不同品系紅小豆黃酮提取與含量檢測

劉建霞++王思++王潤梅++溫日宇

摘 要：本文旨在探究一種最優的黃酮提取工藝條件，在此種條件下提取不同種類紅小豆中的黃酮，測定其含量，并對不同種類紅小豆中黃酮含量的差異進行比對，選出含量最高的品系。從實驗的數據和結果分析顯示，采用超聲波輔助法提取紅小豆中的黃酮，最優的提取條件是：超聲時間為50min，超聲溫度為33℃，乙醇的體積分數為70%，料液比為1：50。不同品系紅小豆中黃酮的含量有差異。河北承德紅小豆黃酮含量最高；江西撫順、河北玉田等紅小豆黃酮含量次之，廣西巴馬紅小豆黃酮含量最低。

關鍵詞：紅小豆；黃酮；提取；超聲波輔助法

中圖分類號：S-3 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170732001

紅小豆（Phaseolus angularis ），屬于豆科一年生草本植物，營養組成中淀粉含量比較高，由此又被稱為“飯豆”。同時也被李時珍稱為“心之谷”。由于其藥用價值顯著，是人們生活所必須的多功能、高營養的雜糧，所以在我國各地種植廣泛。它的特質甘平，能夠補血、利小便、消脹滿、通乳、解毒；同時對風濕、黃疸尿赤、腳氣浮腫都有很好的治療作用。隨著研究的發現，逐漸地被廣泛應用在醫療事業中[1，2]。

黃酮類化合物是一類生物活性物質，具有特殊的保健作用和療效，在植物、果醬中含量豐富[3]。比如黃酮具有抗氧化功能，能夠很好的消除人體內的氧自由基，可以有效的阻止細胞的衰老，預防癌癥；也可以改善血液循環、從而降低心腦血管疾病的發病率、亦能降低膽固醇。同時黃酮對糖尿病引發的視網膜病有很好的療效。因此，研究紅小豆中黃酮含量的高低對評價紅小豆藥效價值、藥理作用、藥理活性都有極其重要的理論意義和實用價值。

目前，許多植物黃酮的研究已經相對成熟，如銀杏[5]花生[6] 等黃酮的研究。但對紅小豆黃酮含量的報道研究甚少。在提取黃酮領域，常用的方法主要有超聲波輔助提取法、乙醇浸提法、微波加熱提取法[7]等。超聲波輔助提取法簡單，易操作一些，條件相對也容易控制[8]，本文旨在探究一種最優的紅小豆黃酮提取工藝條件，在此種條件下提取不同種類紅小豆中的黃酮，測定其含量，并對不同種類紅小豆中黃酮含量的差異進行比較，選出含量最高的紅小豆。通過測定不同種紅小豆中黃酮含量，為紅小豆藥用價值的評價提供理論依據。

1 材料和方法

1.1 材料

紅小豆（廣西巴馬、江蘇南通、江西撫順、河北玉田、河北承德、山東臨沂、山西忻州等）一共7個品系，均來自山西省農業科學院玉米研究所。

1.2 方法

1.2.1 蘆丁標準曲線的制作

蘆丁標準曲線的制作參照生物化學實驗技術[9]，蘆丁標準液濃度與吸光度值見表1，按畫坐標方式，以蘆丁標準溶液的濃度為橫坐標，蘆丁的吸光度值為縱坐標，繪制標準曲線，得到標準曲線回歸方程為：y=0.2513x+0.1615，R2=0.9914。

1.2.2 制備紅小豆粉

將紅小豆種子保存于陰涼、干燥處，挑選出大小均等、顆粒飽滿的種子。用新型密封式搖擺高速粉碎機將7種紅小豆種子粉碎。將得到的粉末用紙包好，貼上標簽，以區分不同品系。

1.2.3 提取與測定紅小豆中黃酮的含量

將用高速旋轉粉碎機研磨好的紅小豆粉分別放在7個洗凈的燒杯中，在60℃烘箱中烘干3h到恒重。準確稱量每種紅小豆粉2.5mg放到相應燒杯，按固液比1：40配比。采用超聲輔助法進行黃酮的提取，實驗過程溫度不變，恒為33℃，超聲功率為100W，超聲震蕩1.5h以后，冷卻至室溫。用紫外可見分光光度計在300 nm下測量黃酮的吸光度值。數據表2（每個紅小豆品系3組重復）。

