Study on microwave extraction ofphenolic compounds in mushrooms

葉　桐**賈有青***（沈陽師范大學(xué)糧食學(xué)院，遼寧沈陽　110034）

香菇中酚類物質(zhì)的微波提取工藝的研究*

Study on microwave extraction ofphenolic compounds in mushrooms*

葉桐**賈有青***
（沈陽師范大學(xué)糧食學(xué)院，遼寧沈陽110034）

**葉桐，女，1994年出生，沈陽師范大學(xué)糧食學(xué)院食品質(zhì)量與安全專業(yè)本科在讀。

***賈有青，通訊作者，Email：jyq5003cn@163.com.

在香菇中，酚類物質(zhì)是以醋化或糖普化形式存在的活性酚羥基，賦予酚類物質(zhì)抗氧化性等多種生理功能和藥用價(jià)值。通常情況下，酚類物質(zhì)是指膳食酚類物質(zhì)，包括酚酸類、黃酮和單寧。微波提取技術(shù)是利用微波加熱加速溶劑對(duì)目標(biāo)提取物的萃取，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、生物、食品、醫(yī)藥、環(huán)境保護(hù)等行業(yè)的分析研究中。與常規(guī)索氏提取法、超聲波提取法等傳統(tǒng)提取法相比，微波提取技術(shù)的時(shí)間短、耗能低、提取率高，提取的物質(zhì)有效成分多、雜質(zhì)含量低。本試驗(yàn)通過不同微波提取條件對(duì)提取率的影響篩選出香菇中酚類物質(zhì)微波提取的最佳工藝。

1　設(shè)備與材料

1.1設(shè)備和儀器

UV- 2000型紫外可見分光光度計(jì)；DS- 200型高速組織搗碎機(jī)；AL型電子分析天平；HH- 6電子恒溫水浴鍋；L- 530高速臺(tái)式離心機(jī)；RE- 52A旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器；SHZ- D循環(huán)水式真空泵；M700型微波爐；其他常規(guī)試驗(yàn)設(shè)備。

1.2材料和試劑

香菇，市售。

無水乙醇、單寧酸、鐵氰化鉀、鹽酸、氯化鐵等，均為分析純。

2　試驗(yàn)方法

2.1原料預(yù)處理

將香菇洗凈，冷凍干燥后研磨成粉末（避光），密封包裝，置于干燥器皿中貯藏，備用。

2.2建立酚類物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)曲線和回歸方程

單寧酸母液：精確稱取單寧酸0.05 g，溶解并定容至20.00 mL容量瓶中。

單寧酸標(biāo)準(zhǔn)溶液：配制質(zhì)量濃度依次為0μg/mL、10 μg/mL、20 μg/mL、30 μg/mL、40 μg/mL的單寧酸標(biāo)準(zhǔn)溶液。

取不同標(biāo)樣單寧酸溶液1.00 mL，分別加入0.1 mol/L氯化高鐵溶液0.50 mL、0.008 mol/L鐵氰化鉀溶液0.50 mL、0.l mol/L鹽酸溶液0.50 mL，定容至20.00 mL，混合均勻反應(yīng)完全后，用紫外可見分光光度計(jì)測(cè)定在745nm處各溶液的吸光值。軟件處理數(shù)據(jù)，建立標(biāo)準(zhǔn)曲線，得標(biāo)準(zhǔn)回歸方程。

2.3微波法提取香菇酚類物質(zhì)的試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.3.1微波法提取香菇酚類物質(zhì)的工藝流程

香菇粉末+乙醇→微波處理→過濾→離心分離（3500 r/min，25 min）→取上清液→提取液減壓蒸發(fā)濃縮→香菇酚類物質(zhì)

2.3.2微波法提取香菇酚類物質(zhì)的單因素試驗(yàn)

研究微波功率、乙醇體積濃度、料液比、處理時(shí)間等因素對(duì)香菇中的酚類物質(zhì)提取率的影響，單因素水平設(shè)計(jì)見表1。

表1　單因素水平表

2.3.3微波法提取香菇酚類物質(zhì)的正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，選取影響香菇中酚類物質(zhì)提取效率的各個(gè)因素中合適的水平，采用L9（34）正交表，以乙醇體積濃度（A）、微波處理時(shí)間（B）、料液比（C）、微波功率(D）為4個(gè)參考因素，選取3個(gè)水平，以提取率為參考標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，最終確定最佳的提取和工藝。微波提取正交試驗(yàn)因素水平見表2。

