微波提取苦瓜總黃酮的工藝研究

劉亞娟，范文昌

（廣東食品藥品職業(yè)學(xué)院，廣東 廣州510520）

苦瓜不僅有良好的食用價(jià)值，而且有較高的藥用價(jià)值。《本草綱目》記載苦瓜味苦，寒，無毒，有除邪熱、解勞乏、清心明目的功效。現(xiàn)代研究表明，苦瓜具有降血糖、促進(jìn)免疫、抗腫瘤、抗艾滋病毒、抗菌、抗生育等功效［1］。黃酮類化合物是一類廣泛分布于植物界的酚類物質(zhì)，具有抗氧化、抗腫瘤、抗心血管疾病、抗炎、降血脂等生物活性［2－4］。苦瓜的葉、莖、果實(shí)中都含有黃酮類化合物。目前，苦瓜總黃酮的提取方法主要有溶劑提取法、超聲提取法、超臨界CO2萃取法、微波提取法等［5－9］，其中微波提取法具有快速、高效、溶劑消耗小、選擇性和提取率高等特點(diǎn)［10］。

作者在此研究苦瓜總黃酮的微波提取工藝，著重考察微波功率、液固比、乙醇體積分?jǐn)?shù)及苦瓜粉末粒度等因素對總黃酮提取率的影響，通過正交實(shí)驗(yàn)確定微波提取苦瓜總黃酮的最佳工藝條件，以期為苦瓜的進(jìn)一步開發(fā)利用提供理論依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)

1．1 材料、試劑與儀器

苦瓜，市售。

蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品，中國藥品生物制品檢定所；其它試劑均為分析純。

WTS03－1型微波提取器，南京杰全設(shè)備公司；UV－1800型紫外可見分光光度計(jì)，島津公司；電子天平，上海精密科學(xué)儀器有限公司；FW100型高速萬能粉碎機(jī)，天津泰斯特儀器有限公司。

1．2 方法

1．2．1 微波提取苦瓜總黃酮的工藝流程

苦瓜清洗→去籽→切片→干燥→粉碎→過篩→稱取苦瓜粉末200g→按一定液固比加入溶劑→微波提取20min→過濾得提取液→計(jì)算總黃酮濃度。

1．2．2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

精確稱取120℃干燥至恒重的蘆丁5．000mg置于25mL容量瓶中，加入30%（體積分?jǐn)?shù)，下同）的乙醇溶液溶解并定容至刻度，搖勻，即得蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液（0．200mg·mL－1）。分別準(zhǔn)確吸取蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液0．0mL、0．4mL、0．8mL、1．2mL、1．6mL、2．0mL置于10mL容量瓶中，加0．05g·mL－1亞硝酸鈉溶液0．3mL，搖勻后放置6min，加0．1g·mL－1硝酸鋁溶液0．3mL，搖勻后放置6min，加1．0mol·L－1氫氧化鈉溶液4．0mL，再用30%的乙醇溶液定容至刻度，搖勻，放置15min。在最大吸收波長510nm處測吸光度［11］。以吸光度（A）為縱坐標(biāo)、濃度（c，mg·mL－1）為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。對數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸處理，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為：A＝8．2252c－0．023，R2＝0．9998。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算提取液中總黃酮的濃度。

1．2．3 苦瓜總黃酮提取率的計(jì)算

準(zhǔn)確量取1mL提取液，按1．2．2方法顯色，于最大吸收波長510nm處測吸光度，按下式計(jì)算總黃酮提取率：

式中：A為提取液的吸光度；V為提取液的體積，mL；m為苦瓜投料量，g。

2 結(jié)果與討論

2．1 單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2．1．1 微波功率對總黃酮提取率的影響

苦瓜粉末過60目篩，在液固比（mL∶g，下同）為11∶1、乙醇體積分?jǐn)?shù)為50%的條件下，考察微波功率對總黃酮提取率的影響，結(jié)果見圖1。

圖1 微波功率對總黃酮提取率的影響Fig．1 The effect of microwave power on extraction rate of total flavones

由圖1可知，總黃酮提取率隨著微波功率的增大先升高后降低，在微波功率為500W時(shí)，提取率達(dá)到最高。這是因?yàn)椋谝欢ǖ奶崛r(shí)間內(nèi)，微波功率越大，提取物吸收的微波能就越多，物系的溫度上升得就越快，有效成分?jǐn)U散速度也就越快，且溫度高時(shí)，可快速破壞細(xì)胞壁，使有效成分更容易浸出，因此提取率升高；但微波功率過大時(shí)，溫度過高，黃酮類物質(zhì)出現(xiàn)分解，反而導(dǎo)致提取率降低。

