超聲波輔助提取瑪咖醇提物

任亞敏，劉玉青

（漯河食品職業(yè)學院，河南漯河 462300）

瑪咖（Maca）是十字花科植物，起源于南美洲，常見于海拔較高的山區(qū)，其分布的海拔高度為2 500～4 450 m?，斂У母o營養(yǎng)豐富，富含碳水化合物、蛋白質及不飽和脂肪酸，可以和肉類或蔬菜一起炒熟食用，也可晾干后煮熟食用。瑪咖具有保健功能，食用后可增強體力、消除焦慮。近年來，關于瑪咖的保健作用多見諸報端，可見人們已經意識到了瑪咖的保健功能，并且隨著現代社會生活水平的提高，人們的保健意識也逐步增強，已經有越來越多的人消費瑪咖保健品[1-3]。

1 材料試劑及儀器

材料為瑪咖粉末。試劑為蒸餾水、無水乙醇，為國產分析純試劑。

TDL-40B型離心機，湖南星科公司產品；B3500S-MT型超聲波清洗儀，上海必能公司產品；BUCHIR-205型旋轉蒸發(fā)儀，瑞士布奇有限公司產品；DZF-6050型真空干燥箱，上海精宏公司產品。

2 試驗方法

2.1 超聲波輔助提取瑪咖醇提物

稱取25 g瑪咖干粉，放入500 mL三角燒瓶中；加入85%的乙醇200 mL，溫度加熱至70℃，利用150 W的超聲波功率提取20 min，一邊攪拌一邊進行超聲處理；然后，將提取液以轉速4 000 r/min離心3 min，保留上清液；沉淀用200 mL乙醇洗滌重提。提取液以轉速4 000 r/min離心3 min；合并2次提取的上清液，放到旋轉蒸發(fā)儀上濃縮，得到干燥的瑪咖醇提物。

2.2 微波輔助乙醇提取瑪咖醇提物

超聲波的能量很強大，不僅使細胞中的有效成分溶出，破壞其細胞壁，還能提高提取率。稱量25 g瑪咖干粉放到500 mL三角燒瓶中；加入85%乙醇200 mL，溫度加熱至50℃，利用520 W的微波功率提取7 min；然后，將提取液以轉速4 000 r/min離心3 min，保留上清液；沉淀用200 mL乙醇洗滌重提；提取液以轉速4 000 r/min離心3 min；合并2次提取的上清液，放到旋轉蒸發(fā)儀上濃縮，得到干燥的瑪咖醇提物。

3 單因素試驗結果

3.1 乙醇體積分數對瑪咖醇提物得率的影響

稱取25 g瑪咖干粉放到500 mL三角燒瓶中，分別加入200 mL體積分數為65%，75%，85%，95%，100%的乙醇溶液；利用200 W的超聲波功率提取20 min，將提取液以轉速3 000 r/min離心5 min；保留上清液，取沉淀用200 mL對應體積分數的乙醇重復提取1次，提取液以轉速3 000 r/min離心5 min；合并 2次提取的上清液，旋轉蒸發(fā)濃縮至一定體積，減壓干燥得到瑪咖醇提物。

乙醇體積分數對瑪咖醇提物得率的影響見圖1。

圖1 乙醇體積分數對瑪咖醇提物得率的影響

由圖1可知，隨著乙醇體積分數的提高，瑪咖醇提物得率逐漸增大。當瑪咖醇提物得率最高為3.2%時，此時乙醇體積分數為95%。隨后乙醇體積分數繼續(xù)增加，得率反而降低。因此，選用95%的乙醇體積分數為該單因素的最佳參數。

3.2 超聲時間對瑪咖醇提物得率的影響

在60℃的條件下，采用料液比1∶8，超聲功率200 W，加入200 mL 95%乙醇的條件下，分別提取10，20，30，40，50，60 min?？疾椴煌瑫r間對瑪咖醇提物得率的影響。

提取時間對瑪咖醇提物得率的影響見圖2。

圖2 提取時間對瑪咖醇提物得率的影響

由圖2可知，在前20 min內，超聲作用的效果逐漸明顯，瑪咖醇提物得率隨著超聲時間的延長而增加，20 min時達到最大值（3.2%）。當超聲時間大于20 min時，瑪咖醇提物得率隨提取時間的增加逐漸降低。引起這種現象的原因可能是由于過熱引起有效成分分解造成。因此，適宜提取時間為20 min。

3.3 超聲功率對瑪咖醇提物得率的影響

用95%乙醇，在超聲功率為 150，200，250，300，350 W，采用料液比1∶8，提取溫度60℃條件下提取20 min。研究不同的超聲功率對瑪咖醇提物得率的影響。

超聲功率對瑪咖醇提物得率的影響見圖3。

圖3 超聲功率對瑪咖醇提物得率的影響

由圖3可知，在超聲功率為200 W時，提取率達到最大，之后隨超聲功率的增大呈下降趨勢。功率加大后，液體流動性增大，引發(fā)細胞壁的破壞，使得醇提物溶出。但由于超聲功率的加大也會對有效成分的結構造成破壞，使提取率減少。因此，超聲功率200 W是該單因素的最佳參數。

3.4 提取溫度對瑪咖醇提物得率的影響

用95%乙醇，在超聲功率200 W，采用料液比1∶8，分別在提取溫度為30，40，50，60，70，80℃條件下提取20 min。研究不同提取溫度對瑪咖醇提物得率的影響。

提取溫度對瑪咖醇提物得率的影響見圖4。

圖4 提取溫度對瑪咖醇提物得率的影響

由圖4可知，隨著提取溫度的升高瑪咖醇提物得率在不斷升高，在60℃時，得率為3.3%，達到了頂峰；隨后，得率略有下降。原因可能是隨著溫度的升高，瑪咖醇提物中的部分有效成分結構不穩(wěn)定，發(fā)生了分解；另外，溫度過高，乙醇揮發(fā)的比較嚴重，也會影響瑪咖醇提物的得率。因此，提取溫度60℃是該單因素的最佳參數。

4 結論

根據單因素試驗結果，選擇乙醇體積分數、超聲時間、超聲功率和提取溫度4個因素進行正交試驗，每個因素選取3個水平，按照L9（34）進行正交試驗。

超聲波輔助醇提取瑪咖醇提物正交試驗因素水平設計見表1，超聲波輔助提取瑪咖醇提物正交試驗結果見表2。

表1 超聲波輔助醇提取瑪咖醇提物正交試驗因素水平設計

由表2可知，通過正交試驗得出，影響瑪咖醇提物得率的順序為B＞A＞D＞C，即超聲時間＞乙醇體積分數＞提取溫度＞超聲功率。超聲波輔助乙醇提取瑪咖醇提物最優(yōu)的工藝組合為A2B2C1D3，此時的工藝參數為乙醇體積分數85%，超聲時間20 min，超聲功率150 W，提取溫度70℃，與單因素試驗趨勢較為一致，驗證得率為3.7%。

表2 超聲波輔助提取瑪咖醇提物正交試驗結果