超聲波法提取香菜中黃酮的最佳工藝條件

王月囡,佟明光

(1.鞍山師范學(xué)院 化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院,遼寧 鞍山 114007;2.鞍山師范學(xué)院 后勤集團(tuán),遼寧 鞍山 114007)

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超聲波法提取香菜中黃酮的最佳工藝條件

王月囡1,佟明光2

(1.鞍山師范學(xué)院 化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院,遼寧 鞍山 114007;2.鞍山師范學(xué)院 后勤集團(tuán),遼寧 鞍山 114007)

摘要為確定香菜總黃酮的超聲最佳提取工藝條件，采用正交試驗(yàn)法，考察溶劑濃度、超聲時(shí)間、超聲溫度、料液比對提取率的影響.所考察的因素對香菜總黃酮的提取率影響順序由大到小為：超聲時(shí)間，超聲溫度，乙醇濃度，物料比.超聲提取的最佳條件為：超聲時(shí)間30 min，超聲溫度30 ℃，乙醇濃度80%，物料比1∶35超聲波法提取效率高于常規(guī)的提取方法，并具有提取時(shí)間短、簡單、無需加熱等優(yōu)點(diǎn).

關(guān)鍵詞香菜;黃酮;超聲波法;提取

香菜，學(xué)名(CoriadrumSativumL.)，英文名Coriander，異名芫荽，松須菜等，屬于傘形科植物[1]，是人類歷史上藥用和調(diào)味食品上最古老的芳香蔬菜之一.香菜遍布全國各地，在我國及東南亞各地具有民族風(fēng)味的菜肴中，是很重要的蔬菜和調(diào)味香辛料.香菜莖葉翠綠芳香，清脆鮮嫩，營養(yǎng)豐富.香菜中富含鈣、鐵、胡蘿卜素、維生素C等營養(yǎng)成分，還含有尼克酸及其甘露糖醇、黃酮及正葵醛(Decanal)、壬醛(nomal)和芳香醇(Linalool)等[2].香菜由于具有調(diào)味和多種保健功效而備受大眾青睞，除了用它特殊的香氣進(jìn)行烹飪之外,香菜的根莖葉籽作為治病的良藥已有悠久的歷史,是由于香菜中含有的揮發(fā)性成份、黃酮和異香豆素等主要成分所致[3].

黃酮類化合物是指基本母核為2-基色原酮的一系列化合物.他們多以黃酮或黃酮苷的形式存在于植物的莖葉中[4].生物類黃酮是自由基猝滅劑和抗氧化劑，能有效地防止脂質(zhì)過氧化引起的細(xì)胞破滅，起到抗癌、防癌的作用[5].近年來，黃酮類化合物由于具有可以降低心肌耗氧量、增加冠狀動(dòng)脈及腦血管流量、降血糖、抗氧化、消除體內(nèi)自由基、抗衰老、增強(qiáng)機(jī)體免疫力等功能作用而引人矚目[6,7]，在醫(yī)藥、食品等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，是目前人們比較關(guān)注的一類化合物，但對香菜中黃酮類化合物的研究不多，本研究采用正交試驗(yàn)法來優(yōu)化超聲輔助提取香菜總黃酮，確定最佳提取工藝條件，為香菜在食品、保健品等領(lǐng)域的進(jìn)一步應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù).

1材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)材料

香菜，購于鞍山市某大型超市,將香菜莖葉清洗晾干，60 ℃烘箱烘干至恒重，粉碎磨粉過篩(孔徑0.25 mm)后密封保存?zhèn)溆肹8].

1.2標(biāo)樣與試劑

蘆丁對照品(中國藥品生物制品檢定所提供)，無水乙醇、三氯化鋁均為分析純.