2．1．2 液固比對總黃酮提取率的影響

苦瓜粉末過60目篩，在微波功率為500W、乙醇體積分?jǐn)?shù)為50%的條件下，考察液固比對總黃酮提取率的影響，結(jié)果見圖2。

圖2 液固比對總黃酮提取率的影響Fig．2 The effect of liquid－solid ratio on extraction rate of total flavones

由圖2可知，總黃酮提取率隨著液固比的增大先升高后降低，在液固比為11∶1時(shí)，提取率達(dá)到最高。這是因?yàn)椋汗瘫容^小時(shí)，溶劑較少，體系升溫較快，增加溶劑量可以加快有效成分的浸出；當(dāng)液固比較大時(shí)，再增加溶劑量，微波熱負(fù)載增大，升溫較慢，提取率反而降低。

2．1．3 乙醇體積分?jǐn)?shù)對總黃酮提取率的影響

苦瓜粉末過60目篩，在微波功率為500W、液固比為11∶1的條件下，考察乙醇體積分?jǐn)?shù)對總黃酮提取率的影響，結(jié)果見圖3。

圖3 乙醇體積分?jǐn)?shù)對總黃酮提取率的影響Fig．3 The effect of volume fraction of ethanol on extraction rate of total flavones

由圖3可知，總黃酮提取率隨著乙醇體積分?jǐn)?shù)的增大先升高后降低，在乙醇體積分?jǐn)?shù)為60%時(shí)，提取率達(dá)到最高。這是因?yàn)椋环矫嬉掖俭w積分?jǐn)?shù)的增大有利于有效成分的溶解，使得提取率逐漸升高；但另一方面乙醇體積分?jǐn)?shù)過大，使得體系的極性降低，從而降低了微波的熱效應(yīng)，升溫變慢，不利于有效成分的浸出，提取率降低。

2．1．4 苦瓜粉末粒度對總黃酮提取率的影響

在微波功率為500W、液固比為11∶1、乙醇體積分?jǐn)?shù)為50%的條件下，分別篩取200g 10目、20目、40目、60目、80目、100目的苦瓜粉末進(jìn)行提取，考察苦瓜粉末粒度對總黃酮提取率的影響，結(jié)果見圖4。由圖4可知，總黃酮提取率隨著苦瓜粉末粒度的增大先升高后降低，在粒度為60目時(shí)，提取率達(dá)到最高。這是因?yàn)椋锪显郊?xì)，比表面積越大，與溶劑的接觸面積越大，越有利于浸出；但物料過細(xì)時(shí)提取易糊化，提取率反而降低。

圖4 苦瓜粉末粒度對總黃酮提取率的影響Fig．4 The effect of particle size of material on extraction rate of total flavones

2．2 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

為使工藝條件更科學(xué)、合理，在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上以總黃酮提取率為考核指標(biāo)，采用L9（34）正交實(shí)驗(yàn)考察微波功率、液固比、乙醇體積分?jǐn)?shù)及苦瓜粉末粒度等主要因素對提取效果的影響，以確定最佳工藝條件。正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析見表1。

表1 微波提取苦瓜總黃酮正交實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與分析Tab．1 Results and analysis of orthogonal experiment of extracting total flavones from Momordica charantia L．with microwave

由表1可看出，各因素對苦瓜總黃酮提取率的影響大小依次為：微波功率＞液固比＞乙醇體積分?jǐn)?shù)＞苦瓜粉末粒度，最佳工藝條件為：微波功率500W、液固比11∶1、乙醇體積分?jǐn)?shù)60%、苦瓜粉末粒度80目，在此條件下，苦瓜總黃酮的平均提取率達(dá)15．576mg·g－1，高于正交實(shí)驗(yàn)中所有實(shí)驗(yàn)組，證明優(yōu)選出的工藝條件是可行的。

3 結(jié)論

通過單因素實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)確定微波提取苦瓜總黃酮的最佳工藝條件為：微波功率500W、液固比11∶1（mL∶g）、乙醇體積分?jǐn)?shù)60%、苦瓜粉末粒度80目，在此條件下，苦瓜總黃酮的提取率達(dá)15．576mg·g－1，高于傳統(tǒng)的回流提取法［12］。微波法提取苦瓜總黃酮不僅提取率高，且簡單易行、提取時(shí)間短、溶劑用量少，是一種優(yōu)勢明顯的提取方法。

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