糙米黃酮的提取及其抗氧化作用的研究

陳　昊，劉彥琳，譚晶鑫，曲　君，丁　利

(遼寧工業(yè)大學(xué) 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，遼寧 錦州　121001)

長期以來，稻米是我國的傳統(tǒng)主食，所以對稻米加工利用的報(bào)道較多，而對糙米的開發(fā)利用卻缺乏研究。糙米是稻米經(jīng)過加工后的一種米，去殼后仍然保留些許外層組織，如皮層、糊粉層和胚芽。這些外層組織內(nèi)含豐富的營養(yǎng)，比起精米更富有許多維他命、礦物質(zhì)與膳食纖維，所以糙米向來被認(rèn)為是一種健康食品[1]。稻米中含有黃酮、生物堿等生物活性物質(zhì)，黃酮類化合物生理活性有很多，具有抗氧化、抗菌、抗病毒、消炎鎮(zhèn)痛活性及保肝活性和抗疲勞作用，此外還有抗衰老、降血脂、降壓、提高機(jī)體免疫力等藥理活性[2]。黃酮類化合物廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)和化妝品工業(yè)[3-4]。近年來，植物中高活性、高純度黃酮類化合物的提取受到了人們的關(guān)注。因此，對天然黃酮類化合物的提取分離、測定及應(yīng)用的研究前景廣闊。

本論文采用正交實(shí)驗(yàn)法優(yōu)化糙米中總黃酮的提取工藝，并測定所提黃酮的抗氧化作用。

1　實(shí)驗(yàn)

1.1　標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

本實(shí)驗(yàn)由蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品配制標(biāo)準(zhǔn)液用來測定糙米中黃酮的含量，以蘆丁質(zhì)量濃度C(mg/mL)對吸光度A進(jìn)行直線回歸，方程為A=6.625C-0.0135，R2=0.99973。在測定糙米中黃酮含量時(shí)，即可將測得的吸光度代入回歸方程中，計(jì)算糙米中黃酮的提取量。

1.2　糙米黃酮的提取

稱取干燥的糙米粉碎后過篩，然后將糙米置于干燥的錐形瓶中，按比例加入不同濃度的乙醇溶液，在不同的溫度下進(jìn)行提取。然后用離心機(jī)離心或?yàn)V膜過濾，得到糙米黃酮提取液。利用NaNO2-Al(NO3)3顯色法測定黃酮的提取量。

1.3　單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)

以糙米黃酮的提取量為測定指標(biāo)，研究提取溫度、提取時(shí)間、料液比、乙醇濃度等因素對糙米黃酮提取量的影響；然后以此四因素設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)確定最佳提取條件。

1.4　糙米黃酮的抗氧化性

本論文采用鄰二氮菲亞鐵化學(xué)法測定其抗氧化性。Fenton反應(yīng)產(chǎn)生羥自由基：H2O2+Fe2+=·OH +OH-+Fe3+，F(xiàn)e2+與鄰二氮菲生成紅色配合物，加入提取液后，減弱了·OH對Fe2+/鄰二氮菲的氧化作用，引起吸光度變化[5]。

2　結(jié)果與分析

2.1　單因素考察

2.1.1料液比對糙米黃酮提取量的影響

圖1為料液比對糙米黃酮提取量的影響，由圖可知，隨著料液比的增大，黃酮提取量不斷上升，當(dāng)達(dá)到1∶35時(shí)，黃酮提取量上升趨于平緩。這是因?yàn)殡S著料液比增加，傳質(zhì)動(dòng)力增加，黃酮容易溶出，當(dāng)料液比為1∶35 時(shí)，已將樣品中的黃酮基本溶出，再增大料液比，黃酮化合物的溶出量變化不大。即一定比例的溶劑就將有效成分基本溶出完全。

圖1　料液比對糙米黃酮提取量的影響

2.1.2乙醇濃度對糙米黃酮提取量的影響

圖2　乙醇濃度對糙米黃酮提取量的影響

圖2為乙醇濃度對糙米黃酮提取量的影響。由圖可知，從30%～50%，隨著乙醇濃度的增加，黃酮提取量增加，當(dāng)乙醇濃度達(dá)到50%時(shí)，黃酮類化合物溶解度最大，得率最高；而后乙醇濃度再增加，黃酮類化合物溶解度減少，可能是一些醇溶性雜質(zhì)、親脂性強(qiáng)的成分溶出量增加，干擾因素增大，與黃酮類物質(zhì)競爭同乙醇-水分子結(jié)合，導(dǎo)致黃酮類化合物的提取量下降[5]。

