洋蔥黃酮的提取條件及抗氧化活性的研究

陳磊

（青島酒店管理職業(yè)技術(shù)學(xué)院烹飪學(xué)院，山東青島 266100)

洋蔥黃酮的提取條件及抗氧化活性的研究

陳磊

（青島酒店管理職業(yè)技術(shù)學(xué)院烹飪學(xué)院，山東青島 266100)

為研究超聲波輔助乙醇提取洋蔥黃酮最佳工藝和抗氧化活性。采用正交實(shí)驗(yàn)，研究乙醇體積分?jǐn)?shù)、超聲時(shí)間、浸提時(shí)間和料液比對(duì)洋蔥黃酮提取量的影響，測(cè)定了在最優(yōu)條件下提取洋蔥黃酮的還原力和對(duì)羥自由基的清除率。結(jié)果表明，洋蔥黃酮最佳提取工藝條件為乙醇濃度70%，超聲波處理時(shí)間5min，浸提時(shí)間1.5h，料液比1∶15（m∶V），該條件下洋蔥黃酮的提取量為40.17mg/g。0.5mg/mL洋蔥黃酮與0.5mg/mL VC還原力相等；洋蔥黃酮對(duì)羥自由基的清除率隨著溶液濃度（0～1.2mg/mL）的增加而增大，濃度為1.2mg/mL的黃酮溶液清除率為32.42%。實(shí)驗(yàn)表明洋蔥黃酮提取物具有較強(qiáng)的抗氧化活性，可作為抗氧化劑或?yàn)檠兄乒δ苁称诽峁┵Y源。

洋蔥，黃酮，提取，抗氧化活性

洋蔥中含有天然抗氧化劑黃酮類物質(zhì)和ACSOs兩類化學(xué)成分，具有防止動(dòng)脈硬化、抑菌、抗癌、提高免疫力、降壓、降血糖、降血脂、降膽固醇等保健作用[1－2]。目前洋蔥產(chǎn)量有每年增加的趨勢(shì)，但至今洋蔥的消費(fèi)方式主要是傳統(tǒng)的烹炒和少量直接食用，其量相對(duì)較小，同時(shí)洋蔥的深加工停留在脫水等初級(jí)加工水平上[3]。因此充分挖掘洋蔥所含生物功能性因子，對(duì)洋蔥深加工研究、提高洋蔥附加值有促進(jìn)作用。中國(guó)對(duì)洋蔥及其廢棄物的研究，主要集中在含硫化合物[4]、類黃酮化合物[5]提取、分離等方面。鄒磊等[6]研究了不同品種洋蔥抗氧化能力及發(fā)酵對(duì)其的影響；唐學(xué)燕等[7]研究發(fā)現(xiàn)，香腸中添加10%洋蔥泥，能夠顯著抑制脂肪的氧化。因此，對(duì)洋蔥的深入研究將會(huì)為降血糖、降血脂、抗血栓、抗菌抗癌等天然藥物的開發(fā)利用提供新的線索。

超聲波輔助萃取是目前比較新的提取方法，具有提取時(shí)間短（一般不超過1h）、得率高、低溫提取有利于熱敏性成分的穩(wěn)定、成本低、污染小、容易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化等優(yōu)點(diǎn)[8]。何新益等[9]利用超聲輔助方法對(duì)棗活性物質(zhì)進(jìn)行了提取，效果明顯。本研究以乙醇為溶劑，利用超聲波輔助提取洋蔥黃酮，通過正交實(shí)驗(yàn)確定最佳工藝參數(shù)，并且對(duì)其清除自由基以及抗氧化活性進(jìn)行了測(cè)定，為洋蔥的精深加工和作為天然抗氧化劑及功能性食品得到開發(fā)利用提供理論基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

