馬 戎,裴威振

(福建師范大學 閩南科技學院,福建 泉州 362332)

柚子皮中黃酮化合物的提取及抗氧化性研究

馬 戎,裴威振

(福建師范大學 閩南科技學院,福建 泉州 362332)

柚子皮中總黃酮化合物的最優(yōu)提取工藝為微波功率400 W,提取時間5 min,乙醇濃度85%,物料比25:1．并對其抗氧化性進行了研究,結果表明,柚子皮中總黃酮化合物對氫氧自由基有較好的清除作用,與柚子皮中總黃酮化合物的濃度有一定的關系．

柚子皮; 總黃酮化合物; 抗氧化性

0 引言

我國是產柚大國,柚子的年均產量約為547 000噸,而其中約占柚子重量20%～30%的柚子皮往往被丟棄,不僅污染環(huán)境,更重要的是浪費了潛在其中的營養(yǎng)和藥用價值資源[1]．柚皮中含有一種生理活性物質黃酮類化合物,可以降低血液的黏稠度,減少血栓的形成預防心血管疾病、抗癌等作用[2],具有較高的藥用價值．

黃酮化合物的提取方法有很多,例如堿性水或堿性稀醇提取法,超聲波提取法等．本課題研究微波提取柚子皮中總黃酮的工藝方法,以尋找最優(yōu)提取工藝,并對提取物的抗氧化性進行測試,不僅豐富了柚子皮的研究內容而且對柚子皮的深加工,藥用價值,廢棄資源回收再利用等有積極作用,對推進我國農副產品深加工具有一定的現(xiàn)實意義．

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

實驗原料:柚子(漳州平和琯溪蜜柚)．

實驗試劑:無水乙醇、氯仿、亞硝酸鈉、硝酸鋁、硫酸亞鐵、過氧化氫、水楊酸均為分析純; 蘆丁標準品(上海源葉生物科技有限公司)．

實驗儀器:YP601N電子天平;JP-100A-2型高速多功能粉碎機; WBFY-205型微電腦微波化學反應器;RE-200A型旋轉蒸發(fā)器;Uv756CRT紫外可見分光光度計．

1.2 實驗方法

1.2.1 柚子皮預處理

選擇色澤較好,無腐爛和霉變的柚子,表面清洗,剝皮,切塊,洗滌3次;而后與蒸餾水混合沸騰5 min,將原果膠酶分解．沸騰后的柚子皮,取出在太陽下晾曬4 h,然后在干燥箱中,55℃干燥12 h;將干燥的柚子皮用多功能粉碎機粉碎,保存?zhèn)溆茫?/p>

1.2.2 微波提取

取3g柚子皮粉末,根據一定的物料比,加入一定濃度的乙醇溶液并充分搖勻,進行微波提取．微波提取后,將粗液減壓抽濾,抽濾過程中加入5 mL,20%的乙醇洗滌濾渣,收集濾液．將濾液旋轉蒸發(fā)至無醇味,收集燒瓶中的溶液倒入分液漏斗中,以45 mL氯仿分3次加入,除去溶液中的脂溶性物質,待溶液分層后,收集上層溶液,待測．

1.2.3 標準曲線繪制和吸光度測定

1)吸收波長的選擇

將蘆丁標準品與柚子皮提取溶液稀釋后,以乙醇為空白對照,用分管光度計在200～600 nm的范圍內進行波長掃描,結果表明,標準品和提取液均在510 nm處有最大吸收,故確定510 nm為檢測波長．

2)蘆丁標準曲線繪制

準確稱取0.01 g蘆丁標準品,用體積分數(shù)為70%的乙醇溶解并定容50mL溶液,分別取0.0,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0和6.0 mL的標準液于25.0 mL容量瓶中,加入5%NaNO21.0 mL搖勻,放置8 min,然后加入1.0 mL 10% Al(NO3)3震蕩均勻,放置8 min,最后加入10.0 mL 1 mol/L NaOH,震蕩搖勻至顯色,用蒸餾水定容至標準刻度．以蒸餾水代替待測液做空白對照,510 nm處測定溶液吸光度,并繪制出標準曲線,得到蘆丁標準曲線的線性回歸方程為：A=1.8393C-0.0053,R2=0.9997．

