微波法提取苦蕎茶中黃酮的工藝研究

李富蘭，梁曉鋒，李艷清

（四川理工學(xué)院材料與化學(xué)工程學(xué)院，四川自貢643000）

微波法提取苦蕎茶中黃酮的工藝研究

李富蘭，梁曉鋒，李艷清

（四川理工學(xué)院材料與化學(xué)工程學(xué)院，四川自貢643000）

以苦蕎茶為原料，對從苦蕎茶黃酮類化合物的微波提取工藝進(jìn)行了研究。在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過正交試驗(yàn)優(yōu)化工藝條件。試驗(yàn)結(jié)果表明：乙醇濃度為70%，料液比為1∶20（g/mL），微波功率為300 W，微波時(shí)間為3.0 min。此時(shí)黃酮的提取率達(dá)到4.13%。

苦蕎茶；黃酮；微波；提取

苦蕎屬于蓼科蕎麥，屬草本雙子葉植物，是自然界中很少的藥食兩用的作物［1］。它有著很好的保健作用和不錯(cuò)的食療作用。苦蕎含有豐富的黃酮類化合物，具有抗菌，抗病毒，抗發(fā)炎，抗過敏以及改善血液循環(huán)，降低血液膽固醇，對糖尿病引起的視網(wǎng)膜病變和毛細(xì)血管脆化有很好的作用，還具有抑制脂質(zhì)過氧化、血小板凝聚的作用，具有抗癌、鎮(zhèn)咳祛痰和保肝活性［2］。

本試驗(yàn)采用微波提輔助取法來進(jìn)行提取苦蕎茶中黃酮進(jìn)行研究［3-7］。微波輔助提取法具有快速高效、選擇性高、溶劑消耗量少、不產(chǎn)生噪音、且提取得率高等優(yōu)點(diǎn)。

1材料與方法

1.1材料、試劑及儀器

蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品（UV≥98%）、無水乙醇（C2H5OH）、氫氧化鈉（NaOH）、亞硝酸鈉（NaNO2）、硝酸鋁［Al（NO3）3］、MAS-1常壓微波輔助合成/萃取儀：上海新儀微波長學(xué)科技有限公司；DFY-500搖擺式高速萬能粉碎機(jī)：溫嶺市林大機(jī)械有限公司；AR1140電子分析天平：梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；BS-300電子天平：上海友聲衡器有限公司；101A-1E電熱鼓風(fēng)干燥箱：上海安亭科學(xué)儀器有限公司；UV-1100紫外可見分光光度計(jì)：上海美譜達(dá)儀器有限公司；SHB-Ш循環(huán)水式多用真空泵：鄭州長城科工貿(mào)有限公司。

1.2試驗(yàn)過程

1.2.1黃酮提取方法

苦蕎→洗滌→干燥→粉碎→乙醇微波輔助提取→離心分離→濾液濃縮→除雜→真空干燥→黃酮提取物

1.2.2單因素試驗(yàn)

1.2.2.1微波功率對黃酮提取率的影響

準(zhǔn)確稱取苦蕎茶粉末5.00 g，加入濃度70%乙醇溶液、料液比1∶15（g/mL），微波時(shí)間2.0 min，設(shè)定微波功率100、200、300、400、500 W。按含量測定方法測定吸光度值，求得黃酮含量，并計(jì)算黃酮提取率。

1.2.2.2微波時(shí)間對黃酮提取率的影響

準(zhǔn)確稱取苦蕎茶粉末5.00 g，加入濃度70%乙醇溶液、料液比1∶15（g/mL），微波功率300 W，設(shè)定微波時(shí)間1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 min。按含量測定方法測定吸光度值，求得黃酮含量，并計(jì)算黃酮提取率。

1.2.2.3乙醇濃度對黃酮提取率的影響

準(zhǔn)確稱取苦蕎茶粉末5.00 g，料液比為1∶15（g/mL），微波功率300W，微波時(shí)間4.0min，設(shè)定乙醇濃度50%、60%、70%、80%、90%。按含量測定方法測定吸光度值，求得黃酮含量，并計(jì)算黃酮提取率。