洋蔥 購于青島市撫順路農(nóng)貿(mào)批發(fā)市場(chǎng)；蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品 純度99%，美國(guó)simga公司；抗壞血酸、無水乙醇、硝酸鋁、亞硝酸鈉、氫氧化鈉、鐵氰化鉀、三氯乙酸、三氯化鐵、硫酸亞鐵、水楊酸、過氧化氫 均為市售分析純。

KQ3200型超聲波清洗器 昆山市超聲儀器有限公司；LD5－2B型低速離心機(jī) 北京雷勃爾離心機(jī)有限公司；WFJ7200型可見分光光度計(jì) 尤尼柯（上海）儀器有限公司；SHB－Ⅲ型循環(huán)水式多用真空泵 鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司；RE－2000型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器 上海亞榮生化儀器廠；DHX－9243BC－1型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；FW135型高速萬能粉碎機(jī) 北京市永光明醫(yī)療儀器廠；FD－1A－50型冷凍干燥機(jī) 北京博醫(yī)康實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；HH型數(shù)顯恒溫水浴鍋 金壇市金城國(guó)勝實(shí)驗(yàn)儀器廠。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 原料處理 新鮮洋蔥洗凈，切成細(xì)絲，放入60℃烘箱中烘干，烘干后的洋蔥用粉碎機(jī)粉碎后過40目篩，備用。

1.2.2 洋蔥黃酮超聲波輔助乙醇提取工藝 準(zhǔn)確稱取洋蔥粉末1g，置于錐形瓶中，加入一定量的乙醇溶劑，固定在超聲波清洗儀中進(jìn)行一定時(shí)間的超聲萃取，取出后置于室溫下浸提，一定時(shí)間后進(jìn)行離心（5000r/min，10min），過濾，取上清液用80%乙醇定容至50mL容量瓶，取1mL按方法1.2.5進(jìn)行黃酮含量的測(cè)定，其余置于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中，40℃減壓回收乙醇，直至提取液無醇味，用冷凍干燥機(jī)進(jìn)行真空冷凍干燥，得洋蔥黃酮粉末。

1.2.3 洋蔥黃酮提取工藝的單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.3.1 超聲波處理時(shí)間對(duì)洋蔥黃酮提取量的影響

采用料液比為1∶10（m∶V），乙醇濃度為70%，超聲波處理時(shí)間分別為4、8、12、16、20min，浸提時(shí)間為1.5h，分別測(cè)定黃酮的提取量。

1.2.3.2 浸提時(shí)間對(duì)洋蔥黃酮提取量的影響 采用料液比為1∶10，乙醇濃度為70%，超聲波處理時(shí)間為8min，浸提時(shí)間分別為0.5、1、1.5、2、2.5h，分別測(cè)定黃酮的提取量。

1.2.3.3 乙醇濃度對(duì)洋蔥黃酮提取量的影響 采用料液比為1∶10，浸提時(shí)間為1.5h，超聲波處理時(shí)間為8min，乙醇濃度分別為50%、60%、70%、80%、90%，測(cè)定黃酮的提取量。

1.2.3.4 料液比對(duì)洋蔥黃酮提取量的影響 乙醇濃度為70%，浸提時(shí)間為1.5h，超聲波處理時(shí)間為8min，料液比分別為1∶5、1∶10、1∶15、1∶20、1∶25，分別測(cè)定黃酮的提取量。

1.2.4 洋蔥黃酮提取工藝的正交實(shí)驗(yàn) 根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果，設(shè)計(jì)四因素三水平的正交實(shí)驗(yàn)，考察乙醇濃度、超聲波處理時(shí)間、浸提時(shí)間、料液比4個(gè)因素對(duì)提取量的影響，以確定洋蔥黃酮提取的最佳工藝條件。

1.2.5 蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 準(zhǔn)確稱取干燥至恒重的蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品20mg，用80%乙醇溶液溶解，并完全轉(zhuǎn)入200mL容量瓶中，用80%乙醇溶液定容至刻度，得

