山竹果皮中總黃酮的提取研究

王永仕，陳燕萌，韋慶靈

（1.來(lái)賓市檢驗(yàn)檢測(cè)中心，廣西來(lái)賓 546100；2.廣西科技師范學(xué)院，廣西來(lái)賓 546100）

山竹是東南亞熱帶水果，受到很多人的喜愛(ài)。山竹的果實(shí)含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，可為人體提供多種維生素、脂肪酸以及糖類。山竹果皮為不可食用部分，一般被視為農(nóng)業(yè)廢棄物。近年來(lái)，人們逐漸發(fā)現(xiàn)山竹果皮的功效和價(jià)值，若能將山竹果皮中的各種有效成分提取并加以利用，就能研發(fā)出更多優(yōu)質(zhì)的新產(chǎn)品，如山竹果的研發(fā)利用中，于立梅[1]研究了山竹果酒的發(fā)酵過(guò)程中各物質(zhì)的變化情況，闡述了果酒發(fā)酵過(guò)程中黃酮、多酚和糖的含量動(dòng)態(tài)變化，研究比較了帶殼山竹果酒發(fā)酵與不帶殼山竹果酒發(fā)酵的黃酮含量在發(fā)酵中的動(dòng)態(tài)變化，得出帶殼山竹果酒中的黃酮含量在發(fā)酵結(jié)束后遠(yuǎn)高于不帶殼山竹果酒的黃酮含量，證明了山竹果皮在食品研發(fā)中的價(jià)值。

山竹又稱山竺、莽吉柿、鳳果、山竹子、倒捻子，被子植物門、藤黃科、藤黃屬常綠喬木山竹的果實(shí)，盛產(chǎn)于我國(guó)廣東省、廣西、福建省和海南省[2-5]。其果皮含有豐富的花色苷、黃酮、多酚、氧雜蒽酮和有機(jī)酸等化合物，從山竹中分離的化學(xué)成分約有114種，具有較高的藥用價(jià)值，被廣泛應(yīng)用于腹痛、腹瀉、痢疾、化膿、感染性創(chuàng)傷腫瘤、感染性創(chuàng)傷、慢性潰瘍和淋病等疾病的治療[6]。本試驗(yàn)以山竹果皮為研究對(duì)象，以乙醇為提取溶劑，采用正交試驗(yàn)優(yōu)化山竹果皮總黃酮的醇提法提取工藝，確定最佳的提取工藝條件。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

山竹果皮（超市購(gòu)買）；無(wú)水乙醇（分析純，成都市科隆化學(xué)品有限公司）；蘆丁（純度≥98%，安徽酷爾生物工程有限公司）；氫氧化鈉（優(yōu)級(jí)純，天津市大茂化學(xué)試劑廠）；硝酸鋁（分析純，廣東省臺(tái)山市化工廠）；亞硝酸鈉（分析純，廣東省臺(tái)山市化工廠）。

1.2 儀器與設(shè)備

分析天平（FA2004，深圳林濤儀器有限公司）；電熱鼓風(fēng)干燥箱（GZX-GF101-3-BS，上海躍進(jìn)）；紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)（UV-26000，日本島津）；粉碎機(jī)（FW177-高速萬(wàn)能型，Taisite/泰斯特）；恒溫水浴鍋（LB801-2，江蘇省金壇市醫(yī)療）；離心機(jī)（H1850型，長(zhǎng)沙湘儀離心機(jī)儀器有限公司）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 樣品制備

將新鮮的山竹果皮洗干凈后放入電熱鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)，設(shè)置溫度為60 ℃進(jìn)行烘干，烘干后將山竹果皮置于粉碎機(jī)內(nèi)粉碎，過(guò)60目篩，保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 總黃酮的提取

準(zhǔn)確稱取0.10 g已處理的山竹果皮粉末于錐形瓶中，分別加入不同體積、不同濃度的乙醇溶液，蓋上橡膠塞，設(shè)置溫度梯度、時(shí)間梯度進(jìn)行浸泡靜置處理，每隔10 min搖勻一次，獲得黃酮粗提取液。吸取上清液于離心管中5 000 r·min-1離心15 min，取0.5 mL上清液于25 mL容量瓶中，加入2 mL 5%的NaNO2溶液，搖勻，放置5 min后加入2 mL 10%的Al(NO3)3溶液，搖勻，靜置6 min后加入10 mL 1 mol·L-1的NaOH溶液，搖勻，用30%乙醇溶液定容至刻度，搖勻，靜置10 min，得到黃酮提取液。

1.3.3 單因素試驗(yàn)

（1）設(shè)置不同的提取料液比（[1∶70（g∶mL）、1∶80（g∶mL）、1∶90（g∶mL）、1∶100（g∶mL）和1∶110（g∶mL）]，加入濃度為60%的乙醇溶液，在50 ℃恒溫水浴加熱下提取30 min，研究料液比對(duì)黃酮提取率的影響。

（2）固定優(yōu)化后的料液比，加入60%的乙醇溶液，在50 ℃恒溫水浴加熱下分別提取10 min、20 min、30 min、40 min和50 min，研究提取時(shí)間對(duì)黃酮提取率的影響。

