燕子掌總酚超聲提取工藝條件的優(yōu)化

任宇鵬，劉加艷，閆寧寧

(河南應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院，河南　鄭州　450042)

?

燕子掌總酚超聲提取工藝條件的優(yōu)化

任宇鵬，劉加艷，閆寧寧

(河南應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院，河南鄭州450042)

研究燕子掌總酚的超聲提取工藝，以總酚含量為指標，選擇超聲功率、料液比、提取時間、溫度為考察因素，采用正交試驗確定燕子掌總酚的最佳提取條件。以Folin-Ciocalteu法于760 nm處測定，結(jié)果表明在65%的乙醇中最佳提取條件為：料液比1:40、提取溫度60 ℃、提取時間20 min、超聲功率120 W，提取液中總酚含量為13.71 mg/g。

燕子掌；總酚；超聲輔助；Folin-Ciocalteu法；正交試驗

燕子掌又名景天樹、八寶、冬青，燕子掌中的多糖成分、景石酸、黃酮類以及皂甙類對人體健康有一定的功用，其多糖成分可改善胰島β細胞功能；景石酸降脂作用明顯；黃酮類具有擴張血管和冠狀動脈、改善葡萄糖代謝的功效；皂甙類富含羥基，可消除自由基，具提高免疫力、耐缺氧、抗疲勞等功效[1]。

1　實　驗

1.1實驗材料

挑選5年齡、生長旺盛的盆栽燕子掌，采摘飽滿、無蟲害的葉片，預(yù)處理步驟如下：葉片→清洗→切片→烘箱低溫干燥→冷藏備用。

1.2實驗儀器

T650CTZ型多功能恒溫超聲提取機，上海比郎儀器有限公司；722型可見光分光光度計，上海精密科學儀器有限公司；XMTD-4000型電熱恒溫水浴鍋，北京市永光明儀器有限公司；CP214型分析天平，奧豪斯儀器(上海)有限公司；H1650高速離心機，湖南湘儀離心機儀器有限公司。

2　實驗原理與方法

2.1標準曲線的建立

準確稱取0.110 g 一水合沒食子酸，溶解并定容至100 mL，分別吸取0.00、1.00、2.00、3.00、4.00和5.00 mL并定容至100 mL，分別得到濃度為0.00、10.0、20.0、30.0、40.0、50.0 mg/L的標準使用液。分別吸取沒食子酸標準使用液各1.00 mL，分別加5.00 mL水、2.00 mL Folin-Ciocalteu 試劑和3.00 mL 29%的碳酸鈉溶液，混勻顯色，放置2 h，在760 nm波長下測定標準溶液的吸光度，以沒食子酸濃度為橫坐標，吸光度值為縱坐標，繪制標準曲線?；貧w方程為：y=0.0095x+0.0166，R2=0.9987，x為濃度，單位為μg/mL，y為吸光度[2]。

2.2樣品的測定

精確稱取經(jīng)預(yù)處理的燕子掌葉片5.0 g，加入一定濃度的乙醇溶液，經(jīng)超聲處理后離心取上清液待測，稀釋預(yù)處理樣品使其吸光值在 0.2～0.8 之間。精確吸取樣品稀釋液1.00 mL于25 mL棕色容量瓶中，按2.1步驟操作，同時做空白對照。樣液中總酚含量計算方法如下[2-3]：

W=C×稀釋倍數(shù)×V/m

式中：W——總酚含量，mg/g

C——總酚質(zhì)量濃度，mg/mL

V——提取液體積，mL

m——燕子掌質(zhì)量，g

2.3單因素試驗

采用超聲輔助提取，以較安全的乙醇作為溶劑， 考察超聲功率、乙醇體積分數(shù)、提取時間、提取溫度、料液比對總酚含量的影響。

2.3.1超聲功率對總酚含量的影響

準確稱取6份5.0 g經(jīng)處理后的燕子掌葉片，固定料液比1:30、乙醇體積分數(shù)60%、50 ℃恒溫，按2.1步驟將樣液分別于超聲功率在60 W、100 W、120 W、140 W、160 W，提取 20 min，取出提取液，離心、過濾，測定濾液中燕子掌總酚含量[4]，結(jié)果見圖1。

