微波提取苦瓜總黃酮的工藝研究

劉亞娟，范文昌

（廣東食品藥品職業(yè)學(xué)院，廣東 廣州510520）

苦瓜不僅有良好的食用價值，而且有較高的藥用價值?！侗静菥V目》記載苦瓜味苦，寒，無毒，有除邪熱、解勞乏、清心明目的功效。現(xiàn)代研究表明，苦瓜具有降血糖、促進免疫、抗腫瘤、抗艾滋病毒、抗菌、抗生育等功效［1］。黃酮類化合物是一類廣泛分布于植物界的酚類物質(zhì)，具有抗氧化、抗腫瘤、抗心血管疾病、抗炎、降血脂等生物活性［2－4］。苦瓜的葉、莖、果實中都含有黃酮類化合物。目前，苦瓜總黃酮的提取方法主要有溶劑提取法、超聲提取法、超臨界CO2萃取法、微波提取法等［5－9］，其中微波提取法具有快速、高效、溶劑消耗小、選擇性和提取率高等特點［10］。

作者在此研究苦瓜總黃酮的微波提取工藝，著重考察微波功率、液固比、乙醇體積分?jǐn)?shù)及苦瓜粉末粒度等因素對總黃酮提取率的影響，通過正交實驗確定微波提取苦瓜總黃酮的最佳工藝條件，以期為苦瓜的進一步開發(fā)利用提供理論依據(jù)。

1 實驗

1．1 材料、試劑與儀器

苦瓜，市售。

蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品，中國藥品生物制品檢定所；其它試劑均為分析純。

WTS03－1型微波提取器，南京杰全設(shè)備公司；UV－1800型紫外可見分光光度計，島津公司；電子天平，上海精密科學(xué)儀器有限公司；FW100型高速萬能粉碎機，天津泰斯特儀器有限公司。

1．2 方法

1．2．1 微波提取苦瓜總黃酮的工藝流程

苦瓜清洗→去籽→切片→干燥→粉碎→過篩→稱取苦瓜粉末200g→按一定液固比加入溶劑→微波提取20min→過濾得提取液→計算總黃酮濃度。

1．2．2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

精確稱取120℃干燥至恒重的蘆丁5．000mg置于25mL容量瓶中，加入30%（體積分?jǐn)?shù)，下同）的乙醇溶液溶解并定容至刻度，搖勻，即得蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液（0．200mg·mL－1）。分別準(zhǔn)確吸取蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液0．0mL、0．4mL、0．8mL、1．2mL、1．6mL、2．0mL置于10mL容量瓶中，加0．05g·mL－1亞硝酸鈉溶液0．3mL，搖勻后放置6min，加0．1g·mL－1硝酸鋁溶液0．3mL，搖勻后放置6min，加1．0mol·L－1氫氧化鈉溶液4．0mL，再用30%的乙醇溶液定容至刻度，搖勻，放置15min。在最大吸收波長510nm處測吸光度［11］。以吸光度（A）為縱坐標(biāo)、濃度（c，mg·mL－1）為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。對數(shù)據(jù)進行回歸處理，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為：A＝8．2252c－0．023，R2＝0．9998。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計算提取液中總黃酮的濃度。

1．2．3 苦瓜總黃酮提取率的計算

準(zhǔn)確量取1mL提取液，按1．2．2方法顯色，于最大吸收波長510nm處測吸光度，按下式計算總黃酮提取率：

式中：A為提取液的吸光度；V為提取液的體積，mL；m為苦瓜投料量，g。

2 結(jié)果與討論

2．1 單因素實驗結(jié)果

2．1．1 微波功率對總黃酮提取率的影響

苦瓜粉末過60目篩，在液固比（mL∶g，下同）為11∶1、乙醇體積分?jǐn)?shù)為50%的條件下，考察微波功率對總黃酮提取率的影響，結(jié)果見圖1。

圖1 微波功率對總黃酮提取率的影響Fig．1 The effect of microwave power on extraction rate of total flavones

由圖1可知，總黃酮提取率隨著微波功率的增大先升高后降低，在微波功率為500W時，提取率達到最高。這是因為，在一定的提取時間內(nèi)，微波功率越大，提取物吸收的微波能就越多，物系的溫度上升得就越快，有效成分?jǐn)U散速度也就越快，且溫度高時，可快速破壞細(xì)胞壁，使有效成分更容易浸出，因此提取率升高；但微波功率過大時，溫度過高，黃酮類物質(zhì)出現(xiàn)分解，反而導(dǎo)致提取率降低。

2．1．2 液固比對總黃酮提取率的影響

苦瓜粉末過60目篩，在微波功率為500W、乙醇體積分?jǐn)?shù)為50%的條件下，考察液固比對總黃酮提取率的影響，結(jié)果見圖2。

圖2 液固比對總黃酮提取率的影響Fig．2 The effect of liquid－solid ratio on extraction rate of total flavones

由圖2可知，總黃酮提取率隨著液固比的增大先升高后降低，在液固比為11∶1時，提取率達到最高。這是因為，液固比較小時，溶劑較少，體系升溫較快，增加溶劑量可以加快有效成分的浸出；當(dāng)液固比較大時，再增加溶劑量，微波熱負(fù)載增大，升溫較慢，提取率反而降低。

