超聲波法輔助提取香蕉皮中黃酮的工藝研究

翟碩莉

（衡水學院生命科學系，河北衡水053000）

超聲波法輔助提取香蕉皮中黃酮的工藝研究

翟碩莉

（衡水學院生命科學系，河北衡水053000）

以乙醇為提取劑，采用超聲波輔助法研究香蕉皮中總黃酮的提取工藝。通過單因素和正交試驗研究，結果表明，影響總黃酮提取效果的主要因素是乙醇濃度，其次是提取溫度和料液比，最佳提取工藝條件為：乙醇濃度為60％，超聲功率為400W，超聲溫度60℃，料液比1∶30（g/mL），超聲時間30min。

香蕉皮；超聲波提取；總黃酮

香蕉是我國的四大水果（蘋果、香蕉、梨、柑桔）之一，香蕉皮占香蕉重量的35％～41％[1]，香蕉皮中富含膳食纖維、蛋白質、糖類、礦物質、多種維生素等營養成分以及總黃酮類化合物、多酚氧化酶、揮發油等多種活性成分[2-3]，具有較高的營養價值和保健作用。一直以來，在水果加工和鮮食的過程中，水果果皮都未被重視。鮮食或深加工后的果皮幾乎都被丟棄，即污染環境又浪費資源。目前對香蕉皮的深加工利用主要是主要集中于果膠和多酚類物質提取以及飼料的生產，有關香蕉皮中總黃酮類物質的提取的報道極少。因此本實驗主要采用超聲波輔助法對香蕉皮中的總黃酮類物質作了研究，以期對香蕉皮的綜合利用提供參考數據。

1 材料與方法

1.1 材料

香蕉：市售；蘆丁：中國藥品生物制品檢定所；無水乙醇、亞硝酸鈉、硝酸鋁、氫氧化鈉均為分析純。

1.2 儀器

TU1901型紫外可見分光光度計：北京普析通用設備有限公司；DL-102A電熱鼓風干燥箱：江蘇東臺縣電器廠；FA1004N電子天平：石家莊金凌儀表化玻有限公司；KQ-250D超聲波儀：昆山市超聲波儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 原料預處理

香蕉皮切片，烘干，粉碎過40目篩，備用。

1.3.2 蘆丁標準曲線的制備

精確稱取蘆丁標準品10mg，置于50mL量瓶中，加60％vol乙醇溶解并稀釋至刻度，搖勻，即得蘆丁標準溶液。采用硝酸鋁絡合分光光度法測定總黃酮[4]，得到蘆丁濃度與吸光度關系的回歸方程為：y=10.922x-0.001 4，R2=0.999 3。

1.3.3 方法

總黃酮的提取方法：待測樣品，加石油醚脫脂，待溶劑揮發完后，精密稱取2 g脫脂樣品于50mL錐形瓶中，加入一定濃度的乙醇溶液，超聲波輔助提取一定時間，趁熱過濾，用相應濃度的乙醇定容至100mL，搖勻。制得馬齒莧總黃酮提取液，待測。

總黃酮的測定方法：取1 mL總黃酮提取液于10mL容量瓶中，余下的步驟與蘆丁標準曲線的制備方法相同。測得吸光值，代入標準曲線的回歸方程，得到總黃酮的含量。

總黃酮最佳工藝條件的確定：選取乙醇濃度、超聲功率、超聲溫度、料液比、超聲時間為研究因素進行單因子試驗，在單因子試驗的基礎上，進行多因子正交試驗，獲得超聲波輔助提取香蕉皮中總黃酮類物質的最佳工藝參數。

1.3.4 總黃酮萃取率的計算

總黃酮提取率=提取總黃酮質量/香蕉皮原料的質量×100％

2 結果與分析

2.1 單因子試驗考察

2.1.1 乙醇濃度對總黃酮提取效果的影響

稱取香蕉皮2 g，置于圓底燒瓶中超聲波提取，選定超聲功率為500W，超聲時間為30min，超聲溫度為60℃，料液比1∶20（g/mL）。考察乙醇濃度40％～80％之間時，總黃酮提取率的變化情況，試驗結果見圖1。

圖1 乙醇濃度對總黃酮提取率的影響Fig.1 Effect of ethanol concengtration on extraction ratio

由圖1可知，乙醇濃度在60％時，提取率最大。

2.1.2 料液比對總黃酮提取效果的影響

稱取香蕉皮2 g，置于圓底燒瓶中超聲波提取，選定乙醇濃度70％，超聲功率為500W，超聲時間為30 min，超聲溫度為60℃，考察料液比1∶10（g/mL）～ 1∶50（g/mL）之間時，總黃酮提取率的變化情況，試驗結果見圖2。

圖2 料液比對總黃酮萃取率的影響Fig.2 Effect of ratio of solid to liquid on extraction ratio

由圖2可知，料液比越大，提取率越大，當料液比超過1∶30（g/mL）時，提取率的增加趨緩。

2.1.3 超聲溫度對總黃酮提取效果的影響

稱取香蕉皮2g，置于圓底燒瓶中超聲波提取，選定乙醇濃度70％，超聲功率為500W，超聲時間為30min，料液比1∶20（g/mL），考察超聲溫度在30℃～80℃之間時，總黃酮提取率的變化情況，試驗結果見圖3。

