
超声-微波协同萃取法提取荔枝壳中多酚
赵文华1,韩淑琴1,王俊1,魏玲玲1,谢美婷1
(1中山职业技术学院,广东 中山 528404)
摘 要:采用超声-微波协同萃取法提取荔枝壳中的多酚成分。通过单因素与正交组合试验得到最佳提取工艺条件为:液固比 25%,乙醇浓度 60%,,提取温度45℃,提取时间
30min,该条件下的提得率达到了质量比1.68%。该方法环保高效。
关键词:荔枝壳;多酚;超声-微波协同提取(UMAE)
Ultrasonic-Microwave
Assisted Extraction of polyphenols from Litchi
Shell
(.Zhongshan Polytechnic,Zhongshan
528404,Guangdong,China)
Abstract:Application of Ultrasonic-Microwave assisted
extraction of the total polyphenol from Litchi shell was studied .Single effect
factor and Orthogonal experiment were designed. The result showed the optimal
processing parameters are: ethanol concentration 60 %, liquid-Solid
ratio 25,extract temperature 45℃, extract
time 60 mins,. under above conditions the highest polyphenol extraction rate
was %.
Key words:Litchi shell; polyphenols; UMAE
基金项目:中山市科技计划项目(项目编号:20123A340)
作者简介:赵文华(1980—),女,硕士,讲师,研究方向为物质分析,天然产物提取和应用
荔枝(LitchichinensisSonn.),无患子科荔枝属(Litchi)植物,分布于北纬18°~31°范围内,在我国主要产区为广东、广西、福建、海南等地。据,我国荔枝种植面积800余万亩,年产量约200万t[1],在产期集中、销路不畅以及保鲜困难的情况下,大量荔枝烂市。而据文献报道荔枝中含有大量的生物碱、多酚、多酚等生物活性成分[2-3]可用于食品和制药等行业,废弃的壳和核也含有诸多类似成分[4-5]。如采用高效低成本的方法提取其中的多酚类物质,将极大挖掘荔枝的潜在经济价值。超声-微波协同萃取法结合了超声与微波的提取特点,是目前比较新颖的一种提取技术,对天然产物有效活性成分的提取有很好的效果[6],本文采用该方法对荔枝壳中多酚成分进行了提取,效果良好。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
荔枝壳:市售荔枝;95 %乙醇(分析纯):广东光华化学厂有限公司;没食子酸标准品:阿拉丁化学有限公司,其他试剂均为分析纯。CW-2000 型超声-微波协同萃取仪:中国上海新拓微波溶样测试技术有限公司;紫外可见分光光度计 T6 新世界:北京普析通用仪器有限责任公司;RE-2000B 旋转蒸发仪:上海一科仪器有限公司;DHG-9245A 型电热鼓风干燥箱:上海一恒科学仪器有限公司。
1.2样品处理
荔枝样品洗净烘干,去除核和肉,留壳粉碎。取荔枝壳粉末约 5 g,浸泡2小时,备用。
1.3没食子酸标准溶液的绘制
精确称取干燥至恒重的没食子酸标准品配置成浓度100 ug/mL 的没食子标准溶液,冷藏备用。
1.4 UMAE 法提取荔枝壳总多酚工艺条件的优化
采用超声-微波协同萃取法以乙醇溶液为溶剂提取荔枝壳总多酚。按照单因素法对提取时间、提取温度、固液比、乙醇浓度浓度等多个因素对多酚提得率的影响进行研究。
从单因素实验结果综合分析选取对提取率、提取成本和提取效率影响较大的溶剂浓度、液固比、提取时间 和提取温度4个单因素,每个因素3个最佳水平设计正交试验,探究各提取条件对荔枝壳总多酚提得率的影响,其他条件取单因素实验中得到的最佳条件,通过正交分析得出最佳提取工艺条件组合。
1.5荔枝壳总多酚提得率的计算
对荔枝壳总多酚超声微波提取液进行吸光度测定,由回归方程计算求得总多酚含量,进而根据溶液体积计算出提取得到的荔枝壳总多酚量,根据下列公式计算荔枝壳总多酚提得率。荔枝壳总多酚提得率=(总多酚提得量/荔枝壳质量)×100 %。
2 实验部分
2.1. 波长的选择
取样品液适量,在1 %碳酸钠溶液存在的碱性条件下,经福林-酚显色后,以试剂为空白参比液在700-800 nm 波长范围测定络合物的吸光度,络合物于 760 nm 波长处有最大吸收,故测定时选用此波长。
2.2 标准曲线
分别准确量取 0.25、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0mL 没食子酸标准溶液于7 支 50 mL 的比色管中,以蒸馏水定容至刻度,以试剂作空白参比液,在波长为 760 nm 下测定吸光度。以没食子酸浓度 C(mol/L)为横坐标,以吸光度 A(Abs.)为纵坐标,绘制标准曲线。得标准曲线方程为:A=0.0856C+0.0123(R2=0.9995)。标准曲线见图1.