1.3實(shí)驗(yàn)儀器

TU-1810紫外可見光分光光度計(jì)(北京普析通用儀器有限責(zé)任公司)，PL2002電子天平(梅特勒-托利多儀器上海有限公司 )，KH3200B超聲波清洗器(昆山禾創(chuàng)超聲儀器有限公司)，SHB-B95抽濾真空泵(鄭州長城科工貿(mào)有限公司)，DZF真空干燥箱(北京市永光明醫(yī)療儀器廠).

1.4實(shí)驗(yàn)方法

1.4.1蘆丁標(biāo)準(zhǔn)液精密稱取蘆丁10.0 mg，加70%乙醇溶解并定容至50 mL，配制成200 μg/mL的蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液，作為對照品溶液.

1.4.2標(biāo)準(zhǔn)曲線分別精密吸取蘆丁標(biāo)準(zhǔn)液0.0,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0 mL置于10.0 mL比色管中，加1%的三氯化鋁溶液定容至刻度搖勻，靜置15 min，以零管為空白.搖勻后用1 cm 的比色皿，在最大吸收波長293 nm處測定吸光度，測3次取平均值，以吸光度(Y)對蘆丁濃度 T(μg/mL)回歸，得回歸方程Y=9.121 4x+0.009 4，得出r=0.998 1，作為測定總黃酮含量的標(biāo)準(zhǔn)方程.

黃酮類化合物的得率公式為[9]：得率(%)=(m/W)×100，式中，m為黃酮質(zhì)量，單位為g；W為香菜粉質(zhì)量，單位為g.

1.4.3單因素實(shí)驗(yàn)

(1)乙醇濃度對提取效果的影響:準(zhǔn)確稱取0.50 g香菜粉末于錐形瓶中，分別以60%，70%，80%，90%和100%的乙醇溶液作為溶劑20 mL，超聲提取20 min，提取溫度為30 ℃，過濾定容至100 mL，在最大吸收峰波長293 nm處測定吸光度A.

(2)物料比對提取效果的影響：準(zhǔn)確稱取0.50 g香菜粉末于錐形瓶中，分別加入60%乙醇10,12.5,15,17.5,20,22.5mL，超聲振蕩20 min，提取溫度為30 ℃，過濾定容至100 mL，在最大吸收峰波長293 nm處測定吸光度A.

(3)超聲時(shí)間對提取效果的影響：準(zhǔn)確稱取0.50 g香菜粉于錐形瓶中，分別加入60%乙醇溶液20 mL，提取溫度為30 ℃，分別進(jìn)行超聲波振蕩10,15,20,25,30 min 后，過濾定容至100 mL，在最大吸收峰波長293 nm處測定吸光度A.

(4)超聲溫度對提取效果的影響：準(zhǔn)確稱取0.50 g香菜粉于錐形瓶中，分別加入60%乙醇溶液 20 mL，在提取溫度為20,30,40,50,60 ℃下提取20 min，過濾定容至100 mL，在最大吸收峰波長293 nm處測定吸光度A.

1.4.4正交實(shí)驗(yàn)本研究主要討論了乙醇濃度、物料比、超聲時(shí)間、超聲溫度[10]對生姜中黃酮類物質(zhì)浸出效果的影響，在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)，采用L9(34).正交表進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到超聲波提取香菜總黃酮的工藝條件.

2結(jié)果與分析

2.1單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1.1乙醇濃度對提取效果的影響如表1所示，隨著乙醇濃度的增加，黃酮的提取率逐步提高，濃度也并非越大越好，而有一個(gè)最佳值.在濃度為 80 %時(shí)，提取率達(dá)到最佳，超過此值，提取率反而下降，且增加成本，因此選80%的乙醇濃度作為最佳提取濃度.

表1　乙醇濃度對提取效果的影響

2.1.2物料比對提取效果的影響如表2所示，隨著物料比的增加，提取率增加，但當(dāng)料液比1∶35時(shí)，提取率達(dá)到最佳，提取率增加緩慢，之后增加液料比提取率有所降低，這時(shí)黃酮類化合物的提取已經(jīng)比較充分了，因此選1∶35作為最佳物料比.

