超声辅助提取榴莲中黄酮工艺探析

楚红英，杨婷珂，娄维高，张振豪，庞宏建，陈西良

（黄河水利职业技术学院，河南 开封 475004）

超声辅助提取榴莲中黄酮工艺探析

楚红英，杨婷珂，娄维高，张振豪，庞宏建，陈西良

（黄河水利职业技术学院，河南 开封 475004）

用超声辅助法提取榴莲中黄酮，设计正交试验寻找提取黄酮的最佳提取工艺，实验结果表明，影响总黄酮提取率因素大小次序为：溶剂浓度＞提取温度＞提取时间＞液料比，最佳提取方案为30%乙醇提取、液料比3︰1、提取时间30min，提取温度为70℃。该工艺使榴莲中总黄酮的提取率为7．91mg／g。

黄酮提取工艺；超声辅助法；榴莲；正交试验；总黄酮提取率；最佳提取方案

0 引言

榴莲，又称韶子，系木棉科长绿乔木，是热带水果，素有“南洋水果之王”的美称［1］。榴莲果中含有大量的糖分、蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素、氨基酸及多种矿物质元素［2］，还含有姜黄素、2－甲基丁酸乙酯、丙酸乙酯、乙酸乙酯、丁酸乙酯、3，5－二硫杂庚烷、 二乙基二硫醚、2－甲基丁酸甲酯、3，5－二甲基－1，2，4－三硫环戊烷、乙硫醇、黄酮等化学成分［3～5］。 黄酮类化合物是存在于自然界的一大类化合物，它具有一定的药学性能，具有如降低心肌耗氧量、增加冠状动脉及脑血管流量、降血糖、抗氧化、消除体内自由基、抗衰老、增强机体免疫力等功能［6～7］。 黄酮类成分的提取方法有很多，包括溶剂提取、微波提取、超临界萃取、酶浸渍萃取、超声波提取、半仿生提取、回流、索氏提取、煎煮和渗滤等［8～10］。 超声波辅助提取法具有提取效率高、操作简单方便、无污染、节约能源等优点，适用于提取天然植物中的生物活性成分。笔者试采用超声波辅助法提取榴莲中的黄酮，分析影响其提取率的主要因素，以期得到最佳的提取工艺。

1 实验材料与仪器

1．1 材料与试剂

实验所用榴莲购于开封某超市，乙醇（AR）为天津德恩化学有限公司生产，氢氧化钠（AR）为天津市风船化学试剂有限公司生产，硝酸铝（AR）为天津市德恩试剂有限公司生产，亚硝酸钠（AR）为天津市德恩试剂有限公司生产，芦丁（化学对照品）为中国药

品生物制品检定所生产，实验用水为二次蒸馏水。其

他实验试剂均为分析纯。

1．2 仪器与设备

实验所用仪器和设备有：DZKW－4电子恒温水浴锅（河南智诚科技有限公司生产）、KQ－100E型超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司生产）、8HZD（III）型循环水真空泵（河南智诚科技有限公司生产）、PB1502－L 电子天平、TU－1810紫外可见分光光度计（北京普析通用仪器有限公司生产）、ZRD－8210电热风干燥箱 （上海智诚分析仪器制造有限公司生产）、组织捣碎机（珠海飞利浦家用电器有限公司生产）。

2 实验方法

实验采用 NaNO2－Al（NO3）3-NaOH 体系分光光度法，以芦丁为对照物，对榴莲总黄酮的含量进行测定。

2．1 标准溶液的制备

准确称取芦丁标准品（于105℃下干燥至恒重）16mg，用30%乙醇溶解并定容至50ml，摇匀，得到质量浓度为0．32mg／mL的芦丁标准溶液。

2．2 标准曲线的制作

分别吸取制备的标准溶液0．00mL、1．00mL、2．00mL、3．00mL、4．00mL、5．00mL 于6个50mL的比色管中，均加入2mL浓度（以下为体积浓度）为5%的NaNO2溶液，摇匀，再加入2mL浓度为10%的 Al（NO3）3溶液，放置5min 后，加入10mL浓度为4%的NaOH溶液，再加入浓度为30%的乙醇，摇匀、定容［8］。然后，用紫外分光光度计测量吸光度，扫描波长范围为400～800nm。以空白溶液为参比，溶液在504nm处的吸光度最高。由此确定检测波长为504nm。在此波长下，测定每个标准样的吸光度（A）。以吸光度值为纵坐标，以标准样品的浓度（C）为横坐标，绘制标准曲线，如图1所示。求得线性回归方程为：A＝0．2871C＋0．0024。 样品浓度在0～9．6mg／L 之间呈良好的线性关系，r＝0．9999，n＝7。

