超声波辅助提取玛咖醇提物

任亚敏，刘玉青

（漯河食品职业学院，河南漯河 462300）

玛咖（Maca）是十字花科植物，起源于南美洲，常见于海拔较高的山区，其分布的海拔高度为2 500～4 450 m。玛咖的根茎营养丰富，富含碳水化合物、蛋白质及不饱和脂肪酸，可以和肉类或蔬菜一起炒熟食用，也可晾干后煮熟食用。玛咖具有保健功能，食用后可增强体力、消除焦虑。近年来，关于玛咖的保健作用多见诸报端，可见人们已经意识到了玛咖的保健功能，并且随着现代社会生活水平的提高，人们的保健意识也逐步增强，已经有越来越多的人消费玛咖保健品[1-3]。

1 材料试剂及仪器

材料为玛咖粉末。试剂为蒸馏水、无水乙醇，为国产分析纯试剂。

TDL-40B型离心机，湖南星科公司产品；B3500S-MT型超声波清洗仪，上海必能公司产品；BUCHIR-205型旋转蒸发仪，瑞士布奇有限公司产品；DZF-6050型真空干燥箱，上海精宏公司产品。

2 试验方法

2.1 超声波辅助提取玛咖醇提物

称取25 g玛咖干粉，放入500 mL三角烧瓶中；加入85%的乙醇200 mL，温度加热至70℃，利用150 W的超声波功率提取20 min，一边搅拌一边进行超声处理；然后，将提取液以转速4 000 r/min离心3 min，保留上清液；沉淀用200 mL乙醇洗涤重提。提取液以转速4 000 r/min离心3 min；合并2次提取的上清液，放到旋转蒸发仪上浓缩，得到干燥的玛咖醇提物。

2.2 微波辅助乙醇提取玛咖醇提物

超声波的能量很强大，不仅使细胞中的有效成分溶出，破坏其细胞壁，还能提高提取率。称量25 g玛咖干粉放到500 mL三角烧瓶中；加入85%乙醇200 mL，温度加热至50℃，利用520 W的微波功率提取7 min；然后，将提取液以转速4 000 r/min离心3 min，保留上清液；沉淀用200 mL乙醇洗涤重提；提取液以转速4 000 r/min离心3 min；合并2次提取的上清液，放到旋转蒸发仪上浓缩，得到干燥的玛咖醇提物。

3 单因素试验结果

3.1 乙醇体积分数对玛咖醇提物得率的影响

称取25 g玛咖干粉放到500 mL三角烧瓶中，分别加入200 mL体积分数为65%，75%，85%，95%，100%的乙醇溶液；利用200 W的超声波功率提取20 min，将提取液以转速3 000 r/min离心5 min；保留上清液，取沉淀用200 mL对应体积分数的乙醇重复提取1次，提取液以转速3 000 r/min离心5 min；合并 2次提取的上清液，旋转蒸发浓缩至一定体积，减压干燥得到玛咖醇提物。

乙醇体积分数对玛咖醇提物得率的影响见图1。

图1 乙醇体积分数对玛咖醇提物得率的影响

由图1可知，随着乙醇体积分数的提高，玛咖醇提物得率逐渐增大。当玛咖醇提物得率最高为3.2%时，此时乙醇体积分数为95%。随后乙醇体积分数继续增加，得率反而降低。因此，选用95%的乙醇体积分数为该单因素的最佳参数。

3.2 超声时间对玛咖醇提物得率的影响

在60℃的条件下，采用料液比1∶8，超声功率200 W，加入200 mL 95%乙醇的条件下，分别提取10，20，30，40，50，60 min。考查不同时间对玛咖醇提物得率的影响。

提取时间对玛咖醇提物得率的影响见图2。

图2 提取时间对玛咖醇提物得率的影响

由图2可知，在前20 min内，超声作用的效果逐渐明显，玛咖醇提物得率随着超声时间的延长而增加，20 min时达到最大值（3.2%）。当超声时间大于20 min时，玛咖醇提物得率随提取时间的增加逐渐降低。引起这种现象的原因可能是由于过热引起有效成分分解造成。因此，适宜提取时间为20 min。

3.3 超声功率对玛咖醇提物得率的影响

用95%乙醇，在超声功率为 150，200，250，300，350 W，采用料液比1∶8，提取温度60℃条件下提取20 min。研究不同的超声功率对玛咖醇提物得率的影响。

超声功率对玛咖醇提物得率的影响见图3。

图3 超声功率对玛咖醇提物得率的影响

由图3可知，在超声功率为200 W时，提取率达到最大，之后随超声功率的增大呈下降趋势。功率加大后，液体流动性增大，引发细胞壁的破坏，使得醇提物溶出。但由于超声功率的加大也会对有效成分的结构造成破坏，使提取率减少。因此，超声功率200 W是该单因素的最佳参数。

3.4 提取温度对玛咖醇提物得率的影响

用95%乙醇，在超声功率200 W，采用料液比1∶8，分别在提取温度为30，40，50，60，70，80℃条件下提取20 min。研究不同提取温度对玛咖醇提物得率的影响。

提取温度对玛咖醇提物得率的影响见图4。

图4 提取温度对玛咖醇提物得率的影响

由图4可知，随着提取温度的升高玛咖醇提物得率在不断升高，在60℃时，得率为3.3%，达到了顶峰；随后，得率略有下降。原因可能是随着温度的升高，玛咖醇提物中的部分有效成分结构不稳定，发生了分解；另外，温度过高，乙醇挥发的比较严重，也会影响玛咖醇提物的得率。因此，提取温度60℃是该单因素的最佳参数。

4 结论

根据单因素试验结果，选择乙醇体积分数、超声时间、超声功率和提取温度4个因素进行正交试验，每个因素选取3个水平，按照L9（34）进行正交试验。

超声波辅助醇提取玛咖醇提物正交试验因素水平设计见表1，超声波辅助提取玛咖醇提物正交试验结果见表2。

表1 超声波辅助醇提取玛咖醇提物正交试验因素水平设计

由表2可知，通过正交试验得出，影响玛咖醇提物得率的顺序为B＞A＞D＞C，即超声时间＞乙醇体积分数＞提取温度＞超声功率。超声波辅助乙醇提取玛咖醇提物最优的工艺组合为A2B2C1D3，此时的工艺参数为乙醇体积分数85%，超声时间20 min，超声功率150 W，提取温度70℃，与单因素试验趋势较为一致，验证得率为3.7%。

表2 超声波辅助提取玛咖醇提物正交试验结果