式中：R—樣品中黃酮含量，mg/g；C—從標(biāo)準(zhǔn)曲線讀出的蘆丁質(zhì)量濃度，μg/mL；n—稀釋倍數(shù)，2500；m—洋蔥干粉質(zhì)量，g。

1.2.7 還原力的測(cè)定 樣品的還原能力越強(qiáng)則抗氧化能力越強(qiáng)，可以通過測(cè)定樣品的還原力來表示抗氧化活性的大小。一般采用鐵氰化鉀還原法來測(cè)定抗氧化物質(zhì)的還原力，其原理即試樣將赤血鹽（K3Fe（CN）6）還原成黃血鹽（K4Fe（CN）6），黃血鹽再與Fe3+作用，生成普魯士藍(lán)，在700nm波長(zhǎng)測(cè)定吸光值，以檢測(cè)普魯士藍(lán)的生成量。吸光度越高，說明還原力越高[10]。

以蒸餾水為溶劑，分別將洋蔥黃酮和VC配制成不同濃度的溶液。取2mL不同濃度的樣品溶液加到2mL 0.2mol/L磷酸鈉緩沖溶液（pH6.6）和2.0mL 1%的鐵氰化鉀（赤血鹽）溶液中，將混合物放入50℃的培養(yǎng)箱中保溫20min。在反應(yīng)混合物中加入2.0mL 10%的三氯乙酸溶液，混合后于3000r/min離心10min，取上層清液2mL，與2mL蒸餾水及0.4mL 0.1%的氯化鐵在試管中反應(yīng)，10min后在700nm下測(cè)定吸光度。

1.2.8 洋蔥黃酮對(duì)羥自由基清除率的測(cè)定 抗氧化劑是通過自身的還原作用給出電子而達(dá)到清除自由基的目的[10]，羥自由基是目前所知活氧中對(duì)生物體毒性最強(qiáng)、最難清除、危害最大的一種自由基，能夠破壞細(xì)胞內(nèi)的多糖、脂類、氨基酸等多種活性成分，使細(xì)胞壞死或突變。因此，研究樣品對(duì)羥自由基的清除作用是非常重要的。

實(shí)驗(yàn)方法：稱取一定量的洋蔥黃酮，分別以蒸餾水和70%乙醇為溶劑，制備洋蔥黃酮水溶液和醇溶液。在25mL比色管中依次加入1mL 9mmol/L硫酸亞鐵溶液，1mL 9mmol/L水楊酸－乙醇溶液，再分別加入1mL不同濃度的洋蔥黃酮水溶液和醇溶液，之后加入1mL 8.8mmol/L雙氧水啟動(dòng)反應(yīng)，用蒸餾水定容至10mL，于37℃水浴中反應(yīng)10min，以空白試劑為參比，在510nm處測(cè)定其吸光度。

清除率的計(jì)算公式如下：濃度為0.1mg/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液。

分別取上述蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液0、1.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0mL置于7支50mL容量瓶中，分別加入5%亞硝酸鈉溶液1.4mL，搖勻后放置6min，加入10%硝酸鋁溶液1.4mL，搖勻放置6min，再加入4%氫氧化鈉溶液10mL，用80%乙醇溶液定容至刻度，搖勻，10min后以試劑空白為參比，在波長(zhǎng)為510nm處測(cè)定吸光度。以吸光度（A）為縱坐標(biāo)，蘆丁質(zhì)量濃度（C，μg/mL）為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.2.6 黃酮提取量的測(cè)定 按方法1.2.2從50mL容量瓶中取1mL，置于50mL容量瓶中，按照繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線的方法顯色，在最大吸收波長(zhǎng)510nm處測(cè)定吸光度A，按式（1）計(jì)算黃酮含量。

式中：Q—清除率，%；A0—空白試劑的吸光度；Ax—加入樣品溶液的吸光度。

2 結(jié)果與分析

2.1 蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線

按方法1.2.5繪制的標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到回歸方程為C=0.0118A+0.0281，其中，相關(guān)系數(shù)R2為0.9992。