2．1．3 乙醇體積分?jǐn)?shù)對總黃酮提取率的影響

苦瓜粉末過60目篩，在微波功率為500W、液固比為11∶1的條件下，考察乙醇體積分?jǐn)?shù)對總黃酮提取率的影響，結(jié)果見圖3。

圖3 乙醇體積分?jǐn)?shù)對總黃酮提取率的影響Fig．3 The effect of volume fraction of ethanol on extraction rate of total flavones

由圖3可知，總黃酮提取率隨著乙醇體積分?jǐn)?shù)的增大先升高后降低，在乙醇體積分?jǐn)?shù)為60%時，提取率達到最高。這是因為，一方面乙醇體積分?jǐn)?shù)的增大有利于有效成分的溶解，使得提取率逐漸升高；但另一方面乙醇體積分?jǐn)?shù)過大，使得體系的極性降低，從而降低了微波的熱效應(yīng)，升溫變慢，不利于有效成分的浸出，提取率降低。

2．1．4 苦瓜粉末粒度對總黃酮提取率的影響

在微波功率為500W、液固比為11∶1、乙醇體積分?jǐn)?shù)為50%的條件下，分別篩取200g 10目、20目、40目、60目、80目、100目的苦瓜粉末進行提取，考察苦瓜粉末粒度對總黃酮提取率的影響，結(jié)果見圖4。由圖4可知，總黃酮提取率隨著苦瓜粉末粒度的增大先升高后降低，在粒度為60目時，提取率達到最高。這是因為，物料越細(xì)，比表面積越大，與溶劑的接觸面積越大，越有利于浸出；但物料過細(xì)時提取易糊化，提取率反而降低。

圖4 苦瓜粉末粒度對總黃酮提取率的影響Fig．4 The effect of particle size of material on extraction rate of total flavones

2．2 正交實驗結(jié)果

為使工藝條件更科學(xué)、合理，在單因素實驗的基礎(chǔ)上以總黃酮提取率為考核指標(biāo)，采用L9（34）正交實驗考察微波功率、液固比、乙醇體積分?jǐn)?shù)及苦瓜粉末粒度等主要因素對提取效果的影響，以確定最佳工藝條件。正交實驗結(jié)果與分析見表1。

表1 微波提取苦瓜總黃酮正交實驗的結(jié)果與分析Tab．1 Results and analysis of orthogonal experiment of extracting total flavones from Momordica charantia L．with microwave

由表1可看出，各因素對苦瓜總黃酮提取率的影響大小依次為：微波功率＞液固比＞乙醇體積分?jǐn)?shù)＞苦瓜粉末粒度，最佳工藝條件為：微波功率500W、液固比11∶1、乙醇體積分?jǐn)?shù)60%、苦瓜粉末粒度80目，在此條件下，苦瓜總黃酮的平均提取率達15．576mg·g－1，高于正交實驗中所有實驗組，證明優(yōu)選出的工藝條件是可行的。

3 結(jié)論

通過單因素實驗和正交實驗確定微波提取苦瓜總黃酮的最佳工藝條件為：微波功率500W、液固比11∶1（mL∶g）、乙醇體積分?jǐn)?shù)60%、苦瓜粉末粒度80目，在此條件下，苦瓜總黃酮的提取率達15．576mg·g－1，高于傳統(tǒng)的回流提取法［12］。微波法提取苦瓜總黃酮不僅提取率高，且簡單易行、提取時間短、溶劑用量少，是一種優(yōu)勢明顯的提取方法。

［1］王楠，袁唯．苦瓜的特殊功效及其應(yīng)用研究進展［J］．食品科技，2006，31（1）：126－129．

［2］錢俊臻，王伯初，譚君，等．黃酮類化合物的金屬配合物及其藥理作用［J］．中國藥理學(xué)通報，2012，28（8）：1158－1162．

［3］延璽，劉會青，鄒永青，等．黃酮類化合物生理活性及合成研究進展［J］．有機化學(xué)，2008，28（9）：1534－1544．

［4］曹緯國，劉志勤，邵云，等．黃酮類化合物藥理作用的研究進展［J］．西北植物學(xué)報，2003，23（12）：2241－2247．

［5］申湘忠．苦瓜植物不同部位總黃酮的微波提取與含量測定［D］．長沙：湖南師范大學(xué)，2008．

［6］計紅芳，張令文，孫科祥．苦瓜總黃酮的提取工藝［J］．食品研究與開發(fā)，2009，30（5）：77－81．

［7］于津津．苦瓜總黃酮的提取及副產(chǎn)品發(fā)酵生產(chǎn)酒精的研究［D］．天津：天津大學(xué)，2011．

［8］王文淵，唐守勇，龍紅萍．超臨界CO2流體萃取苦瓜葉中黃酮的研究［J］．食品與機械，2011，27（6）：98－100，130．

［9］李星彩．微波萃取苦瓜中黃酮類化合物的工藝研究［J］．安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38（21）：11472－11473，11478．

［10］張慧，劉宗敏，黎繼烈．微波萃取在食品工業(yè)中的應(yīng)用［J］．食品與機械，2006，22（6）：147－150．

［11］丁常澤，申湘忠，劉益江．苦瓜黃酮分離提純及光譜分析［J］．安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38（16）：8658－8661．

［12］郭育東，馬崇堅，單斌，等．苦瓜總黃酮提取工藝研究［J］．安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38（12）：6501－6502，6624．