竹葉黃酮的微波提取及工藝優化

秦明有

摘要：探究了竹葉黃酮的微波提取工藝，并通過正交實驗設計優化了竹葉黃酮的提取條件，所得的最佳工藝參數為：微波時間Smin，微波溫度50℃，料液比1：21g/mL，微波功率200W，竹葉黃酮提取率達5.574%。微波提取快速高效，可以為竹葉黃酮的工業化提取及在飼料工業中的進一步應用提供參考.

關鍵詞：竹葉;黃酮;微波;正交優化：提取

前言

竹葉用于飼料中，能提高雞、豬、羊等家禽飼養效果及經濟效益。黃酮作為竹葉的主要活性成分之一，在飼料工業中具有重要的作用，可促進家禽的脂質代謝、機體的生產性能、提高機體免疫功能，是一種具有廣闊發展前景的新型飼料添加劑，而且其安全性已經得到了實驗驗證。在日糧中加入一定量的竹葉黃酮，畜禽的增重效果良好，竹葉黃酮還可改善持續高溫狀態下的肉雞生長性能和屠宰性能，除此之外，還能提高產蛋率和雞蛋品質。本文對竹葉黃酮的微波提取工藝進行研究.旨在為其在飼料工業中的安全及高效應用提供參考。

1 實驗材料及方法

1.1 實驗材料及儀器

竹葉（陜西理工大學校內），清洗，干燥粉碎后過篩備用;蘆丁標準品（中國藥品生物制品檢驗所，純度≥99%）;乙醇、亞硝酸鈉，硝酸鋁、氫氧化鈉等均為分析純。

SHB-ⅢT循環水式多用真空泵：蘇州江東精密儀器有限公司;MCR-3微波化學反應器：上海凌科實業發展有限公司;島津UV- 260紫外可見分光光度計：日本島津;TGL16M型離心機：湖南凱達科學儀器有限公司;DHG-9075A型電熱鼓風干燥箱：上海一恒科技有限公司;SE3001F電子天平：上海奧豪斯儀器有限公司;DHG-9203A電熱鼓風干燥機：上海覽浩儀器設備有限公司。

1.2 實驗

1.2.1 蘆丁標準曲線的繪制

精確量取0.5g的蘆丁標準樣品，用體積分數為30%的乙醇溶解后轉入500mL的容量瓶中.配制1mg/mL的黃酮溶液，精密移取1mL放人100mL的容量瓶中用體積分數為30%的乙醇定容，配制10μg/mL的黃酮標準液。分別精密移取0，l，2，3，4，5，6mL放入7個50mL的容量瓶中，各加入1.0mL濃度為50g/L的NaN02溶液混勻，放置6min后加入1.0mL濃度為100g/L的Al（N03）3溶液混勻，放置6min，再加入10.0mL濃度為40g/L的NaOH溶液，最后用30%乙醇定容至刻度，再放置15min后于510.00nm波長處測其吸光度.并以其為縱坐標，黃酮待測液濃度為橫坐標繪制標準曲線，得同歸方程為：y=0.1206x -0.0208，R2=0.9972，說明黃酮濃度在0—10μg/mL范圍內線性關系良好。

1.2.2 竹葉黃酮提取率的計算

黃酮提取率/%=100Q[（y+0.0208）v/0.1206]/m

式中：y-待測液吸光度;

v-待測液的體積（rnL）：

m-每次提取時所用竹葉質量：

Q-稀釋倍數：

2 單因素實驗結果與分析

2.1 微波時間的選擇

實驗過程中設定料液比1：15g/mL，微波功率200W，微波溫度50℃，當微波時間在2min—6min范圍內變化時對竹葉黃酮提取的影響如圖l所示。由圖l可知：在2—6min范圍內，竹葉黃酮提取率隨微波時間的延長先增大后減小，微波時間為5min時提取率最大。合適的微波時間下，竹葉中黃酮的熱運動不斷加劇而達到活化狀態，容易提取。微波時間短，不能竹葉中黃酮提取不完全，過長又增加了其他水溶性成分的溶出，干擾黃酮的測定，因此5min的微波時間最佳。

