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食品與發(fā)酵工業(yè)超微粉碎對荷葉黃酮類物質(zhì)醇提工藝的影響張蕾1喬旭光1占習(xí)娟1蓋國勝2楊玉芬2 1(山東農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院,泰安,271018)2(清華大學(xué)材料系,北京,100084)在荷葉超微粉碎粒度D50為72.5Pm,提取溫度為80°C,提取液乙醇體積分?jǐn)?shù)為70%,料液比(g:mL)為1:30的條件下回流提取25min荷葉黃酮的提取率最高為671%,提取效率為98荷葉含有豐富的黃酮類化合物,主要包括槲皮素酮類化合物是荷葉具有生物抗氧化性、抗衰老、治療心腦血管疾病、降血脂等多種保健功能的主要生理活性物質(zhì)。目前,對于荷葉黃酮的提取工藝,常采用加熱回流法,該方法加熱時間長,溶媒耗量大。超微粉碎技術(shù)與以往的純機械粉碎方法完全不同。在粉碎過程中不會產(chǎn)生局部過熱現(xiàn)象,速度快,瞬間即可完成,因而最大限度地保留粉體的生物活性成分。超微粉碎粗荷葉后,對細(xì)胞壁進(jìn)行了一定的破壞,利于細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞間質(zhì)內(nèi)的有效成分快速溶出,對于荷葉中的黃酮類等功能性成分的提取是具有顯著效果M.本文研究了超微粉碎技術(shù)應(yīng)用于荷葉黃酮的提取,為荷葉黃酮的提取工藝提供理論依據(jù)和新的提取方法。
1材料與方法1.1儀器與試劑荷葉,湖南韶山紅蓮,干燥脫水后成荷葉粗品。
PW-1A萬能磨,上海精密儀器儀表有限公司;WFJ高速氣流粉碎機,常州市益球中亞干燥設(shè)備廠;GSL-101B1激光顆粒分布測量儀,遼寧儀表研究所有限責(zé)任公司;UV-2000型分光光度計,尤尼柯上海儀器有限公司;HH-S恒溫水浴鍋,江蘇省金壇市正基儀器有限公司;QL-901漩渦混和器,江蘇海門市麒麟醫(yī)用儀器廠。
?。╮utinu),生化試劑,國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;NaOH,無水乙醇,NaNO2,Al(NO3)3,以上均為分析純。
1.2試驗方法1.2.1標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制第一作者:碩士研究生(喬旭光教授為通訊作者)準(zhǔn)確稱取蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品1 g以無水乙醇定容至100 mL.從中取5mL,定容至100mL,得到濃度為0.5mg/mL的蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液。
1.2.2標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作~60°C下干燥,進(jìn)行不同粉碎程度的處理,得到以下4種不同粒度的荷葉樣品,備用。
樣品1:干燥的荷葉粗樣品經(jīng)研缽粗磨。
樣品2:萬能磨多次粉碎然后用80目的篩子分級的篩下物,中位徑D50為125Pm.樣品3:對樣品2再進(jìn)行一次氣流粉碎,中位徑D50為樣品4:對樣品2進(jìn)行2次氣流粉碎,中位徑D50為1一粒度區(qū)間的百分含量,2―累計百分含量樣品4的粒度組成。2. 4荷葉中總黃酮含量的測定精密稱取樣品05g用體積分?jǐn)?shù)50%的乙醇溶液進(jìn)行索氏提取4 h,提取液過濾定容。按照1.2.2中的方法測定其吸光值,計算提取液中總黃酮含量,從而求出荷葉中的總的黃酮含量。
1.2.5荷葉黃酮的提取流程稱取荷葉樣品―按照一定料液比加溶劑在一定溫度下回流提取一定時間―過濾―定容―取樣測定1.2.6荷葉黃酮提取液中總黃酮的測定將萃取物定容,按照1.22方法測出吸光度A根據(jù)曲線和標(biāo)準(zhǔn)方程的得到黃酮含量,并且計算出黃酮提取率。
2結(jié)果與分析1單因素試驗2.1.1樣品的不同粉碎程度對黃酮提取率的影響分別稱取不同樣品0.5g以體積分?jǐn)?shù)為50%的乙醇溶液為提取液,在溫度為70°C下,回流提取20min,料液比(:mL)為1:30從表1中可以看出,隨著粉碎程度的增加,黃酮提取率也增加,至粒度D50為72. 5Pm時黃酮提取率最高。繼續(xù)粉碎樣品至D50為17. 6/%i,黃酮的提取率反而有所下降,這可能與黃酮的氧化有關(guān)。因此,本試驗決定以樣品3作為以下試驗的原料。