2.1.3提取時(shí)間對糙米黃酮提取量的影響

圖3　提取時(shí)間對糙米黃酮提取量的影響

圖3為提取時(shí)間對糙米黃酮提取量的影響。由圖可知，隨著提取時(shí)間的增長，黃酮提取量不斷增加，在5 h以后，提取量增加緩慢。這是因?yàn)樵诮釙r(shí)間低于5 h時(shí)，提取溶劑中的黃酮濃度低，而糙米中黃酮含量高，兩個(gè)體系有高濃度差，傳質(zhì)推動(dòng)力大，所以黃酮浸出量增加。而提取到5 h時(shí)，糙米中的黃酮已經(jīng)大部分被溶出，再增加提取時(shí)間，溶出少量，增加不明顯；并且隨著浸提時(shí)間的延長，部分黃酮開始被氧化而導(dǎo)致其得率不再增加。

2.1.4提取溫度對糙米黃酮提取量的影響

圖4　提取溫度對糙米黃酮提取量的影響

圖4為提取溫度對糙米黃酮提取量的影響，由圖可知，隨著溫度的升高，黃酮提取量逐漸增加，這是因?yàn)闇囟壬撸肿舆\(yùn)動(dòng)速度加快，使黃酮類物質(zhì)更易從細(xì)胞轉(zhuǎn)移到溶劑中。但隨溫度升高和加熱時(shí)間的延長，黃酮類物質(zhì)被氧化破壞而導(dǎo)致其提取量不再增加甚至下降；而且大量醇溶性雜質(zhì)溶解速度顯著加快，干擾黃酮類化合物的浸出速率。

2.2　糙米黃酮最佳工藝的確定

選取四個(gè)因素進(jìn)行正交試驗(yàn)，分別為：提取溫度、提取時(shí)間、料液比、乙醇濃度；各水平所選因素列于表1中。

表1　正交試驗(yàn)表

所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果及極差分析列于表2中，從極差R的大小可見，所考察的4個(gè)因素中，對糙米黃酮提取量的影響程度依次為B>A>D>C。而乙醇提取糙米黃酮化合物最佳條件組合為A2B3C3D3，即提取溫度60℃，提取時(shí)間6 h，料液比為1∶40，乙醇濃度為60%，糙米黃酮的提取量為0.556 mg/g。

表2　正交試驗(yàn)結(jié)果分析

表2(續(xù))

2.3　糙米黃酮的抗氧化性

圖5　糙米黃酮、VC對·OH的清除能力

圖5為糙米黃酮、VC對·OH的清除能力，由圖可知，隨著質(zhì)量濃度的增加，糙米黃酮和VC對·OH自由基的清除能力均呈現(xiàn)增強(qiáng)的趨勢，表明糙米黃酮和VC對·OH的清除能力與其質(zhì)量濃度具有明顯的量效關(guān)系。同時(shí)，還可以看出在相同質(zhì)量濃度下，糙米黃酮對·OH的清除能力要大于VC對·OH的清除能力。

3　結(jié)論

(1)通過單因素考察、正交實(shí)驗(yàn)分析得出影響糙米黃酮提取率因素順序：提取時(shí)間>提取溫度>乙醇濃度>料液比。確定了黃酮的最佳提取條件為：提取溫度60℃，提取時(shí)間6 h，料液比為1∶40，乙醇濃度為60%。在此條件下，黃酮提取量0.556 mg/g；

(2)糙米黃酮對·OH自由基具有一定清除作用，且隨糙米黃酮質(zhì)量濃度的增加，糙米黃酮對·OH自由基的清除能力亦增強(qiáng)；在同質(zhì)量濃度下，糙米黃酮對·OH的清除能力大于VC對·OH的清除能力。

[1]童鑫.全谷物糙米酚類物質(zhì)調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝作用及其機(jī)制[D].廣州:華南農(nóng)業(yè)大學(xué),2016.

[2]王曉波,黃疊玲,劉冬英,等.雞骨草總黃酮清除自由基及抑制亞硝化作用研究[J].時(shí)珍國醫(yī)國藥,2012,23(4):942-944.

[3]黃欣欣.大果山楂黃酮類物質(zhì)的提取及其抗氧化性和降血脂功能研究[D].南寧:廣西大學(xué),2015.

[4]尤曉琳.正交試驗(yàn)研究紫荊果總黃酮提取工藝及對羥自由基清除活性[J].糧食與油脂,2014,27(3):54-57.

[5]Sahreen S,Khan M R,Khan R A.Evaluation of antioxidant activities of various solvent extracts of Carissa opaca fruits[J]. Food Chem,2010,122:1205-1211.