超聲-微波協(xié)同萃取法提取龍眼殼總黃酮

韓淑琴，李志銳，朱學(xué)良

（1.中山職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 中山528404；2.武漢百信正源生物技術(shù)工程有限公司，湖北武漢430040）

龍眼Dimocarpus Longan Lour. 拉丁名Dimocarpus longan Lour，俗名桂圓，原產(chǎn)于我國(guó)南部和越南北部的南亞熱帶，在我國(guó)已有2000 多年栽培歷史，為四大嶺南佳果之一。龍眼肉中含有大量有益于人體健康的微量元素，故其早在漢朝時(shí)期，就已作為藥用，其主要功能是安神，治失眠、健忘、驚悸。中國(guó)為世界龍眼生產(chǎn)大國(guó)，主產(chǎn)于廣東、廣西、四川、福建等地，種植面積大，龍眼肉年產(chǎn)量在100 萬(wàn)t 以上，年產(chǎn)值近100 億元，均居世界首位[1-4]。

據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道龍眼殼中含有大量的生物堿、黃酮、多酚等生物活性成分[5]。每年在龍眼肉加工過(guò)程中，產(chǎn)生大量的龍眼殼，這些龍眼殼往往被丟棄，若能采用高效低成本的方法提取龍眼殼中的總黃酮類(lèi)物質(zhì)，將創(chuàng)造極高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

龍眼殼：市售石硤龍眼；95%乙醇（分析純）：廣東光華化學(xué)廠有限公司；蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品：中國(guó)生物制品檢定所，其他試劑均為分析純。CW-2000 型超聲-微波協(xié)同萃取儀：中國(guó)上海新拓微波溶樣測(cè)試技術(shù)有限公司；紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)T6 新世界：北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；RE-2000B 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：上海一科儀器有限公司；DHG-9245A 型電熱鼓風(fēng)干燥箱：上海一恒科學(xué)儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

精確稱取干燥至恒重的蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品20.0 mg 于小燒杯中，加入少量95%的乙醇溶解，于100 mL 容量瓶中定容，得到濃度為0.2 mg/mL 的蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液，冷藏備用。

分別準(zhǔn)確量取0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9 mL 蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液于9 支10 mL 的比色管中，以95 %乙醇定容至刻度，以試劑作空白參比液，在波長(zhǎng)為512 nm 下測(cè)定吸光度，以測(cè)得的吸光度值A(chǔ) 為縱坐標(biāo)，蘆丁的濃度為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.2.2 UMAE 法提取龍眼殼總黃酮工藝條件的優(yōu)化

采用超聲-微波協(xié)同萃取法以乙醇溶液為溶劑提取龍眼殼總黃酮，對(duì)提取時(shí)間、浸泡時(shí)間、液固比、乙醇濃度、微波功率等各因素對(duì)黃酮提得率的影響進(jìn)行研究。

從單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果綜合分析選取對(duì)提取率、提取成本和提取效率影響較大的溶劑濃度、液固比、提取時(shí)間3 個(gè)單因素，每個(gè)因素3 個(gè)水平設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)，探究各提取條件對(duì)龍眼殼總黃酮提得率的影響，其他條件取單因素實(shí)驗(yàn)中得到的最佳條件，通過(guò)正交分析得出最佳提取工藝條件組合。

1.2.3 龍眼殼總黃酮提得率的計(jì)算

對(duì)龍眼殼總黃酮超聲微波提取液進(jìn)行吸光度測(cè)定，由回歸方程計(jì)算求得總黃酮含量，進(jìn)而根據(jù)溶液體積計(jì)算出提取得到的龍眼殼總黃酮量，根據(jù)下列公式計(jì)算龍眼殼總黃酮提得率。

龍眼殼總黃酮提得率=（總黃酮提得量/龍眼殼質(zhì)量）×100%。

2 結(jié)果與討論

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線

以濃度C（mol/L）為橫坐標(biāo)，以吸光度A（Abs.）為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。得標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為：y=0.009 04+85.851 52x（R2=0.999 9）。

圖1 蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.1 Rutin standard curve

2.2 單因素實(shí)驗(yàn)

2.2.1 微波功率及超聲作用對(duì)黃酮提得率的影響

2.2.1.1 微波功率對(duì)黃酮提得率的影響

微波功率對(duì)黃酮提得率的影響見(jiàn)圖2。

由圖2 可知，在其他條件相同的一組實(shí)驗(yàn)中微波功能關(guān)閉時(shí)，提得率只有0.480%，打開(kāi)微波功能的組，100 W 時(shí)提得率即達(dá)到了1.203%，300 W 時(shí)提得率達(dá)到了1.582%，隨著微波功率的繼續(xù)提高，被加熱物料溫度上升更迅速，容易造成物料上涌噴出等現(xiàn)象，導(dǎo)致提得率反而降低。

2.2.1.2 超聲波對(duì)提得率的影響

超聲波對(duì)提得率的影響見(jiàn)表1。

圖2 微波功率對(duì)總黃酮提得率的影響Fig.2 Effects of microwave power on extraction rate of total flavones

表1 超聲波對(duì)總黃酮提得率的影響Table 1 Effects of ultrasonic on extraction rate of total flavones%

由表1 可知，超聲波開(kāi)啟的情況下總黃酮提得率比關(guān)閉情況下高很多，表明超聲波作用對(duì)提取率影響顯著。因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)所用設(shè)備超聲波功率不可調(diào)，因此在實(shí)驗(yàn)中超聲波都保持在開(kāi)啟狀態(tài)。

