不同處理香蕉花黃酮提取工藝及DPPH自由基清除能力研究

劉旭光，聶燕華，孔凡利，吳杭濤，陳　　陽(yáng)

（廣東農(nóng)工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院熱作系，廣東廣州　510507）

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不同處理香蕉花黃酮提取工藝及DPPH自由基清除能力研究

劉旭光，聶燕華，孔凡利，吳杭濤，陳陽(yáng)

（廣東農(nóng)工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院熱作系，廣東廣州510507）

摘要：試驗(yàn)以蘆丁為標(biāo)樣，把香蕉花中黃酮提取量作為參考指標(biāo)，探討曬干和微波處理的香蕉花以乙醇、水為提取劑時(shí)的最佳提取工藝，通過(guò)單因素試驗(yàn)及正交試驗(yàn)得出最佳提取工藝并測(cè)定DPPH自由基清除能力。結(jié)果表明，用微波爐中火微波4 min，再用55℃烘箱烘干，粉碎60目的香蕉花，以蒸餾水為提取劑，料液比1∶30（g∶mL），提取溫度70℃，每次提取3 h，提取2次，測(cè)定黃酮含量為20.36 mg/g，DPPH自由基清除率為76.63%。

關(guān)鍵詞：香蕉花；微波；曬干；黃酮含量

香蕉屬芭蕉科芭蕉屬多年生草本植物，對(duì)溫度的要求較高，喜高溫高濕，怕低溫、忌霜凍[1]。廣東省地處南亞熱帶，水、肥、氣、熱條件優(yōu)越，地緣優(yōu)勢(shì)明顯，香蕉產(chǎn)量占全國(guó)總產(chǎn)量37%以上，成為我國(guó)香蕉的最大產(chǎn)地。但香蕉產(chǎn)地又處在我國(guó)的臺(tái)風(fēng)重災(zāi)區(qū)，每年的夏秋季節(jié)常受到臺(tái)風(fēng)襲擊，香蕉樹(shù)被攔腰折斷；同時(shí)受到冬春低溫影響，大面積香蕉樹(shù)被低溫凍死，蕉農(nóng)對(duì)蕉園大面積砍枝修葉，香蕉植干、香蕉花蕾被當(dāng)作廢棄物遺留在田地里；同時(shí)收割成熟香蕉，果實(shí)外的香蕉花，經(jīng)常被當(dāng)作廢棄物扔掉，每年大概有100 t香蕉花浪費(fèi)在地里。

廣東主栽品種大蕉和粉蕉富含鈣、鐵、鉀等礦物質(zhì)和膳食纖維，黃酮含量高，具有較強(qiáng)的抗氧化活性[2-3]?，F(xiàn)代研究證明，黃酮類(lèi)化合物是重要的抗氧化劑，其生理作用多種多樣[4]。本研究從廣州市增城當(dāng)?shù)亟秷@采摘香蕉花，通過(guò)微波處理后烘干及自然曬干，以乙醇和水為提取劑，通過(guò)單因素試驗(yàn)研究乙醇體積分?jǐn)?shù)、料液比、提取溫度、提取次數(shù)、提取時(shí)間對(duì)提取香蕉花黃酮含量的影響，通過(guò)正交試驗(yàn)得出黃酮最佳提取條件，以最佳條件提取出黃酮量確定香蕉花前處理最佳方案，有效提高香蕉花黃酮的利用率，同時(shí)提高香蕉種植業(yè)的附加經(jīng)濟(jì)價(jià)值、延長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈，進(jìn)而提高蕉農(nóng)的收入，并減少災(zāi)害給蕉農(nóng)帶來(lái)的損失。

1　材料與方法

1.1材料

香蕉花，直接在廣州增城中新鎮(zhèn)香蕉種植戶采集；蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品、亞硝酸鈉、氯化鋁、氫氧化鈉，以上均為分析純。

1.2設(shè)備

九陽(yáng)豆?jié){機(jī)；梅特勒-托利多EL104型電子天平、梅特勒-托利多723N型可見(jiàn)分光光度計(jì)、DHG-9240型電熱鼓風(fēng)干燥箱、HWS26型電熱恒溫水浴鍋，上海合恒科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品；RE-52A型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，上海漢諾通訊技術(shù)有限公司產(chǎn)品；SHDDIII型循環(huán)水式真空泵，上海亞榮生化儀器有限公司產(chǎn)品。