图1 没食子酸标准曲线图
Fig.1 The
standard curve of gallic acid
2.3 单因素实验
准确称取5g荔枝粉,置于100mL平底烧瓶中,按提取时间2.5min,7.5min,15min,30min,45min,60min进行提取,得到提取时间对多酚提得率的影响见图 2。可知,随着提取时间的增加,提得率呈缓慢增长后降低的趋势,30min后提得率开始明显下降。提取过程中随着提取时间的增加,温度也会提高,导致溶液沸腾,最后有可能得不到溶液,因此本实验每个时间段都是间歇进行的。
图2 提取时间对多酚提取率的影响
Fig.2 Effects of extraction time on the extraction
of polyphenols
按照固液比14%,17%,20%,25%,33%的比例进行提取实验,其影响见图2。由图2可知,随着液固比的增加,多酚的提得率逐渐变大。25%时达到最佳。
图2固液比对多酚提取率的影响
Fig. 2. Effect of solid-liquid ratio on the extraction
rate of polyphenols
按照乙醇浓度30%,40%,50%,60%,70%进行提取实验。乙醇浓度对多酚提得率的影响见图3。由图3 可知,在乙醇浓度为60%时,多酚的提取率最高。而当乙醇浓度超过40%即有微沸情况出现,继续增大时爆沸加剧,同时脂溶性物质溶出量也逐渐增大,杂质增多,干扰因素也随之增加,从而使提得率有所减小。
图3.乙醇浓度对多酚提的率的影响
Fig
3. Effects of ethanol concentration on the extraction rate of polyphenols
按照提取温度35℃,40℃,45℃,50℃,55℃,60℃,65℃,70℃进行提取实验,研究提取温度对多酚提取率的影响,结果见图4。由图4
可见,随着温度的升高,多酚提得率呈缓慢上升的趋势,但55℃之后,提得率明显下降,这是因为从50℃开始,就出现了轻微爆沸的情况,温度升高,爆沸加剧,溶剂损失严重,故提得率显著下降。
Fig 4 Effects of temperature on the extraction rate
of polyphenols
2.4 正交试验设计
在上述单因素实验基础上选择影响较大的提取时间、液固比、乙醇浓度、提取温度为考虑因素,选择每个因素的最佳 3 个水平,以多酚的总提得率为指标,做 L9(43)正交试验。
表1 正交实验因素/水平表
Table 1 .Facters and levels of orthogonal
test
水平 |
因素 |
|||
固液比% |
乙醇浓度% |
提取温度℃ |
提取时间min |
|
1 |
17 |
40 |
45 |
10 |
2 |
20 |
50 |
50 |
15 |
3 |
25 |
60 |
55 |
30 |
表2.L9(43)正交试验设计及结果
Table
3 Results of L9(43)orthogonal test
实验编码 |
固液比% |
乙醇浓度% |
提取温度℃ |
提取时间min |
提得率% |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1.18 |
2 |
1 |
2 |
2 |
2 |
1.12 |
3 |
1 |
3 |
3 |
3 |
1.36 |
4 |
2 |
1 |
2 |
3 |
1.63 |
5 |
2 |
2 |
3 |
1 |
1.64 |
6 |
2 |
3 |
1 |
2 |
1.63 |
7 |
3 |
1 |
3 |
2 |
1.09 |
8 |
3 |
2 |
1 |
3 |
1.12 |
9 |
3 |
3 |
2 |
1 |
1.31 |
Ⅰ |
1.013 |
1.367 |
0.997 |
|
|
Ⅱ |
1.083 |
1.097 |
1.197 |
|
|
Ⅲ |
1.113 |
1.127 |
1.137 |
|
|
Ⅳ |
1.147 |
1.070 |
1.160 |
|
|
R |
0.370 |
0.113 |
0.023 |
0.090 |
|
由表2分析结果可知,各因素对提得率影响顺序为:A>B>D>C,其中固液比的影响最大,提取温度的影响最小。根据正交分析可知,提取条件的最佳组合为A2B3C3D3,综合考虑实验爆沸情况(50℃以上爆沸出现)和能源损耗综合考虑,提取温度可采用较低温45℃,即选择A2B3C3D1。这一组合没有出现在正交设计的9和组合中,因此将A2B3C3D1组合和正交实验中提取率最高的A2B2C3D1比较,提取率为1.68%,略高于后者。因此,正交试验得出 UMAE 法提取龙眼壳总黄酮最佳方案为 A3B3C3D1,即液固比 25%,乙醇浓度 60 %,提取时间30min,提取温度45℃。
参考文献
[1]庞新华,张继,张宇.我国荔枝产业的研究进展及对策.农业研究与应用.2014, 153(4)58-66.
[2] 张粹兰, 张名位,廖森泰. 荔枝果肉不同极性多酚提取及其抗氧化活性比较.华南师范大学学报( 自然科学版),2014,(4)16:120
[3]冯卫华,于立梅,秦艳荔枝果肉多酚的提取与分离.食品研究与开发2012,33(7)48:52
[4] 熊何健,卢玉兰荔枝壳中多酚氧化酶活性研究.食品科学2006, 27(12)182:184
[5]颜仁梁,刘志刚.荔枝核多酚类物质的分离与鉴定.中药材. 2009, 32( 4) 522:523
[6] 韩淑琴,李志锐,朱学良.超声-微波协同萃取法提取龙眼壳总黄酮.食品研究与开发.2014,35(7)30:33
订阅方式:
①在线订阅(推荐):www.sdchem.net.cn
②邮局订阅:邮发代号24-109
投稿方式:
①在线投稿(推荐):www.sdchem.net.cn
作者只需要简单注册获得用户名和密码后,就可随时进行投稿、查稿,全程跟踪稿件的发表过程,使您的论文发表更加方便、快捷、透明、高效。
②邮箱投稿:sdhgtg@163.com sdhg@sdchem.net
若“在线投稿”不成功,可使用邮箱投稿,投稿邮件主题:第一作者名字/稿件题目。
投稿时请注意以下事项:
①文前应有中英文“题目”、“作者姓名”、“单位”、“邮编”、“摘要”、“关键词”;
②作者简介包括:姓名、出生年、性别、民族、籍贯或出生地、工作单位、职务或职称、学位、研究方向;
③论文末应附“参考文献”,执行国标GB/T7714-2005标准,“参考文献”序号应与论文中出现的顺序相符;
④注明作者的联系方式,包括电话、E-mail、详细的通讯地址、邮编,以便联系并邮寄杂志。
欢迎投稿 答复快捷 发表迅速