（3）固定優(yōu)化后的料液比，加入濃度分別為40%、50%、60%、70%和80%的乙醇溶液，50 ℃恒溫水浴加熱，固定優(yōu)化后的提取時(shí)間，研究乙醇濃度對(duì)黃酮提取率的影響。

（4）固定優(yōu)化后的料液比、乙醇濃度、提取時(shí)間，分別在50 ℃、60 ℃、70 ℃、80 ℃和90 ℃的恒溫水浴鍋中加熱提取，研究提取溫度對(duì)黃酮提取率的影響。

1.3.4 正交試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)料液比（A）、提取時(shí)間（B）、提取溫度（C）、乙醇濃度（D）4個(gè)因素進(jìn)行進(jìn)一步的探究，選用L9(34)正交試驗(yàn)表進(jìn)行試驗(yàn)，正交試驗(yàn)因素及水平見(jiàn)表1。

表1 正交試驗(yàn)因素及水平

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 最佳提取料液比的確定

由表2可知，料液比為1∶70（g∶mL）時(shí)，黃酮的提取率較低，當(dāng)乙醇用量逐漸增加，黃酮的溶出量逐漸增加，提取率隨之升高；當(dāng)料液比為1∶90（g∶mL）時(shí)，黃酮提取率最高，此后繼續(xù)增加乙醇用量，黃酮的提取率反而下降。因此，最佳提取料液比為1∶90。

表2 不同提取料液比對(duì)黃酮提取率的影響

2.1.2 最佳提取時(shí)間的確定

由表3可知，黃酮提取率隨提取時(shí)間的延長(zhǎng)呈先升高后降低的趨勢(shì)。提取時(shí)間為30 min時(shí)，黃酮提取率最高，繼續(xù)延長(zhǎng)提取時(shí)間，黃酮提取率反而下降，原因是提取時(shí)間過(guò)短時(shí)黃酮未全部溶出到提取液中，提取時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)提取液溶質(zhì)乙醇的揮發(fā)量增加，導(dǎo)致乙醇濃度下降使得原來(lái)已溶出的黃酮重新析出，黃酮提取率下降。因此，最佳提取時(shí)間為30 min。

表3 不同提取時(shí)間對(duì)黃酮提取率的影響

2.1.3 最佳乙醇濃度的確定

由表4可知，黃酮提取率隨乙醇濃度的升高呈先升高后降低的趨勢(shì)。乙醇濃度為60%時(shí)，黃酮提取率最高，此后繼續(xù)提高乙醇濃度，總黃酮的提取率急劇下降。導(dǎo)致總黃酮提取率下降的原因可能是乙醇體積分?jǐn)?shù)過(guò)高時(shí)，會(huì)溶出醇溶性的雜質(zhì)脂類物質(zhì)，從而影響了黃酮的提取率。因此，提取黃酮的最佳乙醇濃度為60%。

表4 不同乙醇濃度對(duì)黃酮提取率的影響

2.1.4 最佳提取溫度的確定

由表5可知，黃酮提取率隨提取溫度的升高呈先升高后降低的趨勢(shì)。提取溫度為70 ℃時(shí)，黃酮提取率最高，提取溫度超過(guò)70 ℃后，黃酮提取率迅速下降，原因可能是乙醇沸點(diǎn)為78.5 ℃，提取溫度超過(guò)提取劑沸點(diǎn)后，乙醇迅速蒸發(fā)，使得提取液中的乙醇濃度降低，山竹果皮中的黃酮無(wú)法溶出，或者已經(jīng)溶出了的黃酮在乙醇濃度下降后，重新從提取液中析出，導(dǎo)致提取液中黃酮的量減少，黃酮提取率下降。因此，最佳提取溫度為70 ℃。

表5 不同提取溫度對(duì)黃酮提取率的影響

2.2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

正交試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。由R值可知，對(duì)山竹果皮中總黃酮提取率影響的主次因素關(guān)系為C（提取溫度）＞D（乙醇濃度）＞B（提取時(shí)間）＞A（料液比）。根據(jù)k值得最優(yōu)組合為A2B1C1D1，根據(jù)黃酮提取率指標(biāo)最優(yōu)組合為A3B3C2D1。對(duì)A2B1C1D1組合進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，測(cè)定3組平行試驗(yàn)，平均黃酮提取率為9.05%，高于A3B3C2D1組合。因此，確定乙醇提取法的最佳提取方案為乙醇濃度50%、提取溫度60 ℃、提取時(shí)間20 min、提取料液比1∶90（g∶mL）。

表6 正交試驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié)論

本文以山竹果皮為原料，設(shè)計(jì)單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)考察提取時(shí)間、提取溫度、料液比、乙醇濃度對(duì)山竹果皮總黃酮提取率的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，乙醇提取法的最佳提取方案為乙醇濃度50%、提取溫度60 ℃、提取時(shí)間20 min、提取料液比1∶90（g∶mL），得到山竹果皮中黃酮的提取率為9.05%。