1.3方法

1.3.1香蕉花處理

選用廣州市增城朱村蕉農(nóng)大面積種植的香蕉花蕾作為試驗(yàn)材料。新鮮香蕉花蕾采摘后，手工剝離花，清洗瀝干水分，分別做2個(gè)不同處理。①用微波爐中火微波4 min，然后放在電熱鼓風(fēng)干燥箱55℃至干燥，粉碎，過(guò)60目篩備用；②瀝干水分后進(jìn)行自然曬干，粉碎后過(guò)60目篩備用。

1.3.2蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線的測(cè)定

參照王會(huì)等人《香蕉花黃酮的提取工藝優(yōu)化及其抑制α-糖苷酶活性研究》論文中蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線的測(cè)定，制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。求得蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品的線性回歸方程為Y=0.372 5X-0.005 7，R2=0.999 1，表明本測(cè)定方法在黃酮質(zhì)量濃度為0.2～0.8 mg/mL時(shí)具有良好的線性關(guān)系。

蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線見(jiàn)圖1。

圖　　蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線

1.3.3黃酮提取試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)以水和乙醇作為黃酮提取劑，水作為提取劑時(shí)（微波處理用A表示、自然曬干用C表示），研究料液比、提取溫度、提取時(shí)間對(duì)黃酮提取量的影響；通過(guò)單因素試驗(yàn)，研究提取時(shí)間、提取溫度、料液比3個(gè)因素為正交試驗(yàn)研究其最佳提取工藝。以乙醇為提取劑時(shí)（微波處理用B表示、自然曬干用D表示），研究增加乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)黃酮提取量的影響；通過(guò)單因素試驗(yàn)，研究提取溫度、料液比、乙醇體積分?jǐn)?shù)3個(gè)因素為正交試驗(yàn)研究其最佳提取工藝。

1.3.4DPPH自由基清除

根據(jù)不同處理的香蕉花、不同提取劑的最佳提取工藝，測(cè)定香蕉花黃酮提取液DPPH自由基清除能力。測(cè)量方法參照黃素梅等人[5]《幾種香蕉廢棄物清除DPPH自由基的作用》測(cè)定方案。

2　單因素試驗(yàn)結(jié)果分析

2.1料液比對(duì)香蕉花黃酮提取量的影響

稱取不同處理的香蕉花粉末1.0 g，分別按料液比1∶15，1∶20，1∶25，1∶30，1∶35，A和C加入蒸餾水，B和D加入70%乙醇溶液；在70℃水浴中回流提取1 h，倒出提取液后加入蒸餾水（乙醇）再提取1次，合并提取液減壓濃縮，定容至10 mL，測(cè)定吸光度，得其黃酮提取量。

料液比對(duì)黃酮提取量的影響見(jiàn)圖2。

圖2　　料液比對(duì)黃酮提取量的影響

由圖2可知，以水作為提取劑時(shí)黃酮提取量多。水作為提取劑時(shí)，A處理料液比1∶25時(shí)黃酮提取量為21.1 mg/g，故選擇料液比1∶20，1∶25，1∶30作為正交試驗(yàn)；C處理料液比1∶35時(shí)黃酮提取量為25.55 mg/g，故選擇料液比1∶30，1∶35，1∶40作為正交試驗(yàn)；B處理料液比1∶25時(shí)黃酮提取量為10.51 mg/g，故選擇料液比1∶20，1∶25，1∶30作為正交試驗(yàn)；D處理料液比1∶30時(shí)黃酮提取量為7.41 mg/g，故選擇料液比1∶25，1∶30，1∶35作為正交試驗(yàn)。

2.2提取溫度對(duì)香蕉花黃酮提取量的影響

稱取1.0 g香蕉花粉末，按料液比1∶30，A和C加入蒸餾水，B和D加入70%乙醇溶液；分別在65，70，75，80，85℃水浴中回流提取1 h，倒出提取液后加入蒸餾水（乙醇）再提取1次，合并提取液減壓濃縮，定容至10 mL，測(cè)定吸光度，得其黃酮提取量。

提取溫度對(duì)黃酮提取量的影響見(jiàn)圖3。

圖3　　提取溫度對(duì)黃酮提取量的影響

由圖3可知，隨著提取溫度的升高黃酮提取量逐漸增多。75～80℃達(dá)到峰值，導(dǎo)致可溶性蛋白質(zhì)溶出變性，影響了細(xì)胞的破裂，阻礙了總黃酮溶出，從而降低了總黃酮的提取量，為保證總黃酮充分提取同時(shí)防止過(guò)高提取溫度所引起的化合物分解，不同處理的香蕉花正交試驗(yàn)中設(shè)置提取溫度為65～80℃。

