavonoids

2.1.4 提取時(shí)間對(duì)黃酮提取率的影響

選擇提取時(shí)間20、40、60、80、100min進(jìn)行提取時(shí)間的單因素試驗(yàn)，結(jié)果如圖4所示。黃酮提取率隨提取時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，當(dāng)提取時(shí)間小于60min時(shí)，提取率隨提取時(shí)間的延長(zhǎng)而提高顯著，當(dāng)提取時(shí)間大于60min時(shí)，黃酮提取率隨提取時(shí)間延長(zhǎng)變化不顯著，提取時(shí)間為100min時(shí)，黃酮提取率為2.18%。

圖4 提取時(shí)間對(duì)黃酮提取率的影響Fig.4 Effect of extraction time on extraction rate of flavonoids

2.2 茄子果實(shí)黃酮提取工藝的正交試驗(yàn)優(yōu)化結(jié)果

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，選擇乙醇溶液體積分?jǐn)?shù)、提取溫度、料液比、提取時(shí)間進(jìn)行L9(34)正交試驗(yàn)，重復(fù)3次。以黃酮提取率為考察指標(biāo)，研究各因素對(duì)提取率的影響。正交試驗(yàn)因素水平見(jiàn)表1，試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見(jiàn)表2。

表1 茄子果實(shí)黃酮提取工藝正交試驗(yàn)因素水平表Table 1 Factors and levels of orthogonal tests for optimizing extraction process of flavonoids from eggplants

由表2可得，影響茄子中黃酮提取率的因素主次順序?yàn)椋阂掖既芤后w積分?jǐn)?shù)對(duì)茄子中黃酮提取率影響最大，提取溫度和料液比的影響次之，提取時(shí)間影響最小。即各因素對(duì)超聲波提取茄子中黃酮提取率的主次順序一次為A＞B＞C＞D。超聲波提取茄子中黃酮的最佳組合為A2B2C3D3，即提取乙醇溶液的體積分?jǐn)?shù)80%、提取溫度40℃、提取時(shí)間80min、料液比1∶20。對(duì)最佳提取工藝條件A2B2C3D3進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，結(jié)果黃酮提取率為2.2%，表明這種工藝條件比較合理。

表2 茄子果實(shí)黃酮提取工藝正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 2 Design and results of orthogonal tests for optimizing extraction process of flavonoids from eggplants

2.3 不同茄子品種黃酮含量比較

2.3.1 不同綠茄品種黃酮含量比較

圖5 黃酮含量隨生長(zhǎng)時(shí)間關(guān)系圖Fig.5 Change of flavonoid content in eggplants during the various growth stages

從圖5可知，在綠茄品種中，遼茄5號(hào)、西安綠茄、韓育綠茄和綠寶石，都是在茄子坐果以后，7～14d黃酮含量隨時(shí)間增加，在14d時(shí)含量最高；14～21d黃酮含量顯著下降；21～35d黃酮含量變化不顯著，基本維持在一定水平。從圖5可看出，在坐果之后7～14d，遼茄5號(hào)的黃酮含量最高為56.3mg/g，西安綠茄次之，韓育綠茄再次，綠寶石最低；在21～35d，4個(gè)品種黃酮含量都處于較低水平，差異不顯著。

2.3.2 不同紫茄品種黃酮含量比較

圖6 黃酮含量隨生長(zhǎng)時(shí)間關(guān)系圖Fig.6 Curve of growth time effect on content of flavonoids

從圖6可以看出，在紫茄品種中，遼茄3號(hào)、黑又亮、遼茄6號(hào)和立原紫茄，在茄子坐果以后，7～14d黃酮含量隨時(shí)間增加，在14d時(shí)含量最高；14～21d黃酮含量顯著下降；21～35d黃酮含量變化不顯著，基本維持在一定水平。坐果之后14d，立原紫茄黃酮含量最高為25.7mg/g，遼茄6號(hào)次之，遼茄3號(hào)再次，黑又亮最低。14～21d，立原紫茄黃酮含量要顯著高于另外3個(gè)品種；遼茄3號(hào)、黑又亮、和遼茄6號(hào)黃酮含量相對(duì)較低，三者間差異不顯著。

3 結(jié) 論

超聲波法提取茄子黃酮的最佳提取條件：乙醇溶液體積分?jǐn)?shù)80%、溫度40℃、料液比1∶20(g/mL)、提取時(shí)間80min，在此條件下，黃酮的提取率達(dá)到2.2%，提取工藝穩(wěn)定。

綠茄品種坐果之后7～14d，黃酮含量隨生長(zhǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)而增加；在21～35d，黃酮含量隨生長(zhǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸降低。紫茄品種坐果之后7～14d內(nèi)，黃酮含量要高于21～35d內(nèi)的黃酮含量。遼茄5號(hào)適宜在遼寧地區(qū)種植。坐果之后14d，黃酮含量達(dá)到最高，此時(shí)為最佳采收時(shí)期。

總之，茄子黃酮的提取工藝相對(duì)簡(jiǎn)單穩(wěn)定，具有一定的可行性，而且茄子在我國(guó)種植廣泛，原料來(lái)源容易，價(jià)格低廉，茄子中黃酮含量相對(duì)較高且，因此開(kāi)發(fā)利用黃酮茄子黃酮具有廣闊的前景。

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Optimization of Extraction Process for Flavonoids from Eggplants and Content Comparison of Flavonoids in Different Eggplant Cultivars

ZHOU Bao-li，LI Xing-bao，LI Teng-fei，ZHAO Ying，SONG Yan，SHANG Miao
(College of Horticulture, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110866, China)

In this study, the optimal extraction process for flavonoids from eggplants was explored and the contents of flavonoids in eggplants from different cultivars were compared. Single-factor tests were adopted to investigate the effects of ethanol concentration, extraction temperature, extraction time and material-liquid ratio on the extraction rate of flavonoids. Based on the single-factor tests, orthogonal tests were used to explore the optimal extraction process. The results showed that the best extraction conditions for flavonoids from eggplants were ethanol concentration of 80%, extraction temperature of 40 ℃, extraction time of 80 min and material-liquid ratio of 1∶20. Under the optimal extraction conditions, the extraction rate of flavonoids was up to 2.2%. The contents of flavonoids in 8 eggplant cultivars cultivated in Liaoning province were determined. Flavonoids revealed the highest content after fruit setting for 14 days. As for green eggplant cultivars, the highest flavonoid content was determined in LiaoQie 5 with the content of 56.3 mg/g. Similarly, as for purple eggplant cultivars, the highest flavonoid content was determined in LiYuan purple eggplants with the content of 25.7 mg/g. Therefore, the development and utilization of flavonoids in eggplants were feasible.

eggplant；flavonoids；extraction technology；cultivars；content

TS202.3

A

1002-6630(2012)10-0103-04

2011-05-25

沈陽(yáng)市科技計(jì)劃項(xiàng)目(F10-226-4-00)

周寶利(1956—)，男，教授，博士，主要從事蔬菜栽培與生理生態(tài)研究。E-mail：zblaaa@163.com