超聲波微波雙輔助提取荔枝殼總黃酮工藝優化

摘要：以購自瀘州市合江縣的荔枝（Litchi chinensis）殼為原料，為了優化超聲波微波雙輔助提取荔枝殼總黃酮工藝，以總黃酮得率為評價指標，在單因素試驗基礎上，采用正交試驗優化提取工藝。結果表明，采用超聲波微波雙輔助提取荔枝殼總黃酮的最佳工藝條件為，以60%乙醇作提取劑、料液比為1∶30（m/V，g∶mL）、超聲波提取時間為40 min、微波輻射時間為30 s、微波功率為500 W、微波間歇輻射2次，在此工藝條件下，總黃酮得率為38.59 mg/g。

關鍵詞：荔枝（Litchi chinensis）殼；總黃酮；微波；超聲波

中圖分類號：R284.2 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）12-2880-03

Optimization of Ultrasonic-Microwave Assisted Extraction Process of Total Flavonoids from Litchi Pericarp

TU Hua，CHEN Bi-qiong，ZHOU Xi-lan

（Chemistry Staff Room， Luzhou Medical College，Luzhou 646000，Sichuan，China）

Abstract： Ultrasonic-microwave assisted method were applied to extract total flavonoids from Luzhou litchi（Litchi chinensis） pericarp. The extraction process was optimized by orthogonal design on the basis of single factor tests using the yield of total flavonoids as indicator. Results showed that the optimal extraction conditions were， 60% alcohol as extract solution， solid to liquid ratio at 1∶30（m/V，g∶mL）， ultrasonic treatment time for 40 min， microwave irradiation time for 30 s， microwave power at 500 W， and microwave irradiation for twice. The extraction yield of total flavonoids from litchi pericarp was 38.59 mg/g.

Key words： litchi（Litchi chinensis） pericarp； total flavonoids； ultrasonic extraction；microwave extraction

荔枝（Litchi chinensis）盛產于中國廣東、廣西、福建、四川、臺灣等亞熱帶地區。荔枝果實富含多種營養成分，味甜多汁。荔枝殼為荔枝的外果皮，含有多種活性成分，如黃酮類化合物、酚酸類物質，極具藥用價值，其中黃酮類化合物具有保護心血管、抗氧化、抗炎抗病毒、調節免疫力等功能。因其具有廣泛的藥理活性和低毒性，成為了天然藥物研究開發的熱點[1]。因此，對荔枝殼中黃酮類化合物進行開發利用，對于提高農產品附加值、促進瀘州地區特色農業經濟發展具有深遠意義。

荔枝殼總黃酮的提取方法很多，包括浸提法、熱回流法、微波輔助提取法、超聲波輔助提取法等。試驗證明熱回流法和浸提法雖然工藝簡單，但存在溶劑消耗量大、耗時長、效率低的缺點。與傳統的浸提法及熱回流法相比，超聲波輔助提取法利用超聲波的空化作用加速植物中有效成分的溶出，具有溶劑消耗量少、速度快等特點。而微波輔助提取法通過微波使植物細胞內溫度升高，使細胞內部壓力增大而脹破，從而使有效物質流出，其特點是選擇性好、操作方便、效率高等[2，3]。

采用超聲波微波雙輔助提取荔枝殼總黃酮，根據前期試驗結果，選60%的乙醇溶液為提取劑[4]，通過探討料液比、超聲波提取時間、微波功率、微波輻射時間、微波輻射次數對總黃酮得率的影響，獲得荔枝殼總黃酮超聲波微波雙輔助提取的最佳工藝條件，旨在為荔枝殼的深度開發提供參考[5，6]。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 儀器與設備 RE52CS-1型旋轉蒸發器購自上海亞榮生化儀器廠，Q5200型超聲波處理機購自昆山市超聲儀器有限公司，MCR-3S型微波爐購自西安予輝儀器有限公司，SP-1901型雙光束紫外可見分光光度計購自上海光譜儀器有限公司。

1.1.2 原料與試劑 大紅袍品種新鮮荔枝購于瀘州市合江縣，其大小、形狀和成熟度保持均一。試驗中所用化學試劑均為分析純。

1.2 方法

1.2.1 標準曲線的繪制 精確稱取蘆丁標準品適量，溶于30%乙醇溶液并配制成0.20 mg/mL的蘆丁標準溶液。分別吸取上述標準溶液0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0 mL，置于6個50 mL的容量瓶中，加30%乙醇補至10.0 mL，再加50 g/L NaNO2 0.8 mL，搖勻靜置6 min，加100 g/L硝酸鋁0.8 mL，搖勻靜置6 min，加1 mol/L的氫氧化鈉10 mL，再用30%乙醇溶液稀釋至刻度線，搖勻靜置15 min，然后分別置于510 nm處測吸光度，繪制蘆丁標準曲線，得回歸方程。

1.2.2 總黃酮得率的測定 將荔枝殼總黃酮提取液蒸發濃縮至干，用30%乙醇溶液定容至25 mL，搖勻，放置過夜，再取1 mL該溶液置于50 mL容量瓶中。按1.2.1的方法，在510 nm處測定吸光度，再根據標準曲線求得濃度C（mg/mL）。

總黃酮得率（mg/g）=C×25×50/荔枝殼干物質的質量

1.2.3 總黃酮的提取 準確稱取經烘干粉碎粒徑為0.3 mm的荔枝殼粉末3.0 g于250 mL錐形瓶中，加入一定量60%的乙醇作提取劑，超聲波輔助提取一定時間，然后在不同微波功率下輻射不同時間，取出冷卻、過濾，2次重復，將2次濾液合并，按1.2.2的方法測總黃酮得率。