2.3提取時(shí)間對(duì)香蕉花黃酮提取量的影響

提取時(shí)間對(duì)黃酮提取量的影響見(jiàn)圖4。

圖4　　提取時(shí)間對(duì)黃酮提取量的影響

稱取1.0 g香蕉花粉末，按料液比1∶30，A和C加入蒸餾水，B和D加入70%乙醇溶液；于70℃水浴中分別回流提取1.0，1.5，2.0，2.5，3.0 h，倒出提取液后加入蒸餾水（乙醇）再提取1次，合并提取液減壓濃縮，定容至10 mL，測(cè)定吸光度，得其黃酮提取量。由圖4可知，提取時(shí)間1.5～2.0 h為最佳時(shí)間，故選擇提取時(shí)間為2.0 h。

2.4乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)香蕉花黃酮提取量的影響

稱取B和D香蕉花粉末1.0 g，按料液比1∶30，分別加30%，40%，50%，60%，70%，80%，90%乙醇溶液，在70℃水浴中回流提取1 h，倒出提取液后加入乙醇再提取1次，合并提取液減壓濃縮，定容至10 mL，測(cè)定吸光度，得其黃酮提取量。

乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)香蕉花黃酮提取量的影響見(jiàn)圖5。

圖5　　乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)香蕉花黃酮提取量的影響

由圖5可知，微波處理過(guò)的B樣品總體黃酮提取量比自然曬干的樣品D要低，在不同乙醇體積分?jǐn)?shù)下，B樣品用70%～90%乙醇體積分?jǐn)?shù)黃酮提取量較高，80%乙醇黃酮提取量達(dá)到最高值16.12 mg/g，但乙醇溶液體積分?jǐn)?shù)為90%時(shí)水溶性黃酮的溶出減少而脂溶性雜質(zhì)（如色素、鞣質(zhì)等）溶出增多。由于雜質(zhì)與脂溶性黃酮競(jìng)爭(zhēng)溶劑，從而使黃酮提取量下降，因此選取60%～80%乙醇體積分?jǐn)?shù)做正交試驗(yàn)。D樣品用30%～50%乙醇體積分?jǐn)?shù)黃酮提取量較高，40%乙醇黃酮提取量達(dá)到最高值10.90 mg/g，因此選取30%～50%乙醇體積分?jǐn)?shù)為正交試驗(yàn)。

3　最佳提取工藝及結(jié)果分析

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)正交試驗(yàn)分析，研究以水為提取劑對(duì)不同處理香蕉花黃酮提取量的影響，通過(guò)料液比、提取溫度、提取時(shí)間3個(gè)因素，設(shè)計(jì)三因素三水平試驗(yàn)，按正交試驗(yàn)表L9（34）設(shè)計(jì)試驗(yàn)，以獲取最佳工藝參數(shù)。研究以乙醇為提取劑對(duì)不同處理香蕉花黃酮提取量的影響，通過(guò)料液比、提取溫度、乙醇體積分?jǐn)?shù)3個(gè)因素，設(shè)計(jì)三因素三水平試驗(yàn)，按正交試驗(yàn)表L9（34）設(shè)計(jì)試驗(yàn)，以獲取最佳工藝參數(shù)。

3.1微波處理的香蕉花以水為提取劑時(shí)黃酮最佳提取工藝的確定

A處理的香蕉花提取黃酮最佳工藝正交試驗(yàn)見(jiàn)表1。

表1　A處理的香蕉花提取黃酮最佳工藝正交試驗(yàn)

經(jīng)過(guò)微波處理后烘干香蕉花，以水作為提取劑，以料液比、提取時(shí)間、提取溫度為變量，均提取2次，做正交試驗(yàn)得出黃酮最佳提取方案，結(jié)果為料液比1∶30，提取溫度70℃，提取時(shí)間3 h。

3.2自然曬干的香蕉花以水為提取劑時(shí)黃酮最佳提取工藝的確定

C處理的香蕉花提取黃酮最佳工藝正交試驗(yàn)見(jiàn)表2。

經(jīng)自然曬干的香蕉花，以水作為提取劑，以料液比、提取時(shí)間、提取溫度為變量，均提取2次，做正交試驗(yàn)得出黃酮最佳提取方案，結(jié)果為料液比1∶35，提取溫度85℃，提取時(shí)間2.5 h。