2.2 微波溫度的選擇

實驗過程中設定料液比1：15g/mL，微波功率200W，微波時間5min，當微波溫度在30—70℃范圍內變化時對竹葉黃酮提取的影響如圖2所示。微波溫度是微波輻射能的一個重要反映.微波提取竹葉黃酮過程中產生的熱能會迅速穿透竹葉顆粒細胞壁進入分子內部，加快黃酮的熱運動，隨著微波溫度的升高，黃酮溶出速率不斷增大，微波溫度為50℃時提取率最大，過高的微波溫度則易造成局部熱量聚集，容易破壞黃酮結構，因此提取率下降，綜上，選擇50℃為較佳微波溫度。

2.3 料液比的選擇

實驗過程中設定微波功率200W，微波時間5min，微波溫度50℃，當料液比在1：9～1：21g/mL范圍內變化時對竹葉黃酮提取的影響如圖3所示。由圖3可知，竹葉黃酮提取率在1：9—1：21g/mL的料液比范圍內，隨著料液比的增大而增大，1：21g/mL時提取率最大。料液比小，竹葉黃酮在提取劑中的傳質速率也相對較小，提取率低：隨著料液比的增大傳質速率增大，竹葉中大部分黃酮都能溶出，因此提取率不斷增大，但是當料液比大于1：18g/mL時，黃酮提取率的增幅很小，綜合考慮提取率和提取成本，選擇1：18g/mL為較佳料液比。

2.4 微波功率的選擇

實驗過程中設定料液比1：15g/mL，微波時間5 min，微波溫度50℃.當微波功率在100—500W范圍內變化時對竹葉黃酮提取的影響如圖4所示。微波功率是微波能量的直接體現，在合適的微波功率范圍內，微波功率越大破壁效果越好，但是過大的微波功率雖然在提取初期有利于竹葉黃酮的溶出，但是隨著提取時間的延長，產生的局部過熱現象會破壞黃酮的結構，導致提取率降低。由圖4可知，在100—300W微波功率范圍內，竹葉黃酮的提取率先增大后減小，300W時對應的提取率最大，故選擇300W的微波功率較合適。

3 正交結果及分析

單因素實驗探究了微波時間、微波溫度、料液比、微波功率等四個因素對竹葉黃酮提取的影響，并為正交優化實驗篩選較佳的水平區間。正交優化實驗以竹葉黃酮提取率作為指標，采用L9（34）正交優化設計確定竹葉黃酮提取最優工藝參數.實驗結果見右表。

正交試驗結果中的各因素對應的極值能很好的反應其在正交設定的水平范圍內的變化對竹葉黃酮提取效果的影響，極值越大說明此因素的變化對實驗結果影響越大。比較表l中各因素所對應的極值可知，影響竹葉黃酮提取的因素的主次順序為：微波時間>料液比>微波溫度>微波功率。正交實驗優選的最優組合為A2B2C3D2，即微波時間5min，微波溫度50℃，料液比1：21g/mL，微波功率200W，在此條件下進行竹葉黃酮的三次平行提取驗證實驗，得平均提取率為5.574%，確定為最優提取條件。

4 結論

實驗采用水作為溶劑，通過微波提取竹葉中的黃酮，快速高效，綠色安全。在單因素探究的基礎上優化了竹葉黃酮的微波提取，所得的最佳工藝參數為：微波時間5min，微波溫度50℃，料液比1：21g/mL，微波功率200W，竹葉黃酮提取率為5.574%，提取效果比較理想。我國竹葉資源非常豐富，利用微波技術將這部分資源利用起來作為綠色飼料工業的儲備原料具有重要的現實意義。

參考文獻（略）