表2　微波提取正交因素水平表

2.4數(shù)據(jù)分析

采用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

3　結(jié)果與分析

3.1香菇酚類物質(zhì)的定量

根據(jù)普魯士藍(lán)法（FB）測(cè)定所得酚類物質(zhì)的含量。根據(jù)吸光值與酚類物質(zhì)含量作標(biāo)準(zhǔn)曲線，得出回歸方程：Y=0.010 8 X+0.023 2，R2=0.995 4，其中：Y為在745nm波長(zhǎng)處測(cè)定酚類物質(zhì)的吸光值；X為標(biāo)準(zhǔn)溶液中酚類物質(zhì)含量，μg/mL。

3.2微波功率對(duì)香菇酚類物質(zhì)提取率的影響

精確稱取0.5 g±0.000 2 g干香菇粉于250 mL錐形瓶中，與體積濃度60%的乙醇溶液混勻，料液比為1∶25，使用保鮮膜封住瓶口（膜上扎7～10個(gè)小孔），錐形瓶放入微波處理器中，分別在不同微波功率100 W、150 W、400 W、550 W、700 W的條件下微波處理30 s，經(jīng)分離、濃縮，用紫外分光光度計(jì)測(cè)定酚類物質(zhì)的吸光值，計(jì)算提取率。微波功率對(duì)香菇酚類物質(zhì)提取率的影響結(jié)果見圖1。

圖1　微波功率對(duì)香菇酚類物質(zhì)提取率的影響

由圖1可知，隨著微波功率的增大，香菇酚類物質(zhì)提取率呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。當(dāng)微波功率為400 W時(shí)，香菇酚類物質(zhì)提取率達(dá)到峰值；當(dāng)微波功率高于400 W時(shí)，提取率則呈下降趨勢(shì)。這可能是功率過大使酚類物質(zhì)分解，導(dǎo)致提取率下降。因此，微波提取香菇酚類物質(zhì)的適宜提取功率在400W左右。

3.3微波時(shí)間對(duì)香菇酚類物質(zhì)提取率的影響

精確稱取0.5 g±0.000 2 g干香菇粉于250 mL錐形瓶中，與體積濃度60%的乙醇溶液混勻，料液比為1∶25，使用保鮮膜封住瓶口（膜上扎7～10個(gè)小孔），將錐形瓶放入微波處理器中，在微波功率400 W的條件下分別微波處理0 s、15 s、30 s、45 s、60 s，經(jīng)分離、濃縮，用紫外分光光度計(jì)測(cè)定酚類物質(zhì)的吸光值，計(jì)算提取率。微波時(shí)間對(duì)香菇酚類物質(zhì)提取率的影響結(jié)果見圖2。

圖2　微波時(shí)間對(duì)香菇酚類物質(zhì)提取率的影響

由圖2可知，隨著微波時(shí)間的延長(zhǎng)，酚類物質(zhì)提取率先增大后減小。微波時(shí)間為30 s時(shí)，香菇酚類物質(zhì)提取率達(dá)到最大；當(dāng)溶液微波時(shí)間超過30 s時(shí)，提取率減小。這可能是時(shí)間過長(zhǎng)使酚類物質(zhì)穩(wěn)定性被破壞，導(dǎo)致提取率下降。因此，微波提取香菇酚類物質(zhì)的適宜提取時(shí)間在30 s左右。

3.4料液比對(duì)香菇酚類物質(zhì)提取率的影響

精確稱取0.5 g±0.000 2 g干香菇粉于250 mL錐形瓶中，分別以不同料液比l∶10、1∶15、l∶20、l∶25、l∶30，與體積濃度60%的乙醇溶液混勻，用保鮮膜封住瓶口（膜上扎7～10個(gè)小孔），將錐形瓶放入微波處理器中，在微波功率400 W的條件下微波處理30 s，經(jīng)分離、濃縮，用紫外分光光度計(jì)測(cè)定酚類物質(zhì)的吸光值，計(jì)算提取率。料液比對(duì)香菇酚類物質(zhì)提取率的影響結(jié)果見圖3。

圖3　料液比對(duì)香菇酚類物質(zhì)提取率的影響

由圖3可知，隨著料液比的增大，酚類物質(zhì)提取率增大。料液比在1:25時(shí)，香菇酚類物質(zhì)提取率達(dá)到最大；當(dāng)溶液料液比超過1∶25時(shí)，提取率趨于平穩(wěn)。因此，微波提取香菇酚類物質(zhì)的適宜料液比在1∶25左右。