測定提取液中黃酮的含量．取1.0 mL的黃酮提取液,定容至25.0 mL的容量瓶中,顯色．在波長510 nm下測定吸光度,根據標準曲線方程得出提取液濃度C,再計算總黃酮含量和樣品提取率．

2 結果與討論

2.1 單因素對黃酮產率的影響

2.1.1 微波功率對柚子皮總黃酮提取率的影響

稱取3 g柚子皮粉末,按照20:1的物料比,加入80%的乙醇,在不同微波功率下提取5 min,實驗結果如圖1．根據實驗結果分析表明,隨著微波功率增大溶液溫度升高的速度加快,功率增加使溶液溫度過高不利于總黃酮化合物的提?。⒉üβ?00 W時利于柚子皮中總黃酮化合物的提?。?/p>

圖1 微波功率對提取率的影響

圖2 微波提取時間對提取率的影響

2.1.2 微波時間對柚子皮總黃酮提取率的影響

稱取3 g柚子皮粉末,按照20:1的物料比,加入80%的乙醇,在400 W微波功率的條件下,以不同的時間提取,實驗結果如圖2．微波提取1～3 min時間段內,總黃酮提取率隨著微波時間增加顯著提高,4～5 min區(qū)間內微波提取率隨時間增加提高緩慢,在5 min時達到最高提取率4.93%,隨后在5～7 min中的時間段內,隨著時間增加總黃酮提取率下降明顯,1～5 min區(qū)間內總黃酮提取率隨時間增加而升高,而后5～7 min內由于微波時間太長,可能導致提取物分解,提取率下降明顯．

2.1.3 乙醇濃度對柚子皮總黃酮提取率的影響

稱取3 g柚子皮粉末,按照20:1的物料比,加入不同濃度的乙醇,在400 W微波功率的條件下,微波提取5 min,實驗結果如圖3．柚子皮中總黃酮化合物的提取率與乙醇濃度有密切關系并隨著其增加而不斷提高,當乙醇濃度分數(shù)為85%時達到提取率的最大值,當乙醇濃度分數(shù)超過85%后提取率明顯下降．

圖3 乙醇濃度對提取率的影響

圖4 物料比對提取率的影響

2.1.4 液料比對柚子皮總黃酮提取率的影響

稱取3 g柚子皮粉末,設置不同的物料比,加入80%的乙醇,在400 W微波功率的條件下,微波提取5 min,實驗結果如圖4．隨著物料料比增加提取率不斷提高,當物料比超過25:1,總黃酮化合物提取率開始下降．在物料比為25:1時,比較利于柚子皮總黃酮化合物的提取．

2.2 正交實驗結果分析

表1 正交試驗結果分析

根據單因素實驗結果可以得出,影響柚子皮總黃酮化合物提取率的4個主要因素有微波功率、微波提取時間、乙醇濃度、物料比．對上述4個因素進行L9(34)正交試驗設計(表1)．通過表1正交試驗結果可以得出柚子皮中總黃酮化合物提取的最優(yōu)工藝條件為A3B3C3D2,即微波功率400 W、微波提取時間5 min,乙醇濃度85%,物料比25:1的條件下達到最大提取率為6.72%．

2.3 微波協(xié)同與其他提取法的比較

用微波提取的方法,如表2所示,與其他提取方如傳統(tǒng)回流冷凝法和超聲波提取法相比不僅節(jié)約了提取時間,減少了能量消耗,產物的顏色也比較淺,而且提取率相比其他方法要高出很多．

表2 微波提取法與其他提取法的比較

2.4 柚子皮總黃酮的抗氧化性研究

2.4.1 抗氧化性研究理論

圖5 氫氧自由基清除率與濃度關系曲線

根據Fenton方法[3]建立氫氧自由基的生成體系,高活性的氫氧自由基是由H2O2和Fe2+混合反應產生．根據水楊酸能有效的捕捉氫氧自由基并能產生顏色,可以在在510 nm的波段處進行光度檢測分析．根據以上結論,可以在反應體系中加入柚子皮總黃酮化合物,檢測其對氫氧自由基的清除能力,若柚子皮總黃酮化合物對氫氧自由基有較好的清除能力,便會與水楊酸競爭,有色產物量減少,然后進行分光光度檢測,分析實驗結論．