图1 芦丁标准曲线Fig.1 Rutin standard curve

2．3 榴莲中总黄酮的提取

工艺流程为：剥开榴莲、提取果肉→用组织捣碎机捣碎→超声提取→分离→定容→显色→测定。具体提取方法为：准确称取榴莲鲜果肉5．0000g，放入三角瓶中，加入指定溶剂，按指定的料液比、时间进行超声辅助提取，过滤，并定容至50mL容量瓶中，备用。

2．4 榴莲中总黄酮含量的测定［11～13］

准确移取榴莲中总黄酮提取液1mL于50mL比色管中，加入2mL浓度为5%的NaNO2溶液，摇匀，再加入2mL 浓度为10%的 Al（NO3）3溶液，放置5min后，加入10mL浓度为4%的NaOH溶液，再加入浓度为30%的乙醇，摇匀、定容，测定其吸光度。最后，将吸光度代入回归方程，求得榴莲中总黄酮含量。

3 结果与讨论

3．1 单因素试验

以榴莲肉为原料，以乙醇为溶剂进行黄酮的提取，分别考察溶剂浓度、液料比，提取温度、提取时间对黄酮提取率的影响。

3．1．1 液料比对榴莲中黄酮提取率的影响

准确称取5．0000g榴莲肉，在液料比为1∶1、2∶1、3∶1、4∶1、5∶1，乙醇浓度为30%，超声提取时间为20min，提取温度为40℃的条件下进行提取，然后测定并计算提取率，其结果如图2所示。由图2可以看出，提取率先随着液料比的增大逐渐提高，当液料比达到3∶1以后，再增高料液比，提取率趋于稳定。

图2 液料比对提取率的影响Fig.2 Influence of liquid-to-solid ratio to extraction efficiency

3．1．2 提取温度对榴莲中黄酮提取率的影响

准确称取5．0000g榴莲肉，在液料比为3∶1，乙醇浓度为30%，超声提取时间为20min，提取温度分别为30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃条件下的进行提取，测定并计算提取率，结果如图3所示。由图3可以看出，提取率先随温度的升高而逐渐增大，在温度为70℃时，提取率达到最高，当温度大于70℃时，提取率随温度的升高呈现下降趋势。

图3 温度对提取率的影响Fig.3 Influence of temperature to extraction efficiency

3．1．3 乙醇浓度对榴莲中黄酮提取率的影响

准确称取5．0000g榴莲肉，在液料比为3∶1，超声提取时间为20min，乙醇浓度为0%、10%、30%、50%、70%、90%，提取温度为40℃的条件下进行提取，测定并计算提取率，结果如图4所示。由图4可以看出，提取率先随着乙醇浓度增加而逐渐增大，在乙醇浓度为30%时，提取率达到最高，若再提高乙醇体积浓度，提取率反而下降。下，提取率随着提取时间增加而增大，在提取时间超过40min的条件下，提取率基本保持恒定。

图4 乙醇体积浓度对提取率的影响Fig.4 Influence of ethyl alcohol volume concentration to extraction efficiency

图5 提取温度对提取率的影响Fig.5 Influence of extraction temperature to extraction efficiency

3．1．4 提取超声时间对榴莲中黄酮提取率的影响

准确称取5．0000g榴莲肉， 在液料比为3∶1，超声 提 取 时 间 为10min、20min、30min、40min、50min、60min，乙醇浓度为30%，提取温度为40℃的条件下进行提取，测定并计算提取率，结果如图5所示。由图5可以看出，在提取时间为10～30min的条件

3．2 正交试验

根据单因素实验结果，选取溶剂浓度、液料比、提取时间、提取温度4项作为考察因素，各取3水平，即“4因素3水平”，采用 L9（34）正交试验方法，以确定榴莲肉提取黄酮的最佳条件，结果如表1所示。

