超聲波輔助優化檸檬皮總黃酮的提取工藝

宋旭鴿，曾 靜，李永飛，周 潔，王斯文，付麗娜

(黃河科技學院 醫學院，河南 鄭州 450063)

檸檬屬蕓香科柑橘屬植物，是藥用價值極高的水果，富含維生素、糖類、黃酮類、微量元素等，對人體十分有益[1-2]。黃酮類化合物是檸檬皮中的主要生物活性物質，具有降血脂、抗氧化、抗炎、抗衰老、抗腫瘤等功效[3]。但在食用檸檬時，檸檬皮通常作為廢渣被丟棄，如果對檸檬皮進行開發應用，不但可以增加檸檬的復合價值，還可以改善環境污染[4-5]。試驗以檸檬皮為研究對象，利用超聲波方法提取檸檬皮黃酮，設計單因素試驗和正交試驗，確定超聲波輔助條件下檸檬皮總黃酮的最佳提取條件。

1 試驗部分

1.1 儀器

FA1004型電子天平(上海良平儀器儀表有限公司)，數控超聲波清洗器(常州歐達超聲波設備有限公司)，粉碎機(山東精誠醫藥裝備制造有限公司)，TU-1810紫外-可見分光光度計(北京普析通用儀器有限公司)，循環水式多用真空泵(鞏義市予華儀器有限責任公司)，3號、5號藥典篩(新鄉市先恒機械設備有限公司)，旋轉蒸發儀(上海亞榮儀器廠)。

1.2 材料與試劑

檸檬(產地：海南。將新鮮檸檬洗凈，去皮，晾干，干燥，粉碎，過3號和5號藥典篩，保存。)，蘆丁標準品、NaNO2、Al(NO3)3(天津市科密歐化學試劑有限公司，AR)，NaOH、無水乙醇(洛陽市化學試劑廠，AR)。

1.3 試驗步驟

1.3.1 蘆丁標準曲線和檸檬皮總黃酮提取率的計算

蘆丁標準曲線的試驗方法和繪制方法參照參考文獻[6]進行，結果顯示線性關系良好。

檸檬皮中總黃酮提取率%=CnV/m；

其中，C為提取液的黃酮的質量濃度(mg/mL)；n 為稀釋倍數；V為最初稀釋的體積(mL)；m 為取用的檸檬皮粉末質量(mg)。

1.3.2 黃酮類化合物的測定方法

精密稱取1.0000 g制備好的檸檬皮粉末，設置料液比(1∶20、1∶30、1∶40、1∶50、1∶60 g/mL)用(35%、45%、55%、65%、75%)乙醇溶解，定容，于溫度(30、40、50、60、70℃)條件下超聲處理(10、20、30、40、50 min)，冷卻，抽濾，濾液定容至50 mL，再次移取10 mL上述溶液于50 mL容量瓶，加1 mL 5%NaNO2溶液、1 mL 10%Al(NO3)3溶液，搖勻，加入10 mL 4%NaOH溶液，定容，靜置15 min，于510 nm波長處測吸光度A[7]。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 料液比的影響

固定溫度50℃、超聲時間30 min、乙醇濃度75%，研究料液比1∶20、1∶30、1∶40、1∶50、1∶60(g/mL)對檸檬皮中黃酮的提取率的影響，該試驗平行操作3次，結果如圖1所示。

圖1 料液比對檸檬皮黃酮提取率的影響

由圖1得出，隨著料液比的增加，黃酮提取率不斷增高而后降低。可能是因為溶劑量過少時，黃酮提取不夠充分，但溶劑量過多時，其他雜質同時溶出，導致提取率降低[8]，因此將最佳料液比確定為1∶50。

2.1.2 超聲溫度的影響

固定料液比1∶50、超聲時間30 min、乙醇濃度75%，研究超聲溫度30、40、50、60、70℃對檸檬皮中黃酮的提取率的影響，該試驗平行操作3次，結果如圖2。

圖2 超聲溫度對檸檬皮黃酮提取率的影響

從圖2可知，溫度由30～40℃時，黃酮提取率猛然增加，在50℃時提取率達到最高，之后出現下降的趨勢，這可能是溫度過高時破壞了浸出的黃酮結構，因此將50℃作為提取的最佳溫度[9]。

2.1.3 乙醇濃度的影響

固定料液比1∶6、超聲溫度50℃、超聲時間30 min，研究乙醇濃度35%、45%、55%、65%、75%對檸檬皮中黃酮的提取率的影響，該試驗平行操作3次，結果如圖3。

從圖3可以看出，隨著乙醇濃度的增加黃酮提取率現增加后下降，在乙醇濃度為55%時提取率達到最大，所以乙醇濃度為55%時為選擇的最佳條件。

圖3 乙醇濃度對檸檬皮總黃酮提取率的影響

2.1.4 超聲時間的影響

固定料液比1∶50，超聲溫度50℃，乙醇濃度55%，研究超聲時間10、20、30、40、50 min對檸檬皮中黃酮的提取率的影響，該試驗平行操作3次，結果如圖5。

從圖4看出，超聲時間從10 min到30 min檸檬皮黃酮的提取率逐漸增加并達到最高，30 min之后提取率明顯下降，因此選擇30 min為最佳超聲時間。

圖4 超聲時間對檸檬皮總黃酮提取率的影響

2.2 正交試驗

由表1可知，影響總黃酮提取率的各因素主次關系為：B>D>A>C，其中超聲溫度對總黃酮提取率的影響最大，最優工藝參數是A3B1C2D3。因此超聲波輔助提取檸檬皮黃酮的最優工藝條件為：料液比1∶55、溫度40℃、乙醇濃度55%、超聲時間40 min。

表1 正交試驗結果表

2.3 驗證試驗

為了驗證正交試驗得出的結果，在最佳提取工藝條件(料液比1∶55、溫度40℃、乙醇濃度55%、超聲時間40 min)下進行3次平行試驗，平均提取率為14.02%，RSD=1.483%，結果(表2)顯示離散程度小、結果具有使用價值。

表2 驗證試驗結果

3 結論

本研究由單因素試驗和四因素三水平的正交試驗的數據分析最終得到檸檬皮總黃酮的最佳提取工藝，結果顯示超聲波輔助提取檸檬皮總黃酮的最佳條件為：料液比1∶55、超聲溫度40℃、乙醇濃度55%、超聲時間40 min，此時總黃酮提取率最高，為14.02%。該項研究為檸檬皮總黃酮的深入開發利用提供了實驗依據。