1.2.4 單因素試驗 試驗過程中以總黃酮得率為考察指標，探討料液比（m/V，g∶mL，下同）、超聲波提取時間、微波功率、微波輻射時間和微波輻射次數對總黃酮得率的影響。①料液比對荔枝殼總黃酮得率的影響。當提取劑為60%乙醇、超聲波提取時間為30 min、微波功率為400 W、微波輻射時間為30 s時，2次重復，考察不同的料液比（1∶15、1∶25、1∶35、1∶45和1∶55）對總黃酮得率的影響。②超聲波提取時間對荔枝殼總黃酮得率的影響。當提取劑為60%乙醇、料液比為1∶25、微波功率為400 W、微波輻射時間為30 s時，2次重復，考察不同的超聲波提取時間（10、20、30、40和50 min）對總黃酮得率的影響。③微波功率對荔枝殼總黃酮得率的影響。當提取劑為60%乙醇、料液比為1∶25、超聲波提取時間為30 min、微波輻射時間為30 s時，2次重復，考察不同的微波功率（100、200、300、400、500和600 W）對總黃酮得率的影響。④微波輻射時間對荔枝殼總黃酮得率的影響。當提取劑為60%乙醇、料液比為1∶25、超聲波提取時間為30 min、微波功率為500 W時，2次重復，考察不同的微波輻射時間（10、20、30、40和50 s）對總黃酮得率的影響。⑤微波輻射次數對荔枝殼總黃酮得率的影響。當提取劑為60%乙醇、料液比為1∶25、超聲波提取時間為30 min、微波功率為500 W，考察微波輻射次數對總黃酮得率的影響。第一次微波輻射30 s時取出冷卻，測吸光度，再次輻射30 s，取出冷卻，測吸光度，如此重復操作4次。

1.2.5 正交試驗 在單因素試驗基礎上，對主要影響因素料液比、超聲波提取時間、微波功率、微波輻射時間進行L9（34）正交試驗，以獲得最佳工藝條件，試驗因素與水平見表1。

2 結果與分析

2.1 標準曲線方程

將所測數據進行線性回歸，得回歸方程為A=0.853 6C+0.000 4，相關系數r=0.996 6，式中，C（mg/mL）為溶液中總黃酮的濃度，A為溶液的吸光度。

2.2 單因素試驗結果與分析

2.2.1 料液比對荔枝殼總黃酮得率的影響 由圖1可知，總黃酮得率隨著料液比的減少而增加，當料液比為1∶35、1∶45和1∶55時，總黃酮得率差別不大，因此，料液比采用1∶35較為合適。

2.2.2 超聲波提取時間對總黃酮得率的影響 由圖2可知，當其他條件一定時，總黃酮得率隨著超聲波提取時間的延長而提高，在超聲波提取時間為30 min時達到最大，之后略有降低。從提取效率和節約成本的角度考慮，超聲波提取時間選為30 min較為合適。

2.2.3 微波功率對總黃酮得率的影響 由圖3可知，隨著微波功率升高，總黃酮得率也隨之升高，當微波功率為400 W時，溶液開始沸騰，在微波功率為500 W時達到最大值，微波功率為600 W時，總黃酮得率反而下降，這是因為溫度太高使原料中的有效成分發生了變性或降解。因此，微波功率選為500 W。

2.2.4 微波輻射時間對總黃酮得率的影響 由圖4可知，隨著微波輻射時間的延長，總黃酮得率隨之提高，開始的時候上升較快，當微波輻射時間為30 s時，溶液開始沸騰，并且微波輻射時間超過30 s后，總黃酮得率提高很緩慢，所以選擇微波輻射時間為30 s。

2.2.5 微波輻射次數對總黃酮得率的影響 試驗結果表明，隨著微波輻射次數的增加，總黃酮得率也逐漸提高，超過2次以后增加較緩，考慮到節省時間，微波間歇輻射2次為宜。

2.3 正交試驗結果與分析

由表2可知，各因素的影響排序為C>D>A>B，最佳工藝組合為A1B3C3D2，即最佳工藝條件為微波功率500 W、微波輻射時間30 s、料液比1∶30、超聲波提取時間40 min、微波間歇輻射2次。在此條件下進行驗證試驗，結果表明，總黃酮得率為38.59 mg/g，稍低于正交試驗的A1B3C3D3組合，考慮到兩個條件下得率差別不大，為了盡可能節約能源、時間以及成本，最后還是選擇A1B3C3D2作為最佳方案。

3 結論

超聲波微波雙輔助提取荔枝殼總黃酮的最佳工藝條件為：在常壓下，當荔枝殼顆粒大小為0.3 mm時，選擇60%乙醇作為提取劑，料液比為1∶30，超聲波提取時間為40 min，微波功率為500 W，微波輻射時間為30 s，微波間歇輻射2次，在此條件下總黃酮得率可達38.59 mg/g。

參考文獻：

[1] 羅藝萍.黃酮類化合物的藥理活性研究進展[J].亞太傳統醫藥，2010，6（4）：126-128.

[2] 宋鳳燕.荔枝果皮中類黃酮提取工藝研究[J].安徽農業科學，2010，38（4）：2050-2052.

[3] 楊 寶，趙謀明，李寶珍，等.荔枝殼黃酮類物質的醇提工藝[J].食品與發酵工藝，2005，31（4）：144-146.

[4] 涂 華，陳碧瓊，張燕軍.超聲波提取荔枝殼總黃酮的工藝研究[J].安徽農業科學，2011，39（14）：8350-8352.

[5] 顧仁勇，朱愛華，王文熙，等.超聲波預處理微波萃取葛根總黃酮的工藝優化[J].食品科學，2011，32（10）：57-59.

[6] 麻明友，肖卓炳，吳顯明，等.葛根總黃酮的超聲微波雙輔助萃取研究[J].食品科學，2009，30（24）：242-244.