1.2.4 紅小豆黃酮含量的計算

公式如下：

R=ρ×10×40÷（m×1000）

R ─紅小豆種子中黃酮含量%；

ρ─由標準曲線算得的黃酮含量mg· mL-1；

m ─紅小豆種子的質量g。

最后算得7種紅小豆（3組重復）黃酮含量如下所示。

2 結果與分析

2.1 單因素實驗

2.1.1 最佳乙醇體積分數

由上圖圖像波動情況可以看出，乙醇濃度對紅小豆黃酮吸光度值的影響呈波峰狀，且在70%時為最高，小于波峰值時呈增大趨勢，大于波峰值時呈下降勢。乙醇濃度不同，說明被溶解的紅小豆中的黃酮的量多少有差別，當達到最高量后下降，可能是濃度過高對黃酮物質本身結構有影響[10，11]，使其被破壞。

2.1.2 最佳超聲時間

由上圖可知，圖像有峰值，當它的時間超過1.5h后，圖像開始呈下降趨勢，可能因為時間延長，黃酮物質會不穩定，隨后發生分解或可能轉化為其它的物質，所以適宜提取黃酮的時間為1.5h。

2.1.3 最佳料液比

由圖可以看出，圖像變化幅度較時間的影響稍大一些，也呈山峰狀態，有峰值。當超過1：50時，呈下降的趨勢，料液比的多少，體現的是其與黃酮的接觸面積，以及溶解黃酮的多少，當達到最高，呈平穩趨勢，說明黃酮已經被全部溶解[12]。故不再增加。

2.1.4 最佳的超聲功率

超聲功率的影響，對紅小豆黃酮的吸光度值影響小，圖像幾乎呈平穩狀態。

2.2 正交實驗

正交時，需要注意的是，在正交試驗中各因素的水平數減1再加上1，便能得出最少試驗次數，和處理組合數。本實驗的試驗次數為9次。

影響紅小豆黃酮提取率的因素有4個：乙醇體積分數，超聲時間，料液比，超聲功率。綜合顯示得到，它們按影響大小來看，對黃酮的提取率影響最大的是料液比C，接下來是乙醇體積分數A，然后是超聲時間B，而第四超聲功率D對實驗影響幾乎沒有。所以綜合考慮各因素的交互作用選擇最佳優化條件為A2B1C2D3，即體積分數為70%的乙醇溶液，超聲震蕩時間為50min，料液比1：50（g：mL）。以上述優化選取的工藝條件按上述步驟做驗證試驗結果顯示總黃酮含量為0.297mg/g與正交試驗結果基本一致。

2.3 7個品系紅小豆種子中黃酮含量的比對

研究已經表明，飲食中豐富的黃酮攝入，可以降低乳腺癌、結腸癌、前列腺癌等癌癥的風險，紅小豆中黃酮含量是影響紅小豆品質的一個重要因素，實驗可以得出河北承德地區的紅小豆黃酮含量比較高[14，15]。

3 結論與討論

單因素實驗的作用主要為正交實驗以及后續的最優條件的分析提供相關理論依據，利用超聲波清洗器來對紅小豆黃酮的提取實驗，取山西忻州玉米研究所廣西巴馬紅小豆，將它作為要用的材料，從料液比、超聲功率、超聲時間、乙醇體積分數4個方面進行實驗。閱讀大量資料和參考了相關文獻后[4-8]，確定進行紅小豆黃酮提取的單因素實驗的基本因素范圍，乙醇體積分數為50%～90%、超聲時間為0.5 h～2.5 h、料液比為1：30～1：70、超聲功率為60～100 W[10-11] 。

在原有文獻報道的有關黃酮提取方案的基礎之上來進行工藝改進不僅能夠使紅小豆種子中的黃酮得到很好的應用，更能夠縮短提取工藝流程節省投資，超聲波提取法操作簡便，能夠通過優化提取工藝條件而提高提取率，測定不同種紅小豆中黃酮的含量并選出含量最高的品種是本實驗的目的，本實驗很好的解決了這一問題，并能發現紅小豆中黃酮含量相對之前參考文獻研究的其它物種的黃酮得率更低一些，也為紅小豆的進一步研究方向的確定，提供了一定的理論依據。

經過單因素實驗、Spass軟件分析以及正交驗證性試驗，根據上述結果，得出最優并且可行的紅小豆黃酮提取條件是：在溫度為33℃時，超聲時間50min，乙醇體積分數為70%，料液比為1：50。不同品系即不同地區紅小豆的含量顯然是有差異的。河北承德品種黃酮含量最高；江西撫順、河北玉田等品種黃酮含量次之，廣西巴馬品種黃酮含量最低。黃酮類物質是紅小豆的主要功能性成分，因此在紅小豆的利用上應考慮不同紅小豆黃酮含量的差異。應充分利用黃酮含量最高的河北承德紅小豆，使其產生更高的經濟效益。

參考文獻

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作者簡介：劉建霞（1977-），女，山西山陰人，講師，碩士，主要從事植物種質資源開發與利用。