2.2.2 浸泡時(shí)間對(duì)黃酮提得率的影響

浸泡時(shí)間對(duì)黃酮提得率的影響見(jiàn)圖3。

圖3 浸泡時(shí)間對(duì)總黃酮提得率的影響Fig.3 Effects of soak time on extraction rate of total flavones

由圖3 可知，浸泡時(shí)間從0～1 h 之間隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，總黃酮的提得率顯著增加，但是浸泡1 h～2 h 間提得率增幅平緩，綜合考慮提得率和效率因素，因此選擇1 h 為原料浸泡時(shí)間較為理想。

2.2.3 提取時(shí)間對(duì)黃酮提得率的影響

提取時(shí)間對(duì)黃酮提得率的影響見(jiàn)圖4，可知，隨著提取時(shí)間的增加，提得率呈先增長(zhǎng)后降低的趨勢(shì)，20 s到60 s 提得率迅速增加，60 s 時(shí)提得率達(dá)到最高點(diǎn)，60 s 以后提得率稍有降低。提取過(guò)程中隨著提取時(shí)間的增加，溫度也會(huì)提高，導(dǎo)致溶液沸騰，因此本實(shí)驗(yàn)將提取分階段進(jìn)行，60 s 分成5 個(gè)階段，即20 s（提?。?、10 s（暫停）、20 s（提?。?、10 s（暫停）、20 s（提?。?/p>

圖4 提取時(shí)間對(duì)總黃酮提得率的影響Fig.4 Effects of extraction time on extraction rate of total flavones

2.2.4 液固比對(duì)黃酮提得率的影響

液固比對(duì)黃酮提得率的影響見(jiàn)圖5。

圖5 液固比對(duì)總黃酮提得率的影響Fig.5 Effects of liquid-Solid ratio on extraction rate of total flavones

由圖5 可知，隨著液固比的增加，總黃酮的提得率逐漸變大。但是液固比大于20 后提得率的增加趨勢(shì)平緩。綜合考慮提得率和成本問(wèn)題，液固比并不是越大越好。

2.2.5 乙醇濃度對(duì)黃酮提得率的影響

乙醇濃度對(duì)黃酮提得率的影響見(jiàn)圖6。

圖6 乙醇濃度對(duì)總黃酮提得率的影響Fig.6 Effects of ethanol concentration on extraction rate of total flavones

由圖6 可知，在乙醇濃度為65%時(shí)，總黃酮的提得率最高。而當(dāng)乙醇濃度繼續(xù)增大時(shí)脂溶性物質(zhì)溶出量也逐漸增大，雜質(zhì)增多，干擾因素也隨之增加，從而使提得率有所減小。

2.3 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在上述單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上選擇影響較大的液固比、乙醇濃度、微波功率為考慮因素，每個(gè)因素3 水平，以總黃酮的提得率為指標(biāo)，做L9（33）正交試驗(yàn)。

表2 正交試驗(yàn)因素/水平表Table 2 Facters and levels of orthogonal test

表3 L9（33）正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 3 Results of L9（33）orthogonal test

由表3 分析結(jié)果可知，各因素對(duì)提得率影響順序?yàn)椋築＞A＞C，其中乙醇濃度的影響最大，微波功率對(duì)龍眼殼總黃酮提得率的影響較小。

據(jù)正交分析可知，A3B2C2為最佳組合。這一組合沒(méi)有包括在正交設(shè)計(jì)的9 個(gè)組合中，因此將A3B2C2組合與正交實(shí)驗(yàn)中提得率最高的A3B2C1組合同時(shí)做對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果顯示：A3B2C2提得率為1.741%；A3B2C1提得率為1.710%，則A3B2C2組合提得率明顯優(yōu)于A3B2C1組合。因此，正交試驗(yàn)得出UMAE 法提取龍眼殼總黃酮最佳方案為A3B2C2，即液固比25，乙醇濃度65%，微波功率300 W。

3 結(jié)論

以乙醇為溶劑采UMAE 法進(jìn)行龍眼殼黃酮的提取，通過(guò)單因素和正交試驗(yàn)進(jìn)行提取工藝優(yōu)化，試驗(yàn)結(jié)果表明最佳的提取條件為：超聲波開(kāi)啟，提取時(shí)間60 s，浸泡時(shí)間1 h，乙醇濃度65%，液固比25，微波功率300 W，該條件下的提得率達(dá)到了1.741%。

[1] 鄭公銘,徐良雄,謝海輝,等.龍眼肉化學(xué)成分研究[J]熱帶亞熱帶植物學(xué)報(bào),2010,18(1):82-86

[2] 蔡長(zhǎng)河,唐小浪,張愛(ài)玉,等．龍眼肉的食療價(jià)值及其開(kāi)發(fā)利用前景[J]．食品科學(xué),2002,23(8):328-330

[3] 竇國(guó)祥,竇勇．龍眼肉[M]．天津:天津科學(xué)技術(shù)出版社,2005

[4] 吳妮妮． 龍眼核的化學(xué)成分分析及龍眼核和龍眼殼的抗氧化活性測(cè)定[D]．碩士研究生畢業(yè)論文,南寧:廣西醫(yī)科大學(xué),2007

[5] 廖娜.龍眼殼化學(xué)成分的研究[D].碩士研究生畢業(yè)論文,南寧:廣西師范大學(xué),2006