1.2.2.4料液比對黃酮提取率的影響

準(zhǔn)確稱取苦蕎茶粉末5.00 g，加入濃度80%乙醇溶液、微波功率300 W、微波時(shí)間4.0 min，設(shè)定料液比1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30（g/mL）。按含量測定方法測定吸光度值，求得黃酮含量，并計(jì)算黃酮提取率。

1.2.3正交試驗(yàn)

影響苦蕎黃酮產(chǎn)率的因素很多，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，我們主要考慮4個(gè)因素：乙醇濃度、料液比、微波時(shí)間，微波功率采用L9（34）正交試驗(yàn)優(yōu)化微波輔助提取苦蕎中黃酮的工藝條件。

1.2.4總黃酮的測定

準(zhǔn)確移取0.400 mg/mL蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液0.00、1.00、2.00、4.00、6.00、10.00mL于25mL的比色管中，按0.000、0.016、0.032、0.064、0.096、0.160 mg/mL的濃度配制成NaNO2-Al（NO3）3-NaOH混合溶液，以不含蘆丁的空白試劑作參比，在505 nm處測定吸光度。以蘆丁的濃度（mg/mL）為橫坐標(biāo)，吸光度A為縱坐標(biāo)繪制蘆丁的標(biāo)準(zhǔn)曲線。其線性回歸方程y=4.218 1x-0.004 2，R2=0.999 4。

將提取得到的苦蕎黃酮樣品按照試驗(yàn)方法測定吸光度，用線性回歸方程計(jì)算樣品中總黃酮含量，并計(jì)算苦蕎黃酮提取率。

2結(jié)果與討論

2.1單因素試驗(yàn)的結(jié)果分析

微波法輔助提取苦蕎中黃酮時(shí)主要的影響因素是微波功率、微波時(shí)間、乙醇濃度、料液比對提取率的影響，下面分別考察各因素的影響情況。

2.1.1微波功率對黃酮提取率的影響

設(shè)定微波功率分別為100、200、300、400、500 W，計(jì)算苦蕎黃酮提取率，微波功率對黃酮提取率的影響見圖1。

由圖1可知，微波功率為100 W～300 W時(shí)，隨著微波功率增加，加熱速度增大，分子運(yùn)動(dòng)速度也加快，提取率逐漸地增大，當(dāng)微波功率為300 W時(shí)，提取率最高。隨著微波功率繼續(xù)增加提取率反而越來越低，可能是由于微波功率的升高，溫度也隨之升高，使原料暴沸或有效成分發(fā)生變性引起了黃酮類化合物損失而造成的。綜合考慮微波功率選擇300 W為宜。

圖1　微波功率對黃酮提取率的影響Fig.1The effect of microwave power on extracting ratio of flavonoids

2.1.2微波時(shí)間對黃酮提取率的影響

設(shè)定微波時(shí)間分別為1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 min，計(jì)算苦蕎黃酮提取率，微波時(shí)間對黃酮提取率的影響見圖2。

圖2　微波時(shí)間對黃酮提取率的影響Fig.2The effect of microwave time on extracting ratio of flavonoids

由圖2可知，當(dāng)微波時(shí)間從1.0 min開始增大時(shí)黃酮類化合物的提取率也增加，當(dāng)微波時(shí)間4.0 min時(shí)達(dá)到最大值4.00%，而繼續(xù)加長時(shí)間提取率開始下降。原因可能是由于微波時(shí)間的增加，溫度也隨之升高使黃酮類化合物分解，造成了黃酮類物質(zhì)提取率的降低。綜合考慮選擇提取時(shí)間為4.0 min為宜。

2.1.3乙醇濃度對黃酮提取率的影響

設(shè)定乙醇濃度分別為50%、60%、70%、80%、90%，計(jì)算苦蕎黃酮提取率，乙醇濃度對黃酮提取率的影響見圖3。

圖3　乙醇濃度對黃酮提取率的影響Fig.3The effect of ethanol concentration on extracting ratio of flavonoids

