微波輔助提取薏米多酚工藝的研究

李倩 范忠軍

摘要：本研究利用微波輔助技術提取薏米中多酚類物質(zhì)，對溶劑濃度、微波火力、提取溶劑料液比以及微波提取時間4個單因素條件進行提取工藝優(yōu)化，并在單因素試驗的基礎上，設計正交試驗確定最佳工藝條件。結(jié)果表明，最佳工藝條件為乙醇濃度60%、微波火力為中火、料液比 （W/V）1∶40、提取時間2.0 min。薏米多酚得率為376.81 mg/kg。該工藝操作簡單方便，可為薏米多酚提取利用提供技術支持。

關鍵詞：薏米；微波輔助提取；多酚

中圖分類號：S519.032文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2016）06-0133-03

薏米又叫薏苡仁、苡仁，是禾本科一年生草本谷類植物，在中國、日本等國家被廣泛食用，在日本被列為防癌食品[1]。近年來，隨著生活水平不斷提高，人們越來越注重有益于健康的飲食和生活方式[2]。多酚類物質(zhì)廣泛存在于植物性食物當中，而薏米中多酚類物質(zhì)含量比較豐富。多酚類物質(zhì)抗氧化活性顯著，能夠清除細胞中的游離基，細胞中游離基過多會增強氧化能力從而破壞生物大分子。有研究報道薏米多酚對腫瘤細胞具有較明顯的抑制增殖作用[3]。所以研究薏米多酚類化合物的提取和分離最佳條件，進而深入研究薏米的抗癌保健功效有重要意義。本文采用微波輔助法提取薏米多酚，以單因素試驗結(jié)合正交試驗的方法確定最佳提取工藝，以期為薏米的開發(fā)利用提供參考。

1材料與方法

1.1材料與試劑

薏米；沒食子酸；Folin phenol試劑；無水乙醇、碳酸鈉均為國產(chǎn)分析純。

1.2儀器

MK-JJ-2型組織搗碎機（金壇市華城科教設備儀器廠）；CP-214電子天平（上海儀展衡器有限公司）；RE-2010型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（上海予華儀器設備有限公司）；LG-10M型離心機（四川蓉飛生物科技有限公司）；UV-2000 型可見分光光度計（上海尼柯儀器有限公司）；微波爐（廣東格蘭仕集團有限公司）。

1.3試驗方法

1.3.1沒食子酸標準曲線的制備精確稱取沒食子酸，分別配制成濃度為0、10、20、30、40、50、60、80 μg/mL的沒食子酸溶液。移取1 mL各濃度沒食子酸溶液于小燒杯中，各加入Folin phenol試劑1 mL，然后各加入7.5% Na2CO3溶液3 mL，搖勻，室溫條件下避光反應30 min，在波長765 nm處測定吸光度值。以沒食子酸濃度為橫坐標，以吸光度值為縱坐標，繪制沒食子酸標準曲線。

1.3.2薏米多酚的提取用組織搗碎機將薏米破碎，過60目篩處理。加入提取溶劑，將薏米浸泡液進行微波提取。離心后取上清液，經(jīng)過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，得到薏米多酚的粗提物。

1.3.3薏米多酚含量的測定將多酚粗提物用蒸餾水定容至50 mL。移取1 mL提取液于小燒杯中后按1.3.2方法測定吸光度值，記錄數(shù)據(jù)。根據(jù)吸光度和稀釋倍數(shù)計算薏米多酚得率。

1.3.4微波提取薏米多酚單因素試驗精確稱取薏米粉末若干份，每份4.0 g，置于500 mL燒杯中，根據(jù)單一變量原則，對溶劑濃度、提取火力、料液比、提取時間4個單因素進行試驗。設置各因素水平如下：溶劑濃度分別為40%、50%、60%、70%、80% 乙醇5個水平；微波火力設定為低火、低中火、中火、中高火、高火5個水平；料液比（W/V）設定為1∶30、1∶40、1∶50、1∶60、1∶70共5個水平；提取時間設定為0.5、1.0、1.5、2.0、3.0 min 5個水平。分別考察各單因素對薏米多酚提取的影響。

1.3.5正交試驗在單因素試驗基礎上設計L9（34）正交試驗，研究4個因素之間的相互作用對微波輔助提取薏米多酚的影響，優(yōu)化薏米多酚提取工藝，確定最佳提取條件。

2結(jié)果與分析

2.1沒食子酸標準曲線圖制備

以沒食子酸濃度（μg/mL）為橫坐標，吸光度值為縱坐標，繪制沒食子酸標準曲線見圖1，得到?jīng)]食子酸濃度（x）與吸光度（y）之間的回歸方程：y=0.036x+0.0388，回歸系數(shù)R2=0.998。沒食子酸濃度在0～80 μg/mL范圍內(nèi)，吸光度值與沒食子酸濃度線性關系良好。

