微波輔助提取花生殼總黃酮的工藝優(yōu)化

樊牡丹，屈 攀，楊 凡

（陜西理工學(xué)院化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，陜西漢中723000）

花生殼是花生加工后的副產(chǎn)物，大多作為廢棄物或垃圾被焚燒，造成資源浪費(fèi)?；ㄉ鷼ぶ懈缓S酮類(lèi)化合物，黃酮化合物在體內(nèi)具有增強(qiáng)免疫功能、抗衰老、降血脂與膽固醇和抗炎癥等藥理作用。隨著花生殼提取物在食品的抗氧化與抗菌活性方面的大量研究，得出其具有良好的抗氧化與抗菌活性，因此花生殼黃酮的提取具有重要的研究?jī)r(jià)值[1-3]。本研究以花生殼為原料，探討微波提取花生殼總黃酮的工藝條件，旨在為花生殼的開(kāi)發(fā)利用提供參考。

1 材料和方法

1.1 材料、試劑及儀器

花生（去仁，花生殼備用）；蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品（純度＞99%）：購(gòu)于西安榮升有限公司；無(wú)水乙醇、氫氧化鈉、硝酸鋁等均為分析純。

Cary50紫外可見(jiàn)分光光度計(jì):北京普析通用儀器有限公司；GR-200電子天平：日本AND公司；SHB-3型循環(huán)水多用真空泵：鄭州杜甫儀器廠；RE-52AA旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器：上海亞榮生化儀器廠；FW177粉碎機(jī)：天津泰斯特儀器有限公司；WF-2000型微波細(xì)胞破碎儀：上海屹堯分析儀器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 提取花生黃酮的方法

將花生殼置于55℃恒溫干燥箱烘至絕干后，用粉碎機(jī)粉碎，過(guò)40目篩。準(zhǔn)確稱(chēng)取1.0 g花生殼粉末于50 mL燒杯中，按一定料液比加入一定體積分?jǐn)?shù)乙醇，在一定功率下微波輔助提取一定時(shí)間，減壓抽濾，用對(duì)應(yīng)濃度乙醇定容至50mL容量瓶中備用。

1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

蘆丁于120℃烘至恒重，于干燥器中冷卻后準(zhǔn)確稱(chēng)取蘆丁樣品0.0615g，用70%乙醇溶解，定容到250mL，搖勻，得濃度為 0.246mg/mL標(biāo)準(zhǔn)液。分別吸取 0、3、6、9、12、15mL于 50mL容量瓶中，加入 1.5mL5%NaNO2，搖勻靜置6min后加入1.5mL 10%Al（NO3）3，搖勻，6min后加入4mL 4%NaOH，用70%乙醇定容10min后于510nm測(cè)吸光度A，得蘆丁濃度（mg/mL）與吸光度回歸方程:

由R2=0.9898，說(shuō)明蘆丁濃度在10～80μg/mL具有良好的線性關(guān)系。

1.2.3 花生殼總黃酮的測(cè)定

從1.2.1取1.0mL待測(cè)液于50mL容量瓶中,按照測(cè)定蘆丁標(biāo)準(zhǔn)液吸光度的步驟測(cè)定吸光度A?；ㄉ鷼た傸S酮提取率按下列公式計(jì)算:

花生殼總黃酮提取率（%）

式中：C—根據(jù)回歸方程計(jì)算得到的蘆丁濃度，mg/mL；V1—提取液體積，mL；V2—稀釋后提取液體積，mL；V3—待測(cè)液體積，mL；W—花生殼質(zhì)量，g；T—花生殼總黃酮平均含量，%。

1.3 單因素實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)

選取乙醇體積分?jǐn)?shù)、提取時(shí)間、料液比（g/mL）和溫度進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行正交設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，根據(jù)正交試驗(yàn)結(jié)果得出花生殼中總黃酮的最佳提取工藝條件。

2 單因素實(shí)驗(yàn)

2.1 乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)提取率的影響

在提取溫度為70℃，微波功率為300W，料液比（g/mL）為1∶20，提取時(shí)間為2min的條件下，分別加入體積分?jǐn)?shù)為50%、60%、70%、80%的乙醇溶液，研究不同體積分?jǐn)?shù)的乙醇對(duì)花生殼中總黃酮提取率的影響，結(jié)果見(jiàn)表1。

由表1可知，花生殼總黃酮的提取率隨著乙醇體積分?jǐn)?shù)的增加先增大后減小，乙醇體積分?jǐn)?shù)為70%時(shí)提取率達(dá)到最大，乙醇體積分?jǐn)?shù)過(guò)小和過(guò)大都不利于提取。說(shuō)明乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)提取率影響較顯著，體積分?jǐn)?shù)過(guò)小致使原料提取不完全，過(guò)大可能會(huì)產(chǎn)生很大的滲透壓，影響黃酮類(lèi)化合物的提取[4]。故乙醇體積分?jǐn)?shù)控制在70%為宜。

2.2 提取溫度對(duì)提取率的影響

在乙醇體積分?jǐn)?shù)為70%，微波功率為300W，料液比（g/mL）為1∶20，提取時(shí)間為2min的條件下，選取提取溫度分別為50℃、60℃、70℃、80℃，研究不同的提取溫度對(duì)花生殼中總黃酮提取率的影響，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 提取溫度對(duì)提取率的影響