2.4.2 Fenton反應體系的建立

首先配制一定濃度梯度的柚子皮總黃酮提取液,根據Fenton方法建立氫氧自由基生成體系．首先在試管中加入2.0 mL,6.0 mmol/L FeSO4溶液,然后向試管中加入一定濃度的柚子皮總黃酮化合物提取液2.0 mL,輕輕震蕩搖勻．隨后加入6.0 mmoL/L的H2O2溶液2.0 mL,輕輕搖勻后靜止15 min,最后加入6.0 mmoL/L水楊酸2.0 mL,輕輕震蕩并靜止0.5 h;將溶液在510 nm處檢測吸光光度值,按下述公式計算提取率．

(1-Ax/Ay)×100%=W(%)

其中:W為提取率(%);Ay為所測光度值;Ax為用蒸餾水代替柚子皮總黃酮提取物所測光度值．

2.4.3 實驗結果分析

從圖5可以看出,隨著柚子皮總黃酮化合物濃度提高對氫氧自由基的清除能力增強,清除率增加．當總黃酮化合物濃度從1～5 mg/mL區(qū)間內,隨著總黃酮濃度增加氫氧自由基的清除率顯著提高,在總黃酮化合物濃度從5～10 mg/mL時,隨著總黃酮化合物濃度增高,氫氧自由基的清除率雖然不斷增加,但不明顯．在柚子皮總黃酮化合物為10 mg/mL時達到抗氧化實驗的最大值清除率為84.8%．綜上分析可得出結論,柚子皮總黃酮化合物對氫氧自由基有較好的清除作用,并有一定的效量關系．

3 結論

用微波提取的方法,選用提取劑為乙醇,設計L9(34)正交試驗,經實驗結果得出結論,最優(yōu)提取工藝為,微波功率400 W、微波提取時間5 min,乙醇濃度85%,物料比25:1的條件下達到最大提取率為6.72%．與傳統(tǒng)工藝相比不僅節(jié)約了提取時間,而且提取率提高很多．對于擴大工業(yè)化量產具有一定的現(xiàn)實意義．

隨著柚子皮總黃酮化合物濃度提高對氫氧自由基的清除能力增強,清除率增加．在柚子皮總黃酮化合物為10 mg/mL時達到抗氧化實驗的最大值清除率為84.8%．綜上分析可得出結論,柚子皮總黃酮化合物對氫氧自由基有較好的清除作用,并有一定的效量關系．

[1]王志丹.柚子皮中黃酮化合物的提取分離研究[D].長春:東北師范大學,2009.

[2]李維.柚子皮中活性成分的分離分析及其綜合利用研究[D].長沙:中南大學,2008.

[3]朱曉宦,吳向陽,楊榴青,等.馬齒莧粗多糖的提取及清除羥自由基活性作用 [J].江蘇大學學報:醫(yī)學版,2007,17(1):57-60.

[責任編輯：蔣海龍]

GrapefruitPeelFlavonoidsExtractedandAntioxidantActivityDetection

MA Rong,PEI Wei-zhen

(Minnan Science and Technology Institute,Fujian Normal University,Quanzhou Fujian 362332,China)

The optimal extraction technology of flavonoids compounds in pomelo peel is microwave power 400 W,5 min extraction time,ethanol concentration 85%,liquid ratio 25:1. according to the results of the oxidation resistance of flavonoids compounds in pomelo peel has good scavenging effect to hydroxyl radical,and the concentration of flavonoids compounds in pomelo peel has a certain relationship.

shaddock skins; flavonoids; oxidation resistance

2015-03-28

福建省大學生創(chuàng)新性實驗計劃項目(201312992014)

馬戎(1981-)，男，江蘇泰州人，講師，碩士，研究方向為精細化工. E-mail:6227918@qq.com

O629

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:1671-6876(2015)03-0234-04