表1不同粉碎程度對荷葉黃酮提取率和提取效率的影響荷葉樣品荷葉樣品含量提取率/%相對提取效率樣品1樣品2樣品3樣品4 2.1.2不同提取時間對黃酮提取率的影響:30,乙醇體積分?jǐn)?shù)為50%的條件下,改變提取時間。從看出,提取時間為20min時,黃酮的提取率最高。隨著回流提取時間的延長,荷葉黃酮提取率有所下降。由此可推測荷葉樣品經(jīng)過超微粉碎處理后,提取時間過長,在較高的溫度下,會使黃酮類物質(zhì)發(fā)生氧化,造成一定程度上的損失,時間越長,損失越大,提取率越不同提取時間對黃酮提取率的影響2.1.3不同乙醇體積分?jǐn)?shù)對黃酮提取率的影響溫度為70料液比為1:30,提取時間為20min,改變乙醇溶液的體積分?jǐn)?shù),對荷葉黃酮進(jìn)行提取。結(jié)果表明(見)乙醇體積分?jǐn)?shù)為50%的時,%/駔班%/肼鉺n食品與發(fā)酵工業(yè)|荷葉黃酮的提取率最大。隨著乙醇溶液體積分?jǐn)?shù)的繼續(xù)升高,荷葉黃酮的提取率逐步降低。
不同乙醇體積分?jǐn)?shù)對黃酮提取率的影響21.4不同料液比對黃酮提取率的影響在一定的條件下,以能浸沒荷葉的最低溶液量為基礎(chǔ),改變料液比,分別為1:20、1:25、1:30、1:35、1:40,進(jìn)行黃酮的提取,結(jié)果如所示。隨著料液比的增加,荷葉黃酮的提取率有所增加,當(dāng)料液比超過1:30以后,黃酮的浸出率增加幅度不大,所以選擇料液比為1:30.不同的料液比對黃酮提取率的影響21.5不同的提取溫度對荷葉黃酮提取率的影響在一定條件下,改變提取溫度進(jìn)行荷葉黃酮的提取。結(jié)果表明(見)隨著提取溫度的增加,黃酮的提取率也逐步升高,這可能是由于高溫有利于引起細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)變化,從而使黃酮類物質(zhì)更加容易轉(zhuǎn)移到溶液當(dāng)中,高溫還可以加劇分子運動,使分子之間更加容易滲入。但是隨著溫度升高到80°C以后,黃酮的得率又有所下降,這可能是因為過高的溫度引起黃酮類物質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生氧化,破壞的黃酮類物質(zhì),從而使黃酮提取率有所下降。
2正交試驗確定最佳提取條件根據(jù)以上的因素試驗結(jié)果,選擇影響荷葉黃酮提取效果的各個因素中有意義的水平作正交試驗,并且對結(jié)果進(jìn)行級差分析,從而確定最佳的提取條件。采用L16(45)正交表,以荷葉樣品的粉碎程度、提取時間、提取液濃度、料液比、提取溫度為5個因素,選取不同提取溫度對黃酮提取率的影響4個水平進(jìn)行正交試驗,因素水平表見表2正交試驗表見表3.表2正交設(shè)計因素水平表序號荷葉的粉碎提取時間乙醇濃度料液比(D)提取溫度程度(A)樣品1樣品2樣品3樣品4表3實驗號提取率/%級差分析法分析的試驗結(jié)果列于表3,從表3可度)、B(提取時間)、C(提取液濃度)、D(料液比)、E(提取溫度)這5個因素對荷葉黃酮的提取率的影響的主次順序為:A>C>B>E>D.本試驗以提取液中黃酮的提取率越高越好,故取最佳提取條件是A3B4C4D3E3.即樣品超微粉碎粒度D50為72.5Fm,在溫度為80C提取液乙醇的濃度為70%料液比為23最佳工藝條件實驗按照A3B4C4D3E3,即樣品超微粉碎粒度D50為725提取溫度為80乙醇體積分?jǐn)?shù)為70%,料液比為1:30,提取時間為25min的條件下進(jìn)行3次平行實驗,平均提取得率為6. 71%,相對提取效率為98.24%確定最佳工藝條件為A3B4C4D3E3. 3小結(jié)實驗表明,荷葉黃酮的最佳提取條件為:樣品超微粉碎粒度D50為72. 5Mm,溫度為80乙醇體積分?jǐn)?shù)為70%,料液比為1:30,提取時間為25min,荷葉黃酮提取得率為6.71%.將超微粉碎技術(shù)應(yīng)用于荷葉黃酮的醇提工藝,可以大大縮短提取時間,荷葉黃酮的質(zhì)量和提取率可以得到充分保障。該提取方法省時節(jié)能,更有利于工業(yè)化生產(chǎn)。