圖1　超聲功率對燕子掌總酚含量的影響

由圖1可知，提取物總酚含量隨超聲功率先增后減，于120 W時達到最大值。原因在于隨著超聲功率增加，色素、生物堿等可溶性物質(zhì)也相繼溶解，造成總酚溶解度下降，同時功率增加空化效應(yīng)加大，溶液溫度升高，使得多酚類物質(zhì)發(fā)生聚合及轉(zhuǎn)化，造成總酚含量減少。

2.3.2提取溫度對燕子掌總酚含量的影響

準確稱取6份5.0 g經(jīng)處理后的燕子掌葉片，固定乙醇體積分數(shù)65%，料液比 1:30，超聲功率120 W，按2.1步驟將樣品分別在45 ℃、50 ℃、55 ℃、60 ℃、65 ℃、70 ℃下超聲提取 20 min，取出提取液，離心、過濾，測定濾液中燕子掌總酚含量，結(jié)果見圖2。

圖2　提取溫度對燕子掌總酚含量的影響

由圖2可知，隨著超聲溫度的增加，總酚含量呈先增后緩慢降低的趨勢，60 ℃時達到最大值。原因在于，隨著溫度升高，多酚類物質(zhì)發(fā)生氧化或水解轉(zhuǎn)化為其它物質(zhì)的幾率增加。

2.3.3乙醇體積分數(shù)對燕子掌總酚含量的影響

準確稱取6份5.0 g經(jīng)處理后的燕子掌葉片，按2.1步驟固定料液比 1:30、溫度 50 ℃、超聲功率120 W、分別于30%、40%、50%、60%、70%、80%的乙醇中提取20 min，取出提取液，離心、過濾，測定濾液中燕子掌總酚含量[5]，結(jié)果見圖3。

圖3　乙醇體積分數(shù)對總酚含量的影響

由圖3可知，隨著乙醇體積分數(shù)的增大，總酚含量呈增大趨勢，乙醇體積分數(shù)為60%時趨于穩(wěn)定。說明總酚在乙醇中的溶解性隨乙醇濃度增大而增大，最后趨于飽和。

2.3.4提取時間對燕子掌多酚含量的影響

準確稱取6份5.0 g經(jīng)處理后的燕子掌葉片，按2.1步驟固定料液比 1:30、乙醇體積分數(shù)60%、超聲功率120 W，分別于50 ℃下超聲提取 10、15、20、25、30、35 min，取出提取液，離心、過濾，測定濾液中燕子掌總酚含量，結(jié)果見圖4。

圖4　提取時間對總酚含量的影響

由圖4可知，隨著提取時間的增加總酚含量先增后微減，在25 min時達到最大。原因在于隨著時間增加，燕子掌細胞破壞程度增大，使多酚的溶出率增大；但隨著時間延長多酚氧化、水解、聚合的幾率增大，造成總酚含量微減。

2.3.5料液比對燕子掌多酚含量的影響

準確稱取6份5.0 g經(jīng)處理后的燕子掌葉片，按2.1步驟在50 ℃、超聲功率 120 W，分別按 1:10、1:20、1:30、1:40、1:50、1:60的料液比加入體積分數(shù)60%的乙醇提取 20 min，取出提取液，離心、過濾，測定濾液中燕子掌總酚含量[6]，結(jié)果見圖5。

圖5　料液比對總酚含量的影響

由圖5可知，提取物總酚含量隨料液比增加而變大，于1:30時趨于穩(wěn)定。原因在于，料液比增加，增加了濃度梯度，多酚物質(zhì)的溶解量也隨之增加；當料液比1:40之后，多酚溶解達到極限；考慮到經(jīng)濟因素及料液過濾中的總酚損失，料液比1:50左右為宜。