表2　物料比對提取效果的影響

2.1.3超聲時(shí)間對提取效果的影響如表3所示，在其它條件相同的前提下，增加超聲波作用時(shí)間，黃酮的提取率一直增高，當(dāng)時(shí)間超過30 min 后，提取率有下降趨勢，這可能是黃酮提取物受氧化所致.因此確定超聲時(shí)間為30 min 為最佳.

表3　超聲時(shí)間對提取效果的影響

2.1.4超聲溫度對提取效果的影響如表4所示，溫度高低體現(xiàn)出分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的激烈程度，隨溫度提高，黃酮類化合物在乙醇溶液中的溶解度增加，提取率提高，但當(dāng)溫度過高時(shí)，則雜質(zhì)的溶出也會(huì)增加，影響提取效率.因此確定超聲溫度為40 ℃為最佳.

表4　超聲溫度對提取效果的影響

表5　因素水平表

2.2正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

在以上單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了L9(34)(見表5)的正交試驗(yàn).4個(gè)因素為：A超聲波時(shí)間、B超聲波溫度、C乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)、D物料比.

由表6可知，各因素影響大小順序?yàn)锳>B>C>D;最佳提取工藝條件為A2B2C3D1,即超聲時(shí)間30 min，超聲溫度30 ℃，乙醇濃度80%，物料比1∶35.表7方差分析表明，因素A、B對結(jié)果的影響非常顯著，在此工藝條件下進(jìn)行了黃酮提取的驗(yàn)證試驗(yàn),黃酮得率為2.11%.

表6　正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表7　正交實(shí)驗(yàn)的方差分析

2.3超聲提取法與乙醇回流法提取效果比較

乙醇回流法：取香菜粉末0.50 g，加入80%的乙醇17.5 mL，沸水浴回流提取2 h，過濾后定容至100 mL，取上清液測定其吸光度A.超聲提取法：取香菜粉末0.50 g，加入L80%的乙醇17.5 mL，30 ℃超聲30 min，過濾后定容至100 mL，取上清液測定其吸光度A.

結(jié)果乙醇回流法和超聲提取法總黃酮得率分別為0.95%和2.11%，表明超聲法提取效果較佳.

3結(jié)論

通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)研究表明,超聲波法提取香菜中黃酮的最佳提取工藝條件為：乙醇濃度80%,物料比1∶35，超聲時(shí)間30 min，超聲溫度30 ℃.在該提取條件下,黃酮得率為2.11%，明顯優(yōu)于乙醇回流法.

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(責(zé)任編輯：陳欣)

Study on ultrasonic extraction process of flavonoids in Coriadrum Sativum

WANG Yuenan1,TONG Mingguang2

(1.School of Chemistry and Life Science,Anshan Normal University,Anshan Liaoning 114007,China:

2.Logisticsgroup,AnshanNormalUniversity，AnshanLiaoning114007,China)

AbstractTo optimize the ultrasonic treatment condition forCoriadrumSativumL.,the extraction rate of flavonoids optimized condition ethanol concentration,ultrasonic time,ultrasonic temperature,material ratio was determined by orthogonal design.The order of factors to affect flavonoids extraction was ultrasonic time，ultrasonic temperature，ethanol concentration and material ratio.It was to found that the best reaction condition was:ultrasonic time 30 min, ultrasonic temperature 30 ℃,ethanol concentration 80%, material ratio of 1∶35.The extraction rate of ultrasonic method was higer than traditional method,can save time,by easy to operate and need no heating.

Key wordsCoriadrumSativum;flavonoids;ultrasonic method;extraction

收稿日期2016-01-10

作者簡介王月囡(1981-)，女，遼寧鞍山人，鞍山師范學(xué)院化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院實(shí)驗(yàn)師，碩士.

中圖分類號TS202.1

文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章篇號1008-2441(2016)02-0057-04