超声波法辅助提取香蕉皮中黄酮的工艺研究

翟硕莉

（衡水学院生命科学系，河北衡水053000）

超声波法辅助提取香蕉皮中黄酮的工艺研究

翟硕莉

（衡水学院生命科学系，河北衡水053000）

以乙醇为提取剂，采用超声波辅助法研究香蕉皮中总黄酮的提取工艺。通过单因素和正交试验研究，结果表明，影响总黄酮提取效果的主要因素是乙醇浓度，其次是提取温度和料液比，最佳提取工艺条件为：乙醇浓度为60％，超声功率为400W，超声温度60℃，料液比1∶30（g/mL），超声时间30min。

香蕉皮；超声波提取；总黄酮

香蕉是我国的四大水果（苹果、香蕉、梨、柑桔）之一，香蕉皮占香蕉重量的35％～41％[1]，香蕉皮中富含膳食纤维、蛋白质、糖类、矿物质、多种维生素等营养成分以及总黄酮类化合物、多酚氧化酶、挥发油等多种活性成分[2-3]，具有较高的营养价值和保健作用。一直以来，在水果加工和鲜食的过程中，水果果皮都未被重视。鲜食或深加工后的果皮几乎都被丢弃，即污染环境又浪费资源。目前对香蕉皮的深加工利用主要是主要集中于果胶和多酚类物质提取以及饲料的生产，有关香蕉皮中总黄酮类物质的提取的报道极少。因此本实验主要采用超声波辅助法对香蕉皮中的总黄酮类物质作了研究，以期对香蕉皮的综合利用提供参考数据。

1 材料与方法

1.1 材料

香蕉：市售；芦丁：中国药品生物制品检定所；无水乙醇、亚硝酸钠、硝酸铝、氢氧化钠均为分析纯。

1.2 仪器

TU1901型紫外可见分光光度计：北京普析通用设备有限公司；DL-102A电热鼓风干燥箱：江苏东台县电器厂；FA1004N电子天平：石家庄金凌仪表化玻有限公司；KQ-250D超声波仪：昆山市超声波仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 原料预处理

香蕉皮切片，烘干，粉碎过40目筛，备用。

1.3.2 芦丁标准曲线的制备

精确称取芦丁标准品10mg，置于50mL量瓶中，加60％vol乙醇溶解并稀释至刻度，摇匀，即得芦丁标准溶液。采用硝酸铝络合分光光度法测定总黄酮[4]，得到芦丁浓度与吸光度关系的回归方程为：y=10.922x-0.001 4，R2=0.999 3。

1.3.3 方法

总黄酮的提取方法：待测样品，加石油醚脱脂，待溶剂挥发完后，精密称取2 g脱脂样品于50mL锥形瓶中，加入一定浓度的乙醇溶液，超声波辅助提取一定时间，趁热过滤，用相应浓度的乙醇定容至100mL，摇匀。制得马齿苋总黄酮提取液，待测。

总黄酮的测定方法：取1 mL总黄酮提取液于10mL容量瓶中，余下的步骤与芦丁标准曲线的制备方法相同。测得吸光值，代入标准曲线的回归方程，得到总黄酮的含量。

总黄酮最佳工艺条件的确定：选取乙醇浓度、超声功率、超声温度、料液比、超声时间为研究因素进行单因子试验，在单因子试验的基础上，进行多因子正交试验，获得超声波辅助提取香蕉皮中总黄酮类物质的最佳工艺参数。

1.3.4 总黄酮萃取率的计算

总黄酮提取率=提取总黄酮质量/香蕉皮原料的质量×100％

2 结果与分析

2.1 单因子试验考察

2.1.1 乙醇浓度对总黄酮提取效果的影响

称取香蕉皮2 g，置于圆底烧瓶中超声波提取，选定超声功率为500W，超声时间为30min，超声温度为60℃，料液比1∶20（g/mL）。考察乙醇浓度40％～80％之间时，总黄酮提取率的变化情况，试验结果见图1。

图1 乙醇浓度对总黄酮提取率的影响Fig.1 Effect of ethanol concengtration on extraction ratio

由图1可知，乙醇浓度在60％时，提取率最大。

2.1.2 料液比对总黄酮提取效果的影响

称取香蕉皮2 g，置于圆底烧瓶中超声波提取，选定乙醇浓度70％，超声功率为500W，超声时间为30 min，超声温度为60℃，考察料液比1∶10（g/mL）～ 1∶50（g/mL）之间时，总黄酮提取率的变化情况，试验结果见图2。

图2 料液比对总黄酮萃取率的影响Fig.2 Effect of ratio of solid to liquid on extraction ratio

由图2可知，料液比越大，提取率越大，当料液比超过1∶30（g/mL）时，提取率的增加趋缓。

2.1.3 超声温度对总黄酮提取效果的影响

称取香蕉皮2g，置于圆底烧瓶中超声波提取，选定乙醇浓度70％，超声功率为500W，超声时间为30min，料液比1∶20（g/mL），考察超声温度在30℃～80℃之间时，总黄酮提取率的变化情况，试验结果见图3。