表1 正交试验设计及结果Tab.1 Orthogonal test design and its result

由正交试验结果可以得出各因素对黄酮提取率的影响，其次序为A＞D＞C＞B。于是，最佳的方案是A1B3C3D3，即用浓度为30%的乙醇提取，提取温度为70℃，液料比为3∶1，提取时间为30min。

为了确定最终试验方案A1B3C3D3是否为最佳方案，按该试验条件，对榴莲中黄酮的提取方法进行3组试验，其平均提取率为7．91mg／g。

3．3 精密度试验

准确吸取正交试验中6号样品2mL于10mL比色管中，按上述操作方法测定其吸光度。连续测定6次，其吸光度值如表2所示。测得相对标准偏差RSD值为0．39%，说明仪器精密度较高。

表2 精密度测定结果Tab.2 Measurement results of precision degree

3．4 稳定性试验

准确吸取正交试验中6号样品2mL于10mL比色管中，按上述方法，每隔20min测定1次吸光度。连续测定6次，结果如表4所示。经计算，RSD值为0．12%，即样品溶液在2h内基本稳定。

表3 稳定性测定结果Tab.3 Measurement results of stability

3．5 加标回收率试验

准确移取溶液中正交试验6号样品6份，分别加入0．20mL、0．40mL、0．60mL、0．80mL、1．00mL 标液，测其吸光值，结果如表5所示。由表5可知，平均回收率为98．4%，RSD 为1．36%。

表4 加标回收率试验结果Tab.4 Test results of recovery

4 结语

本项实验，用超声辅助法提取榴莲中的黄酮类化合物，以芦丁为标准，对其含量进行了测定。通过正交试验，分析了各因素对黄酮提取率的影响，其结果为：溶剂浓度＞提取温度＞提取时间＞液料比。实验所得出的最佳提取工艺为：浓度为30%的乙醇提取、液料比为3∶1、提取时间为30min，提取温度为70℃。在此条件下，榴莲中黄酮的提取率可达7．91mg／g。

［1］ 李娜，董明，张国庆，等．响应面法优化榴莲皮中总黄酮的提取工艺［J］．食品工业科技，2011，32（9）：325－332．

［2］ 李冬梅，尹凯丹．榴莲的保健价值和加工利用［J］．中国食物与营养，2009（3） ：32－33．

［3］ 李晓雯，李静，顾正健，等．高效液相色谱法测定榴莲中的姜黄素类化合物［J］．食品安全质量检测学报，2016，7（12）：4955－4959．

［4］ 高婷婷，刘玉平，孙宝国．SPME－GC－MS分析榴莲果肉中的挥发性成分［J］．精细化工，2014，31（10）：1229－1234．

［5］ 阮尚全，黄艺，刘艳玲，等．微波协同双水相提取榴莲皮中总黄酮的工艺［J］．食品科技，2013，38（10）：228－231．

［6］ 曹志超，顾翔，苏佩清．黄酮类化合物抗氧化及其作用机制的研究进展［J］．实用临床医学，2009，13（7）：110－112．

［7］ 唐浩国．黄酮类化合物的研究［M］．北京：科学出版社，2009：1－5．

［8］ 蔡健，华景清．黄酮提取工艺进展［J］．淮阴工学院学报，2003，12（5）：82－85．

［9］ 龚丽霞，丁卓平．葎草及黄酮类化合物的研究进展［J］．安徽农业科学，2009，37（4）：1618－1620．

［10］李安林，熊双丽．接骨木茎总黄酮的提取及DPPH自由基清除活性［J］．中国食品添加剂，2010（5）：115－116．

［11］蒋益花．破铜钱总黄酮的提取工艺研究［J］．生物质化学工程，2007，41（2）：38－40．

［12］楚红英，李瑜，李华北，等．苦菜总黄酮提取与含量的测定［J］．安徽农业科学，2012，40（24）：17－19．

［13］张亮亮，陈笳鸿，汪咏梅，等．海南蒲桃叶黄酮的提取及抗氧化性研究［J］．生物质化学工程，2010，44（2）：27－30．

Q946.1

B

10．13681／j．cnki．cn41－1282／tv．2017．04．013

2017-04-10

楚红英（1973-），女，河南开封人，讲师，硕士，主要从事材料工程专业的教学与研究工作。

[责任编辑 杨明庆]