2.3.6正交試驗設(shè)計

根據(jù)文獻和單因素試驗結(jié)果，考慮經(jīng)濟因素，固定乙醇體積分數(shù)60%。確定料液比(A)、提取溫度(B)、提取時間(C)及超聲功率(D) 4個因素進行正交試驗設(shè)計，其因素水平表見表1。

表1　正交試驗因素及水平設(shè)計

2.4正交試驗設(shè)計與結(jié)果分析

以燕子掌總酚含量為指標設(shè)計正交表，結(jié)果見表2。

表2　超聲提取正交試驗結(jié)果

續(xù)表2

K129.5831.5230.5829.82K235.2031.9032.6233.22K330.8332.1932.4132.57k19.86010.5110.199.94k211.7310.6310.8711.07k310.2810.7310.8010.86R1.870.220.681.13

通過對正交試驗結(jié)果分析可知，影響燕子掌提取液總酚含量的因素順序為A>D>C>B。即對各因素對總酚影響程度的大小依次為：料液比>超聲功率>提取時間>提取溫度。由k值大小可得各因素水平的最佳組合方案為A2B3C2D2，即料液比1:40、提取溫度60 ℃、提取時間20 min、超聲功率120 W。

3　結(jié)　論

酚類化合物具有還原性，在堿性條件下可將鎢鉬酸還原生成藍色化合物，符合朗伯比爾定律，即Folin-Ciocalteu法。依據(jù)最優(yōu)組合方案A2B3C2D2確定試驗條件，按2.1步驟測定燕子掌葉片中總酚含量，測定3次取平均值，得總酚含量為13.71 mg/g，確定該方案為最優(yōu)提取方案。該工藝操作簡單、安全、穩(wěn)定性好，為燕子掌的工業(yè)應(yīng)用提供了參考依據(jù)。

[1]王福東.燕子掌中有效降低血糖成份3-甲基-2-丁烯基異胍及其制法[P].中國: CN1300731A,2001-06-27.

[2]任宇鵬,劉加艷.水果貯藏中總酚含量變化的研究[J].食品研究與開發(fā),2015(9): 113-115.

[2]任宇鵬,劉加艷,范乃胤.超聲輔助提取山楂總酚的因素分析[J].廣州化工,2015,43(15): 108-111.

[4]鄭麗鏨,昊巖斌,王亞賢,等.蓮房多酚的超聲提取工藝研究[J].福建中醫(yī)藥大學學報, 2011,21(3):39-41.

[5]陳金玉,曾健,李春美.龍眼核多酚提取工藝的正交試驗優(yōu)化及其分離純化與結(jié)構(gòu)表征[J]. 食品科學,2015,(16):31-37.

[6]SUN Jian，LI Li,YOU Xiang Rong,et al．Phenofics and polysaccharide in major tropical fruits：chemical compositions,analytical methods and bioactivities[J]．Analytical Methods，2011,3(10):2212-2220.

Optimization of Ultrasonic Extraction Technology of Polyphenols from Crassula obliqua

REN Yu-peng， LIU Jia-yan， Yan Ning-ning

(Henan Vocational College of Applied Technology, Henan Zhengzhou 450042, China)

The ultrasonic extraction process of polyphenols from Crassula oblique was studied. The optimum extraction conditions of polyphenols were determined by orthogonal experiment with the content of polyphenols as index, ultrasonic power, solid-liquid ratio, extraction time and temperature as the factors. It was determined at 760 nm by Folin-Ciocalteu method. Used 65% ethanol as solvent, the optimal extraction conditions were as follows: the ratio of raw material to solvent was 1:40, extraction temperature was 60 ℃, in 25 min, ultrasonic power was 120 W, the polyphenols content in the extract reached 13.71 mg/g.

Crassula oblique；polyphenols；ultrasonic assisted；Folin-Ciocalteu； orthogonal test

任宇鵬(1979-)，男，講師，碩士，主要從事生化和分析方面的研究與教學。

TS255.3

A

1001-9677(2016)016-0111-03