2.2 洋蔥黃酮提取工藝的單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 超聲波處理時(shí)間對(duì)黃酮提取量的影響 不同的超聲波處理時(shí)間下黃酮的提取量見圖1。由圖1可知，隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，洋蔥黃酮提取量增加，在8～12min時(shí)出現(xiàn)峰值，以后緩慢降低?？紤]到能源以及時(shí)間問題，因此，在正交實(shí)驗(yàn)中采用5、10、15min的超聲波處理時(shí)間進(jìn)行提取。

圖1 超聲波處理時(shí)間對(duì)黃酮提取量的影響Fig.1 Effects of ultrasonic time on the extraction content of flavonoids

2.2.2 浸提時(shí)間對(duì)黃酮提取量的影響 不同浸提時(shí)間下黃酮的提取量見圖2。由圖2可知，洋蔥黃酮提取量隨著浸提時(shí)間的增加而增加，提取時(shí)間超過1.5h以后，隨著提取時(shí)間的延長(zhǎng)，黃酮的提取量反而降低。因此，在正交實(shí)驗(yàn)中采用1.0、1.5、2.0h的浸提時(shí)間進(jìn)行提取。

圖2 浸提時(shí)間對(duì)黃酮提取量的影響Fig.2 Effects of extraction time on the extraction content of flavonoids

2.2.3 乙醇濃度對(duì)黃酮提取量的影響 不同乙醇濃度下黃酮的提取量見圖3。由圖3可知，洋蔥黃酮提取量隨著乙醇濃度的升高而逐漸增加，當(dāng)乙醇濃度大于70%時(shí)開始下降。因此，在正交實(shí)驗(yàn)中采用60%、70%、80%的乙醇濃度進(jìn)行提取。

圖3 乙醇濃度對(duì)黃酮提取量的影響Fig.3 Effects of ethanol concentration on the extraction content of flavonoids

圖4 料液比對(duì)黃酮提取量的影響Fig.4 Effects of material/liquid ratio on the extraction content of flavonoids

2.2.4 料液比對(duì)黃酮提取量的影響 在不同料液比條件下黃酮的提取量見圖4。由圖4可知，洋蔥黃酮提取量隨料液比的增加而增加，當(dāng)料液比大于1∶20時(shí)開始提取量下降。因此，在正交實(shí)驗(yàn)中采用1∶10；1∶15；1∶20的料液比進(jìn)行提取。

2.3 提取工藝篩選的正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果，按L9（34）設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)因素及水平如表1所示，四因素三水平的正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。

由表2可知，影響洋蔥黃酮提取量的各因素主次順序?yàn)镈＞A＞C＞B，即乙醇濃度＞超聲波處理時(shí)間＞浸提時(shí)間＞料液比。根據(jù)極差分析得到洋蔥黃酮提取量的最佳工藝條件為A1B2C2D2，極差分析結(jié)果與直觀分析結(jié)果相同，即乙醇濃度70%，超聲波處理時(shí)間5min，浸提時(shí)間1.5h，料液比1∶15（m∶V），此時(shí)洋蔥黃酮的提取量最大為40.17mg/g；可能是由于超聲空化產(chǎn)聚能效應(yīng)和熱效應(yīng)活化了黃酮分子從而整體上能提高提取過程的傳質(zhì)速率和效果[11]，從而有效地提高了黃酮的提取量。

表1 正交試驗(yàn)因素與水平表Table 1 Design of orthogonal experiments factors and level

表2 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 2 Results of orthogonal experiments

2.4 洋蔥黃酮還原力的測(cè)定結(jié)果

圖5 洋蔥醇提物與VC的還原力比較Fig.5 The reducing power of onion extracts

由圖5可知，VC和洋蔥黃酮的還原力都隨濃度的上升而增強(qiáng)。溶液濃度低于0.5mg/mL時(shí)，VC的還原力較洋蔥黃酮的還原力要高；溶液濃度高于0.5mg/mL時(shí)，洋蔥黃酮的還原力略高于VC的還原力。洋蔥黃酮濃度為0.5mg/mL時(shí)的還原力與濃度為0.5mg/mL VC的還原力相當(dāng)。