由圖3可知，隨乙醇濃度的增大，黃酮類化合物的提取率開始時(shí)逐漸增大，但是當(dāng)濃度增大到80%時(shí)提取率就開始下降。其原因可能為：開始時(shí)乙醇濃度增大，黃酮類化合物被不斷地提取出來，而當(dāng)濃度高于80%時(shí)，高濃度的乙醇使細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)凝固，黃酮不容易析出，同時(shí)可能與原料中的黃酮種類有關(guān)。綜合考慮選擇乙醇濃度為80%為宜。

2.1.4料液比對黃酮提取率的影響

設(shè)定料液比分別為1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30（g/mL）。計(jì)算苦蕎黃酮提取率，料液比對黃酮提取率的影響見圖4。

圖4　料液比對黃酮提取率的影響Fig.4The effect of solid-liquid ratio on extracting ratio of flavonoids

由圖4可知，在1∶10（g/mL）到1∶20（g/mL）之間黃酮類化合物的提取率隨提取液用量的增加逐漸增加，但是料液比的繼續(xù)提高提提取量率增加比較緩慢，考慮到能耗成本，料液比選擇1∶20（g/mL）為宜。

2.2正交試驗(yàn)的結(jié)果分析

為了找出較優(yōu)工藝參數(shù)組合，提高苦蕎黃酮的提取率，運(yùn)用正交試驗(yàn)法進(jìn)行條件試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1　苦蕎中黃酮提取條件的正交試驗(yàn)結(jié)果與分析Table 1Experimental program and data for extraction of flavonoids

續(xù)表1苦蕎中黃酮提取條件的正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析Continue table 1Experimental program and data for extraction of flavonoids

由表1可知：影響黃酮提取率的所選因素的主次順序是A、B、C、D，最佳水平組合為A1B3C1D2，即為乙醇濃度70%、料液比為1∶20（g/mL）、提取時(shí)間為3.0 min、微波功率為300 W。由于A1B3C1D2不在所設(shè)計(jì)的正交表中，經(jīng)驗(yàn)證試驗(yàn)A1B3C1D2，得到的提取率為4.13%。

3結(jié)論

1）用乙醇—水體系提取苦蕎中的黃酮化合物的方法比較簡單、實(shí)用、提取率好。

2）微波輔助提取法具有快速高效、選擇性高、溶劑的消耗量少、不產(chǎn)生噪音、且活性成分得率高等特點(diǎn)，同時(shí)這種方法適于熱不穩(wěn)定物質(zhì)。試驗(yàn)結(jié)果表明提取苦蕎黃酮的最佳工藝條件：乙醇濃度70%、料液比為1∶20（g/mL）、微波時(shí)間為3.0 min、微波功率為300 W。在該條件下苦蕎茶中黃酮的提取率為4.13%。

［1］張鞍靈，高錦明，王姝清.黃酮類化合物的分布及開發(fā)利用［J］.西北林學(xué)院學(xué)報(bào)，2000，15（1）:69-74

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Study on Technology of Extracting Flavones of Buckwheat by Microwave

LI Fu-lan，LIANG Xiao-feng，LI Yan-qing
（College of Materials and Chemical Engineering，Sichuan University of Science＆Engineering，Zigong 643000，Sichuan，China）

A research of extracting flavones of from buckwheat by microwave.The optimal process conditions were obtained by orthogonal experiment.The results showed that the optimal conditions were 70%alcohol，ratio of solid to liquid 1∶20（g/mL），microwave power 300 W，extraction time 3.0 min.under which the maximum extraction efficiency of total flavonoids was 4.13%.

buckwheat tea；flavonoids；microwave；extracting

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.16.029

2014-05-29

李富蘭（1974—），女（漢），碩士，主要從事應(yīng)用化學(xué)方面的研究。