2.2微波提取薏米多酚單因素試驗結(jié)果

2.2.1乙醇濃度對多酚得率的影響按照微波輔助薏米多酚提取工藝流程，在固定料液比為1∶40、微波火力中火、微波提取1.5 min的條件下，多酚得率隨著乙醇濃度先增大后減小，當濃度為60%時，多酚得率為290 mg/kg，達到最大。這可能與多酚物質(zhì)的溶解性有關，當薏米多酚的極性與乙醇溶液的極性相差不大時，多酚類物質(zhì)更易于釋放[4]，多酚得率就高。然而不斷增大乙醇濃度，蛋白質(zhì)等生物大分子會發(fā)生變性沉淀反應，會阻止多酚物質(zhì)擴散到提取溶劑中，導致多酚得率降低[5]。

2.2.2微波火力對多酚得率的影響固定料液比為1∶40、加入60%乙醇、微波作用1.5 min條件下，薏米多酚得率也隨著微波火力的增大而增大，本試驗中達到最高火力得率仍沒有降低。這也說明多酚比較耐受高強的微波。

2.2.3料液比對多酚得率的影響加入60%乙醇、微波火力高火、提取1.5 min的條件下，隨著溶劑量的增加，多酚得率呈現(xiàn)先上升后下降趨勢，在料液比為1∶40時，多酚得率達到最大，為310 mg/kg。繼續(xù)增加溶劑量，多酚得率不升反降，可能因為乙醇沸點較低，加熱時由于溶液體積大，更多乙醇因沸騰使體積減少，從而影響薏米多酚得率[6]。

2.2.4提取時間對多酚得率的影響固定料液比為 1∶40、加入60%乙醇、微波火力高火的條件下，當提取時間為1.5 min時，多酚得率達到最大值，為350 mg/kg；繼續(xù)延長微波提取時間，多酚含量反而逐漸減少。可以推測過度延長微波提取時間會使多酚類活性下降或降解，從而降低得率。

2.3正交試驗結(jié)果

在各因素最佳值附近選取3個水平，進行4因素3水平正交試驗（表1），以研究4個因素的相互作用對薏米多酚得率的影響，從而確定最佳提取工藝。

從正交試驗結(jié)果（表2）可知，4個因素對薏米多酚得率影響強度依次為：料液比、微波火力、提取時間、乙醇濃度；薏米中多酚提取的最佳條件為：濃度60%的乙醇為提取溶劑，微波火力設定為中火，料液比為1∶40，提取時間設定為2.0 min，在此提取條件下薏米多酚得率達到最大，為376.81 mg/kg。

3結(jié)論

本試驗采用微波輔助提取薏米多酚，在單因素基礎上設計正交試驗研究最佳提取條件，提高了得率，縮短了提取時間，工藝簡單可行，對環(huán)境無不良性影響。采用乙醇為提取溶劑，容易獲取且實驗效果優(yōu)良。由于薏米中結(jié)合酚量遠少于自由酚，本試驗沒有進行結(jié)合型多酚的提取，得到的多酚提取量與王立峰等[7]用丙酮測得的自由酚含量相比略低，這可能跟薏米品種、質(zhì)量、生長環(huán)境以及提取溶劑等不同有關。

參考文獻：

[1]劉月好. 薏米的營養(yǎng)及其在食品中的開發(fā)應用[J]. 食品科技， 2003（9）：47-49.

[2]周忠宇， 呂慧卿， 鄭麗萍， 等. 淺析薏米的開發(fā)利用價值[J]. 雜糧作物， 2006， 26（1）： 58-59.

[3]王立峰， 陳靜宜， 謝慧慧， 等. 薏米多酚細胞抗氧化及 HepG2細胞毒性和抗增殖作用[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學， 2013， 46（14）： 2990-3002.

[4]鄺高波， 黃和. 微波輔助提取番石榴多酚的研究[J]. 食品工業(yè)科技， 2013，34（24）：295-299.

[5]任虹， 朱曉霞， 韓東桓， 等. 微波輔助提取花生紅衣多酚及其抗氧化活性研究[J]. 中國食品學報，2013，13（7）：25-32.

[6]黃祉健， 阮玉鳳， 羅寶芳， 等. 微波輔助提取芒果核多酚及其抑菌活性的研究[J]. 食品工業(yè)科技，2014（12）：295-298.

[7]王立峰， 鞠興榮. 3種薏米的多酚提取物清除過氧化氫自由基抗氧化能力評價[J]. 食品科學， 2012， 33（19）：39-44.