图3 超声温度对总黄酮萃取率的影响Fig.3 Effect of ultrasonic temperature on extraction ratio

由图3可知，温度从30℃升至60℃时，总黄酮提取率呈快速增加趋势，当超声温度高于60℃时，提取率增加缓慢，并且之后有下降趋势。

2.1.4 超声功率对总黄酮提取效果的影响

称取香蕉皮2 g，置于圆底烧瓶中超声波提取，选定乙醇浓度70％，超声温度为60℃，超声时间为30min，料液比1∶20（g/mL），考察超声功率在100W～500W之间时，总黄酮提取率的变化情况，试验结果见图4。

图4 超声功率对总黄酮萃取率的影响Fig.4 Effect of ultrasonic power on extraction ratio

由图4可知，超声功率从100W升至300W时，功率越高，总黄酮含量越高，当功率大于300W后，进一步增加超声功率，总黄酮提取率反而缓慢下降。

2.1.5 提取时间对总黄酮提取效果的影响

称取香蕉皮2 g，置于圆底烧瓶中超声波提取，选定乙醇浓度70％，提取功率为500W，超声温度为60℃，料液比1∶20（g/mL），考察超声时间在10min～50min之间时，总黄酮提取率的变化情况，试验结果见图5。

由图5可知，随超声时间的延长，总黄酮得率逐渐增加，但当超过30min时，呈下降趋势。

2.2 正交试验

在单因素的基础上，采用L16（4）5进行正交试验，借助Spss软件进行结果分析。因素水平选取见表1，正交分析表见表2，方差分析结果如表3。

图5 提取时间对总黄酮萃取率的影响Fig.5 Effect of ultrasonic time on extraction ratio

表1 试验的因素及水平TabIe1 Factors and levels of experiment

表2 L16（45）正交试验结果与分析Table2 L16（45）orthogonal experiment results and analysis

表3 正交试验的方差分析Table3 Variance analysis of orthogonal experiment

由表2，表3可得出，通过极差分析，5个因素对总黄酮萃取率影响大小顺序为乙醇浓度＞温度＞料液比＞时间＞功率。通过方差分析结果可知，乙醇浓度对提取结果表现为极显著性影响，超声温度和料液比表现为显著性影响。由k值的大小可知，超声波辅助提取总黄酮的最佳工艺为A3B3C3D2E2，即乙醇浓度为60％，超声功率为400W，超声温度60℃，料液比1∶30（g/mL），超声时间30min。采用最佳工艺进行试验，获得的香蕉皮中总黄酮提取率达到2.97％。

3 讨论

近年来超声波辅助提取法逐步应用于总黄酮类物质的萃取，对香蕉皮进行超声波处理，利用超声波的空化作用产生的剪切力破碎细胞，加速植物材料中有效成分溶出，从而增加有效成分的提取率、缩短提取时间，整个过程在较低的温度下操作，避免高温对提取成分的影响[5-6]，提高香蕉皮中总黄酮的提取率。通过本试验的研究得到的最佳工艺配比说明采用该法提取香蕉皮中的总黄酮是可行的，并且具有省时、节能的优点。

[1]鲍金勇,赵国建,杨公明．我国水平果品的利用现状和前景[J]．食品研究与开发,2005,26(6):186-190

[2]宋维春,徐云升．香蕉皮的综合利用研究[J]．琼州大学学报,2005, 12(5):38-40

[3]李仁茂,陈蓉,萧志成．粤西地区四种香蕉皮的成份分析[J]．湛江师范学院学报,2001,22(6):42-45

[4]李香兰,王仲英．马齿苋不同部位总黄酮含量的测定[J]．光谱实验室,2004,21(5):898-900

[5]王倩,常丽新,唐红梅．总黄酮类化合物的提取分离及其生物活性研究进展[J]．河北理工大学学报:自然科学版,2011,33(1):110-115．

[6]张斌,许莉勇．超声萃取技术研究与应用进展[J]．浙江工业大学学报,2008,36(5):558-561

Study on Extraction Technology of Flavonoids from Banana Skin

ZHAI Shuo-li
（Department of Biology，Hengshui University，Hengshui053000，Hebei，China）

The experiment studied ectraction of flavonoids of banana skin，which used ethanol as extracting solwent and employ ultrasonic-assisted extraction.The results showed that ethanol concengtration was the main influencing factor，next was ultrasonic temperature and ratio of solid to liquid.The optimum extracting conditions were ethanol concentration 60％，ultrasonic power 400W，ratio of solid to liquid 1∶30（g/mL），ultrasonic temperature60℃，ultrasonic time30min.

banana skin；extraction technology；flavonoids

10.3969/j.issn.1005-6521.2014.04.008

2013-08-12

翟硕莉（1982—），女（汉），讲师，硕士，研究方向：食品分析及食品微生物。