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食品與發(fā)酵工業(yè)超微粉碎對(duì)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(guó)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(duì)于荷葉黃酮的提取工藝,常采用加熱回流法,該方法加熱時(shí)間長(zhǎng),溶媒耗量大。超微粉碎技術(shù)與以往的純機(jī)械粉碎方法完全不同。在粉碎過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生局部過(guò)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(duì)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(duì)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(wàn)能磨,上海精密儀器儀表有限公司;WFJ高速氣流粉碎機(jī),常州市益球中亞干燥設(shè)備廠;GSL-101B1激光顆粒分布測(cè)量?jī)x,遼寧儀表研究所有限責(zé)任公司;UV-2000型分光光度計(jì),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(mén)市麒麟醫(yī)用儀器廠。
?。╮utinu),生化試劑,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;NaOH,無(wú)水乙醇,NaNO2,Al(NO3)3,以上均為分析純。
1.2試驗(yàn)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(wú)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(wàn)能磨多次粉碎然后用80目的篩子分級(jí)的篩下物,中位徑D50為125Pm.樣品3:對(duì)樣品2再進(jìn)行一次氣流粉碎,中位徑D50為樣品4:對(duì)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(jì)百分含量樣品4的粒度組成。2. 4荷葉中總黃酮含量的測(cè)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(guò)濾定容。按照1.2.2中的方法測(cè)定其吸光值,計(jì)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(shí)間―過(guò)濾―定容―取樣測(cè)定1.2.6荷葉黃酮提取液中總黃酮的測(cè)定將萃取物定容,按照1.22方法測(cè)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(jì)算出黃酮提取率。
2結(jié)果與分析1單因素試驗(yàn)2.1.1樣品的不同粉碎程度對(duì)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(shí)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(yàn)決定以樣品3作為以下試驗(yàn)的原料。
表1不同粉碎程度對(duì)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(duì)提取效率樣品1樣品2樣品3樣品4 2.1.2不同提取時(shí)間對(duì)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(shí)間。從看出,提取時(shí)間為20min時(shí),黃酮的提取率最高。隨著回流提取時(shí)間的延長(zhǎng),荷葉黃酮提取率有所下降。由此可推測(cè)荷葉樣品經(jīng)過(guò)超微粉碎處理后,提取時(shí)間過(guò)長(zhǎng),在較高的溫度下,會(huì)使黃酮類物質(zhì)發(fā)生氧化,造成一定程度上的損失,時(shí)間越長(zhǎng),損失越大,提取率越不同提取時(shí)間對(duì)黃酮提取率的影響2.1.3不同乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)黃酮提取率的影響溫度為70料液比為1:30,提取時(shí)間為20min,改變乙醇溶液的體積分?jǐn)?shù),對(duì)荷葉黃酮進(jìn)行提取。結(jié)果表明(見(jiàn))乙醇體積分?jǐn)?shù)為50%的時(shí),%/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(duì)黃酮提取率的影響21.4不同料液比對(duì)黃酮提取率的影響在一定的條件下,以能浸沒(méi)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(guò)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(duì)黃酮提取率的影響21.5不同的提取溫度對(duì)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(jiàn))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(yùn)動(dòng),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?yàn)檫^(guò)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(yàn)確定最佳提取條件根據(jù)以上的因素試驗(yàn)結(jié)果,選擇影響荷葉黃酮提取效果的各個(gè)因素中有意義的水平作正交試驗(yàn),并且對(duì)結(jié)果進(jìn)行級(jí)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(shí)間、提取液濃度、料液比、提取溫度為5個(gè)因素,選取不同提取溫度對(duì)黃酮提取率的影響4個(gè)水平進(jìn)行正交試驗(yàn),因素水平表見(jiàn)表2正交試驗(yàn)表見(jiàn)表3.表2正交設(shè)計(jì)因素水平表序號(hào)荷葉的粉碎提取時(shí)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(shí)驗(yàn)號(hào)提取率/%級(jí)差分析法分析的試驗(yàn)結(jié)果列于表3,從表3可度)、B(提取時(shí)間)、C(提取液濃度)、D(料液比)、E(提取溫度)這5個(gè)因素對(duì)荷葉黃酮的提取率的影響的主次順序?yàn)椋篈>C>B>E>D.本試驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)間為25min的條件下進(jìn)行3次平行實(shí)驗(yàn),平均提取得率為6. 71%,相對(duì)提取效率為98.24%確定最佳工藝條件為A3B4C4D3E3. 3小結(jié)實(shí)驗(yàn)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(shí)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(shí)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(shí)節(jié)能,更有利于工業(yè)化生產(chǎn)。