由表2可知，隨著提取溫度的不斷增大，提取率先增加后減小，提取溫度在70℃時(shí)提取率達(dá)到最大。提取溫度過(guò)高乙醇易揮發(fā)，還可能導(dǎo)致提取過(guò)程中黃酮成分發(fā)生變化，分子結(jié)構(gòu)受到破壞，從而降低總黃酮得率。因此，選取提取溫度70℃為宜。

2.3 微波時(shí)間對(duì)提取率的影響

在乙醇體積分?jǐn)?shù)為70%，微波功率為300W，料液比（g/mL）為1∶20，提取溫度為70℃的條件下，選取提取時(shí)間分別為1min、2min、3min、4min，研究不同的微波時(shí)間對(duì)花生殼總黃酮提取率的影響，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 微波時(shí)間對(duì)提取率的影響

由表3可知，隨著微波時(shí)間的不斷延長(zhǎng)，花生殼中總黃酮的提取率先增大后減少，微波時(shí)間在2min時(shí)提取率達(dá)到最大。可能由于微波時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，黃酮中的有效成分被破壞，導(dǎo)致總黃酮的提取率下降。故選取微波時(shí)間2min為宜。

2.4 料液比對(duì)提取率的影響

在乙醇體積分?jǐn)?shù)為70%，微波功率為300W，微波時(shí)間為2min，提取溫度為70℃的條件下，選取料液比（g/mL）分別為 1∶10、1∶15、1∶20、1∶25，研究不同的料液比對(duì)花生殼總黃酮提取率的影響，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 料液比對(duì)提取率的影響

由表4可知，隨著料液比不斷加大，花生殼中總黃酮的提取率先增大后減小，當(dāng)料液比（g/mL）為1∶15時(shí)，提取率達(dá)到最大。溶劑太少，原料不能充分溶解于乙醇中，溶劑量的加大增大了花生殼粉末與溶劑間接觸面，利于提取。若加入過(guò)多的溶劑量會(huì)導(dǎo)致物料吸收的微波能減少，總黃酮溶出不充分。因而，選取料液比1∶15（g/mL）為佳。

3 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

在單因素的基礎(chǔ)上，選擇乙醇體積分?jǐn)?shù)（A）、微波時(shí)間（B）、提取溫度（D）、料液比（C）為影響因素，提取率為觀察指標(biāo)，選擇L16（45）進(jìn)行正交設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)及結(jié)果，見(jiàn)表5。

由表5可知，四個(gè)因素對(duì)花生殼黃酮提取率影響的主次順序?yàn)椋篈（乙醇體積分?jǐn)?shù)）＞B（微波時(shí)間）＞C（料液比）＞D（提取溫度），提取黃酮的最佳組合是A3B2C4D1，即乙醇體積分?jǐn)?shù)70%、微波時(shí)間2min、料液比1∶25（g/mL）、提取溫度50℃，在此條件下做3次平行試驗(yàn)，得其平均提取率為8.9436mg/mL。

由表6可知，偏差平方和可判斷實(shí)驗(yàn)的穩(wěn)定性，A、B、C三種因素的穩(wěn)定性相對(duì)較差，F(xiàn)＜F臨界值（a=0.05），從而可知不顯著，即因素的變化對(duì)黃酮的提取率影響較小，減小乙醇的體積分?jǐn)?shù)和料液比，可有效地節(jié)約成本，減少時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，同時(shí)降低提取溫度，降低了能源消耗。

4 結(jié)論

通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)和正交設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化了微波輔助提取花生殼總黃酮的工藝條件，各因素對(duì)花生殼黃酮提取率的影響次序?yàn)椋篈（乙醇體積分?jǐn)?shù)）＞B（微波時(shí)間）＞C（料液比）＞D（提取溫度），得最佳提取工藝條件為：微波時(shí)間2min、乙醇體積分?jǐn)?shù)70%、提取溫度50℃、料液比1∶25（g/mL），在此工藝條件下，花生殼中總黃酮的提取率達(dá)8.9436mg/mL。

本實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單，提取率相對(duì)較高，廢棄物對(duì)環(huán)境無(wú)污染，是一個(gè)較好的對(duì)花生殼的加工利用方法。

表5 正交設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)及結(jié)果

表6 方差分析

[1]王洪燕，全康，蔣燕靈，等.木犀草素抗腫瘤細(xì)胞增殖及增敏抗腫瘤藥物作用研究[J].浙江大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，39（1）：31-32.

[2]葉向庫(kù)，劉雪霏.不同溶劑花生殼提取物抗氧化性的初步研究[J].農(nóng)產(chǎn)品加工，2012（12）：42-43.

[3]丁夢(mèng)影，段曉輝，秦燕，等.花生殼提取液抗小鼠衰老作用的研究[J].醫(yī)學(xué)理論與實(shí)踐，2011，240（15）：1753-1754.

[4]范金波，周素珍，鄭立紅，等.微波輔助提取花生殼總黃酮工藝參數(shù)的優(yōu)化[J].中國(guó)食品學(xué)報(bào)，2013，13（11）：56-57.□