苦瓜黃酮類化合物提取條件的優(yōu)化

摘要：以蒸餾水為浸提溶劑，采用熱浸提法從苦瓜（Momordica charantia）中提取黃酮類化合物。在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)優(yōu)化苦瓜中黃酮類化合物的提取條件。結(jié)果表明，料水質(zhì)量比對(duì)苦瓜黃酮類化合物提取量的影響最大，其次是浸提溫度，浸提時(shí)間的影響最小。優(yōu)化的提取方案為浸提溫度90 ℃、料水質(zhì)量比1∶20、浸提時(shí)間4 h，所得苦瓜黃酮類化合物提取量為1.937 mg/g。

關(guān)鍵詞：苦瓜（Momordica charantia）；黃酮類化合物；提??；優(yōu)化

中圖分類號(hào)：S642.5；R284.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2013）15-3654-03

苦瓜（Momordica charantia）又稱涼瓜、錦荔枝，是葫蘆科苦瓜屬一年生攀援草本植物，在我國各地均有種植[1]。苦瓜果實(shí)性寒味苦，營養(yǎng)成分豐富，含有苦瓜多糖、苦瓜素和多種氨基酸等生理活性物質(zhì)，具有極高的藥用和食用價(jià)值，在醫(yī)藥和食品領(lǐng)域中有著廣泛的用途[2，3]。現(xiàn)代科學(xué)研究表明，苦瓜中的有效成分可抑制正常細(xì)胞的癌變和促進(jìn)突變細(xì)胞的恢復(fù)過程，具有抗癌作用[4]。黃酮類化合物是廣泛存在于自然界的一大類化合物。到目前為止已發(fā)現(xiàn)的黃酮類化合物超過5 000種。該類化合物對(duì)冠心病、心絞痛、高血脂、心血管疾病有很好的療效，且具有防治高血壓、血管硬化以及抗自由基、降低血清膽固醇等作用[5]。

由于提取工藝的優(yōu)劣直接關(guān)系到藥用植物中有效成分的收率、后加工的難易程度以及生產(chǎn)成本的高低，本試驗(yàn)旨在通過對(duì)苦瓜中黃酮類化合物的提取工藝進(jìn)行研究，為開發(fā)利用苦瓜中的黃酮類化合物提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

鮮苦瓜來源于華中農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝林學(xué)學(xué)院試驗(yàn)基地，清洗干凈后去子去瓤，切片后自然曬干，粉碎過40目篩，得苦瓜干粉備用。

試驗(yàn)所用試劑包括蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品（純度98%）；甲醇和氯化鋁（AlCl3）為國產(chǎn)分析純。

主要儀器包括752N型紫外可見分光光度計(jì)（上海精密科學(xué)儀器有限公司）、HH-2K1型單孔智能水浴鍋（鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司）、FA1004型電子天平（上海越平科學(xué)儀器有限公司）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 精確稱取0.01 g干燥至恒重的蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品置于10 mL干燥的容量瓶中，加無水甲醇定容至刻度，搖勻即得濃度為1 mg/mL的蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品溶液。分別吸取蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液0.05、0.10、0.20、0.25、0.30 mL于10 mL容量瓶中，加10 g/L AlCl3溶液9.5 mL，再加入純水定容至刻度，搖勻靜置。10 min后在420 nm處測吸光度，以蘆丁濃度為橫坐標(biāo)、吸光度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖1，蘆丁濃度在5～30 μg/mL范圍內(nèi)與吸光度有良好的線性關(guān)系，回歸方程為y=0.021 6x-0.004 3，R2=0.998 6。

1.2.2 苦瓜黃酮類化合物的提取 以蒸餾水為浸提溶劑，采用熱浸提法提取苦瓜中的黃酮類化合物。稱取苦瓜干粉2 g，加入一定質(zhì)量的蒸餾水，在90 ℃浸提6 h，浸提液用紗布過濾，濾液用蒸餾水定容至100 mL，測定其中黃酮類化合物的濃度，計(jì)算苦瓜黃酮類化合物的提取量。

黃酮類化合物提取量=提取液中黃酮類化合物濃度×提取液體積/苦瓜干粉質(zhì)量

1.2.3 苦瓜黃酮類化合物提取條件的優(yōu)化 設(shè)置單因素試驗(yàn)，分別考察料水質(zhì)量比、浸提溫度、浸提時(shí)間對(duì)苦瓜黃酮類化合物提取量的影響。①料水質(zhì)量比。浸提溫度90 ℃、浸提時(shí)間6 h，料水質(zhì)量比分別為1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50。②浸提時(shí)間。浸提溫度90 ℃、料水質(zhì)量比1∶30，浸提時(shí)間分別為2、3、4、5、6 h。③浸提溫度。浸提時(shí)間6 h、料水質(zhì)量比1∶30，浸提溫度分別為20、40、60、80、100 ℃。各處理均設(shè)置3組重復(fù)，結(jié)果取平均值。