3.3微波處理的香蕉花以乙醇為提取劑時(shí)黃酮最佳提取工藝的確定

B處理的香蕉花提取黃酮最佳工藝正交試驗(yàn)見(jiàn)表3。

經(jīng)過(guò)微波處理后烘干香蕉花，以乙醇作為提取劑，以料液比、提取溫度、乙醇體積分?jǐn)?shù)為變量，每次提取2 h，提取2次，做正交試驗(yàn)得出黃酮最佳提取方案，結(jié)果為料液比1∶25，提取溫度80℃，乙醇體積分?jǐn)?shù)70%。

表2　C處理的香蕉花提取黃酮最佳工藝正交試驗(yàn)

表3　B處理的香蕉花提取黃酮最佳工藝正交試驗(yàn)

3.4自然曬干的香蕉花以乙醇為提取劑時(shí)黃酮最佳提取工藝的確定

D處理的香蕉花提取黃酮最佳工藝正交試驗(yàn)見(jiàn)表4。

經(jīng)過(guò)自然曬干的香蕉花，以乙醇作為提取劑，以料液比、提取溫度、乙醇體積分?jǐn)?shù)為變量，每次提取2 h，提取2次，做正交試驗(yàn)得出黃酮最佳提取方案，結(jié)果為料液比1∶35，提取溫度75℃，乙醇體積分?jǐn)?shù)為40%。

3.5不同處理最佳提取工藝黃酮提取量對(duì)比、DPPH自由基清除能力對(duì)比

根據(jù)表1～表4不同處理的香蕉花提取黃酮最佳工藝正交試驗(yàn)表得出最佳提取條件，根據(jù)4個(gè)最佳條件重新對(duì)黃酮提取量進(jìn)行對(duì)比，同時(shí)測(cè)定DPPH自由基清除能力對(duì)比試驗(yàn)，根據(jù)黃酮含量及DPPH自由基清除能力得出香蕉花最佳前處理工藝及黃酮最佳提取工藝。

最佳提取條件下黃酮提取量及DPPH自由基清除能力對(duì)比見(jiàn)圖6。

表4　D處理的香蕉花提取黃酮最佳工藝正交試驗(yàn)

圖6　　最佳提取條件下黃酮提取量及DPPH自由基清除能力對(duì)比

由圖6可知，微波處理后烘干香蕉花比自然曬干香蕉花的黃酮提取量高，而且DPPH自由基清除能力也較強(qiáng)；以乙醇為提取劑時(shí)的黃酮提取量比以水為提取劑時(shí)高，但其DPPH自由基清除能力相差不遠(yuǎn)，可能是水溶性具有清除自由基能力的多酚類(lèi)物質(zhì)、花青素等物質(zhì)溶出，導(dǎo)致DPPH自由基清除能力強(qiáng)。

4　結(jié)論

以蘆丁為標(biāo)樣，把香蕉花中黃酮提取量作為參考指標(biāo)，通過(guò)單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)得出不同處理?xiàng)l件下香蕉花提取黃酮最佳工藝，通過(guò)黃酮提取量、DPPH自由基清除能力對(duì)比得出：用微波爐中火微波4 min，再用55℃烘箱烘干，粉碎60目的香蕉花，以蒸餾水為提取劑，料液比1∶30，提取溫度70℃，每次提取3 h，提取2次，測(cè)得黃酮提取量為20.36 mg/g，DPPH自由基清除率為76.63%。

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中圖分類(lèi)號(hào)：TS201.2

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

doi：10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.06.007

文章編號(hào)：1671-9646（2016）06a-0022-04

收稿日期：2016-04-08

作者簡(jiǎn)介：劉旭光（1982— ），男，碩士，實(shí)驗(yàn)師，研究方向?yàn)槭称房茖W(xué)。

Study on Different Extraction Processing of Flavonaids from Banana Flower and DPPH Radical Ability

LIU Xuguang，NIE Yanhua，KONG Fanli，WU Hangtao，CHEN Yang
（Department of Tropical Crop，Guangdong AIB Polytechnic University，Guangzhou，Guangdong 510507，China）

Abstract：Taking rutin as the prototype，banana flower extract medium yellow ketone amount as reference indexes，drying and microwave processing of banana flower with ethanol and water as extracting agent the best extraction process，by single factor and orthogonal experiment，the best extraction technology and determination of DPPH radical scavenging capacity.Results show that the fire in the microwave in the microwave oven after 4 min，with 55℃oven drying，crushing 60 purpose banana flower，distilled water as extraction agent，1∶30 material liquid ratio，extraction temperature 70℃，extraction of 3 h each time，extracting 2 times and determine flavonoid content is 20.36 mg/g，DPPH free radical clearance rate is 76.63%.

Key words：banana flower；microwave；dried；flavonoids content