2.5 洋蔥黃酮對(duì)羥自由基·OH清除率的效果

圖6、圖7為測(cè)定的洋蔥黃酮水溶液及醇溶液對(duì)羥自由基的清除率。

由圖6和圖7可知，洋蔥黃酮的水溶樣品、醇溶樣品對(duì)Fenton體系產(chǎn)生的羥自由基有一定的清除作用，隨著溶液濃度的增加，對(duì)羥自由基的清除率也增加。水溶樣品在濃度為1.4mg/mL時(shí)有最大清除率為31.86%，之后隨濃度增加對(duì)羥自由基的清除率呈平緩趨勢(shì)，醇溶樣品在濃度為1.2mg/mL時(shí)有最大清除率為32.41%，之后隨濃度增加對(duì)羥自由基的清除率呈現(xiàn)平緩趨勢(shì)。

3 結(jié)論

圖6 洋蔥醇提物水溶液對(duì)羥自由基的清除率Fig.6 Hydroxyl free radical scavenging rate of onion ethanol extracts aqueous solution

圖7 洋蔥醇提物醇溶液對(duì)羥自由基的清除率Fig.7 Hydroxyl free radical scavenging rate of onion ethanol extracts alcoholic solution

3.1 通過正交實(shí)驗(yàn)，確定洋蔥黃酮提取的最佳工藝條件為乙醇體積分?jǐn)?shù)70%，超聲波處理時(shí)間5min，浸提時(shí)間1.5h，料液比1∶15（m∶V），此條件下洋蔥黃酮的提取量為40.17mg/mL。

3.2 洋蔥黃酮具有一定的抗氧化能力，對(duì)Fenton體系產(chǎn)生的羥自由基有一定的清除作用，隨著溶液濃度的增加，清除率也增加，濃度為1.2mg/mL的黃酮溶液清除率為32.42%；0.5mg/mL洋蔥黃酮與0.5mg/mL VC還原力相當(dāng)。

洋蔥原料成本低，資源豐富，本實(shí)驗(yàn)的研究為從洋蔥中提取一種天然抗氧化劑的開發(fā)，提供了實(shí)驗(yàn)理論依據(jù)。

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Study on ethanol extraction process of onion and its antioxidant activity

CHEN Lei
（Cuisine College，Qingdao Hismile College，Qingdao 266100，China）

The optimum ethanol extraction process of onion flavonoids extracts by using ultrasonic wave，and antioxidant activity in vitro of the extracts were investigated.Ethanol was used as the extraction solvent，flavonoids of extracts were used to measure the extraction.Optimum conditions of extracting ethanol flavonoids extracts from onion was obtained by orthogonal experiment.Reducing power and scavenging to hydroxyl free radical were used to determine the antioxidant activity of the extracts.Results showed that optimum extraction conditions were as follows：ethanol concentration 70%，ultrasonic time 5min，material/liquid ratio 1∶15（m∶V），extracting time 1.5h.Under these above optimum conditions，the extraction content could reach 40.17mg/mL. The reducing power of 0.5mg/mL ethanol extracts was equal to 0.5mg/mL VC.Ethanol extracts from onion on hydroxyl free radical scavenging rate increased with the concentration（0～1.2mg/mL）raising，when the concentration was 1.2mg/mL，the scavenging rate was 32.42%.Experiments showed that onion flavonoids extract had strong antioxidant activity，which could be used as antioxidants or provide resources for the development of functional food.

onion；ethanol extracts；extraction；antioxidant activity

TS245.1

A

1002－0306（2013）16－0091－05

2013－05－06

陳磊（1975－），女，碩士，講師，研究方向：食品工藝與營(yíng)養(yǎng)。