由于單因素試驗(yàn)并不能反映各因素之間的相互作用，而實(shí)際操作中各因素之間的相互作用也會(huì)影響黃酮類化合物的提取率，因此為確定提取苦瓜中黃酮類化合物的最佳工藝參數(shù)，根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果確定正交試驗(yàn)各因素的考察水平，進(jìn)一步優(yōu)化苦瓜黃酮類化合物的提取工藝[6-9]。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 料水質(zhì)量比對(duì)苦瓜黃酮類化合物提取的影響 在浸提時(shí)間6 h、浸提溫度90 ℃的條件下，不同料水質(zhì)量比對(duì)苦瓜中黃酮類化合物提取的影響見圖2。由圖2可知，黃酮類化合物的提取量隨提取溶劑用量的增加先呈上升趨勢，料水質(zhì)量比小于1∶30后再增加提取溶劑的用量，黃酮類化合物的提取量略有下降。一般來說，在一定范圍內(nèi)增大提取溶劑的用量有利于溶質(zhì)的溶出，但過大的料水質(zhì)量比不僅增加水的消耗及后續(xù)的濃縮成本，而且容易導(dǎo)致加工過程中溶質(zhì)的丟失[10]。因此，選擇1∶10、1∶20、1∶30為正交試驗(yàn)料水質(zhì)量比的3個(gè)水平。

2.1.2 浸提時(shí)間對(duì)苦瓜黃酮類化合物提取的影響 在浸提溫度90 ℃、料水質(zhì)量比1∶30的條件下，不同浸提時(shí)間對(duì)苦瓜黃酮類化合物提取的影響見圖3。從圖3可以看出，苦瓜黃酮類化合物的提取量隨著浸提時(shí)間的延長呈先升高后下降的變化趨勢。在一定范圍內(nèi)延長浸提時(shí)間有利于黃酮類化合物的溶出，但浸提時(shí)間過長易導(dǎo)致黃酮類化合物在較高溫度下分解。因此，選擇3、4、5 h為正交試驗(yàn)浸提時(shí)間的3個(gè)水平。

2.1.3 浸提溫度對(duì)苦瓜黃酮類化合物提取的影響 在浸提時(shí)間6 h、料水質(zhì)量比1∶30的條件下，不同浸提溫度對(duì)苦瓜黃酮類化合物提取的影響結(jié)果見圖4。由圖4可知，苦瓜黃酮類化合物的提取量隨著浸提溫度的升高總體呈上升趨勢，浸提溫度高于80℃后黃酮類化合物的提取量略有下降。浸提溫度升高有利于提高物料的擴(kuò)散系數(shù)，從而提高黃酮類化合物的提取量；但溫度過高易對(duì)提取液中的黃酮類化合物造成破壞，故導(dǎo)致提取量下降[7]。因下降趨勢不明顯，為盡可能充分地將苦瓜中黃酮類化合物提取出來，設(shè)定正交試驗(yàn)中浸提溫度的3個(gè)水平為80、90、100 ℃。

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)進(jìn)一步考察浸提溫度、料水質(zhì)量比、浸提時(shí)間對(duì)苦瓜黃酮類化合物的影響，正交試驗(yàn)因素與水平見表1，結(jié)果見表2。由表2可知，各因素對(duì)黃酮提取率影響的主次順序?yàn)榱纤|(zhì)量比、浸提溫度、浸提時(shí)間，方差分析結(jié)果表明3個(gè)因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響都未達(dá)顯著水平。最佳提取工藝條件為A2B2C2，即浸提溫度90 ℃、料水質(zhì)量比1∶20、浸提時(shí)間4 h。在此條件下進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)[11]，所得黃酮類化合物的提取量為1.937 mg/g，高于正交試驗(yàn)所有組合的結(jié)果，表明優(yōu)化的方案可靠。

3 小結(jié)與討論

目前在苦瓜的活性成分鑒定與保健功能方面的研究取得了較大進(jìn)展。已鑒定的苦瓜活性成分主要有核糖體失活蛋白、多糖、皂苷、黃酮等，這些活性物質(zhì)在降血糖、降血脂、抗氧化、增強(qiáng)免疫力等方面體現(xiàn)出良好的保健功能[12]，以苦瓜為原料提取有效成分，并深加工制作食品或保健藥物具備誘人的前景。本研究通過單因素試驗(yàn)及正交試驗(yàn)，從降低成本、提高產(chǎn)量等角度考慮優(yōu)化苦瓜黃酮類化合物的提取條件。試驗(yàn)結(jié)果表明，各因素對(duì)黃酮類化合物提取量的影響由大到小依次為料水質(zhì)量比、浸提溫度、浸提時(shí)間，最佳工藝條件為浸提溫度90 ℃、料水質(zhì)量比1∶20、浸提時(shí)間4 h，所得黃酮類化合物的提取量為1.937 mg/g。

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