3.5乙醇體積濃度對(duì)香菇酚類物質(zhì)提取率的影響

精確稱取0.5 g±0.000 2 g干香菇粉于250 mL錐形瓶中，以料液比1∶25，分別與體積濃度40%、50%、60%、70%、80%、90%的乙醇溶液混合，用保鮮膜封住瓶口（膜上扎7～10個(gè)小孔），將錐形瓶放入微波處理器中，在微波功率400 W的條件下微波處理30 s，經(jīng)分離、濃縮，用紫外分光光度計(jì)測(cè)定酚類物質(zhì)的吸光值，計(jì)算提取率。乙醇體積濃度對(duì)香菇酚類物質(zhì)提取率的影響結(jié)果見圖4。

圖4　乙醇體積濃度對(duì)香菇酚類物質(zhì)提取率的影響

由圖4可知，隨著乙醇體積濃度的增大，酚類物質(zhì)提取率先增大后降低。當(dāng)乙醇體積濃度在60%時(shí)，香菇酚類物質(zhì)提取率達(dá)到最高；當(dāng)乙醇體積濃度超過60%時(shí)，提取率下降。因此，微波提取香菇酚類物質(zhì)的適宜乙醇體積濃度在60%左右。

3.6優(yōu)化微波提取工藝的研究

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，設(shè)計(jì)四因素三水平的正交試驗(yàn)L9（34），以確定微波法提取酚類物質(zhì)的條件，進(jìn)一步優(yōu)化微波提取香菇酚類物質(zhì)的提取工藝。正式試驗(yàn)結(jié)果見下頁表3。

由表3中數(shù)據(jù)分析可知，4個(gè)影響因素的主次順序?yàn)镈>B>C>A，即微波功率>微波時(shí)間>料液比>乙醇體積濃度。結(jié)合正交試驗(yàn)的數(shù)據(jù)分析結(jié)論，微波提取最佳工藝參數(shù)為∶乙醇體積濃度60%，微波時(shí)間30 s，微波功率400 W，料液比1∶25。在此條件下，香菇酚類物質(zhì)提取率為9.24%。

表3　正交試驗(yàn)方案及結(jié)果表

4　結(jié)　論

以香菇干粉為原料，對(duì)乙醇體積濃度、微波功率、微波時(shí)間、料液比這4個(gè)影響微波提取率的因素進(jìn)行了單因素試驗(yàn)，對(duì)結(jié)果進(jìn)行篩選，根據(jù)所得的適宜條件，進(jìn)行正交試驗(yàn)，對(duì)微波提取香菇酚類物質(zhì)的工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化。試驗(yàn)結(jié)果表明，最佳提取條件為：乙醇體積濃度60%，微波時(shí)間30 s，微波功率400 W，料液比1∶25，在此條件下酚類物質(zhì)提取率達(dá)到最大。利用微波法提取香菇中酚類物質(zhì)具有優(yōu)質(zhì)、高效、方便、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。

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·基礎(chǔ)研究·

YE Tong**JIAYouqing***
（Food college，Shenyangnormal university，Liaoning Shenyang 110034，China）

摘要采用微波提取技術(shù)對(duì)香菇中的酚類物質(zhì)進(jìn)行提取，并通過單因素和正交試驗(yàn)對(duì)其提取工藝進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)果表明，最佳提取工藝為：乙醇體積濃度60%，微波功率400 W，微波時(shí)間30 s，料液比1∶25，此條件下香菇中酚類物質(zhì)的提取率為9.24%。

關(guān)鍵詞香菇；微波；酚類物質(zhì)；提取工藝

AbstractMicrowave extraction technologywas used toextract the phenolic compounds in mushrooms, and the extraction process was optimized bysingle factor and orthogonal experiment. The results showthat the optimal extraction process are 60% ethanol concentration, 400 W microwave power, 30 s microwave time, 1∶25material liquid ratio, the extraction rate ofphenolic compounds is 9.24%.

Keywordsmushroom; microwave；phenolic compounds；extraction process

收稿日期：2015- 06- 08

*基金項(xiàng)目：沈陽師范大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新基金項(xiàng)目（2014B7812）。

DOI：10.3969/j.issn.1673- 6044.2015.02.006

文章編號(hào)：1673- 6044（2015）02- 0016- 03

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TS255.5