圖3 超聲溫度對總黃酮萃取率的影響Fig.3 Effect of ultrasonic temperature on extraction ratio

由圖3可知，溫度從30℃升至60℃時，總黃酮提取率呈快速增加趨勢，當超聲溫度高于60℃時，提取率增加緩慢，并且之后有下降趨勢。

2.1.4 超聲功率對總黃酮提取效果的影響

稱取香蕉皮2 g，置于圓底燒瓶中超聲波提取，選定乙醇濃度70％，超聲溫度為60℃，超聲時間為30min，料液比1∶20（g/mL），考察超聲功率在100W～500W之間時，總黃酮提取率的變化情況，試驗結果見圖4。

圖4 超聲功率對總黃酮萃取率的影響Fig.4 Effect of ultrasonic power on extraction ratio

由圖4可知，超聲功率從100W升至300W時，功率越高，總黃酮含量越高，當功率大于300W后，進一步增加超聲功率，總黃酮提取率反而緩慢下降。

2.1.5 提取時間對總黃酮提取效果的影響

稱取香蕉皮2 g，置于圓底燒瓶中超聲波提取，選定乙醇濃度70％，提取功率為500W，超聲溫度為60℃，料液比1∶20（g/mL），考察超聲時間在10min～50min之間時，總黃酮提取率的變化情況，試驗結果見圖5。

由圖5可知，隨超聲時間的延長，總黃酮得率逐漸增加，但當超過30min時，呈下降趨勢。

2.2 正交試驗

在單因素的基礎上，采用L16（4）5進行正交試驗，借助Spss軟件進行結果分析。因素水平選取見表1，正交分析表見表2，方差分析結果如表3。

圖5 提取時間對總黃酮萃取率的影響Fig.5 Effect of ultrasonic time on extraction ratio

表1 試驗的因素及水平TabIe1 Factors and levels of experiment

表2 L16（45）正交試驗結果與分析Table2 L16（45）orthogonal experiment results and analysis

表3 正交試驗的方差分析Table3 Variance analysis of orthogonal experiment

由表2，表3可得出，通過極差分析，5個因素對總黃酮萃取率影響大小順序為乙醇濃度＞溫度＞料液比＞時間＞功率。通過方差分析結果可知，乙醇濃度對提取結果表現為極顯著性影響，超聲溫度和料液比表現為顯著性影響。由k值的大小可知，超聲波輔助提取總黃酮的最佳工藝為A3B3C3D2E2，即乙醇濃度為60％，超聲功率為400W，超聲溫度60℃，料液比1∶30（g/mL），超聲時間30min。采用最佳工藝進行試驗，獲得的香蕉皮中總黃酮提取率達到2.97％。

3 討論

近年來超聲波輔助提取法逐步應用于總黃酮類物質的萃取，對香蕉皮進行超聲波處理，利用超聲波的空化作用產生的剪切力破碎細胞，加速植物材料中有效成分溶出，從而增加有效成分的提取率、縮短提取時間，整個過程在較低的溫度下操作，避免高溫對提取成分的影響[5-6]，提高香蕉皮中總黃酮的提取率。通過本試驗的研究得到的最佳工藝配比說明采用該法提取香蕉皮中的總黃酮是可行的，并且具有省時、節能的優點。

[1]鮑金勇,趙國建,楊公明．我國水平果品的利用現狀和前景[J]．食品研究與開發,2005,26(6):186-190

[2]宋維春,徐云升．香蕉皮的綜合利用研究[J]．瓊州大學學報,2005, 12(5):38-40

[3]李仁茂,陳蓉,蕭志成．粵西地區四種香蕉皮的成份分析[J]．湛江師范學院學報,2001,22(6):42-45

[4]李香蘭,王仲英．馬齒莧不同部位總黃酮含量的測定[J]．光譜實驗室,2004,21(5):898-900

[5]王倩,常麗新,唐紅梅．總黃酮類化合物的提取分離及其生物活性研究進展[J]．河北理工大學學報:自然科學版,2011,33(1):110-115．

[6]張斌,許莉勇．超聲萃取技術研究與應用進展[J]．浙江工業大學學報,2008,36(5):558-561

Study on Extraction Technology of Flavonoids from Banana Skin

ZHAI Shuo-li
（Department of Biology，Hengshui University，Hengshui053000，Hebei，China）

The experiment studied ectraction of flavonoids of banana skin，which used ethanol as extracting solwent and employ ultrasonic-assisted extraction.The results showed that ethanol concengtration was the main influencing factor，next was ultrasonic temperature and ratio of solid to liquid.The optimum extracting conditions were ethanol concentration 60％，ultrasonic power 400W，ratio of solid to liquid 1∶30（g/mL），ultrasonic temperature60℃，ultrasonic time30min.

banana skin；extraction technology；flavonoids

10.3969/j.issn.1005-6521.2014.04.008

2013-08-12

翟碩莉（1982—），女（漢），講師，碩士，研究方向：食品分析及食品微生物。