超聲波輔助優(yōu)化檸檬皮總黃酮的提取工藝

宋旭鴿，曾 靜，李永飛，周 潔，王斯文，付麗娜

(黃河科技學院 醫(yī)學院，河南 鄭州 450063)

檸檬屬蕓香科柑橘屬植物，是藥用價值極高的水果，富含維生素、糖類、黃酮類、微量元素等，對人體十分有益[1-2]。黃酮類化合物是檸檬皮中的主要生物活性物質，具有降血脂、抗氧化、抗炎、抗衰老、抗腫瘤等功效[3]。但在食用檸檬時，檸檬皮通常作為廢渣被丟棄，如果對檸檬皮進行開發(fā)應用，不但可以增加檸檬的復合價值，還可以改善環(huán)境污染[4-5]。試驗以檸檬皮為研究對象，利用超聲波方法提取檸檬皮黃酮，設計單因素試驗和正交試驗，確定超聲波輔助條件下檸檬皮總黃酮的最佳提取條件。

1 試驗部分

1.1 儀器

FA1004型電子天平(上海良平儀器儀表有限公司)，數(shù)控超聲波清洗器(常州歐達超聲波設備有限公司)，粉碎機(山東精誠醫(yī)藥裝備制造有限公司)，TU-1810紫外-可見分光光度計(北京普析通用儀器有限公司)，循環(huán)水式多用真空泵(鞏義市予華儀器有限責任公司)，3號、5號藥典篩(新鄉(xiāng)市先恒機械設備有限公司)，旋轉蒸發(fā)儀(上海亞榮儀器廠)。

1.2 材料與試劑

檸檬(產(chǎn)地：海南。將新鮮檸檬洗凈，去皮，晾干，干燥，粉碎，過3號和5號藥典篩，保存。)，蘆丁標準品、NaNO2、Al(NO3)3(天津市科密歐化學試劑有限公司，AR)，NaOH、無水乙醇(洛陽市化學試劑廠，AR)。

1.3 試驗步驟

1.3.1 蘆丁標準曲線和檸檬皮總黃酮提取率的計算

蘆丁標準曲線的試驗方法和繪制方法參照參考文獻[6]進行，結果顯示線性關系良好。

檸檬皮中總黃酮提取率%=CnV/m；

其中，C為提取液的黃酮的質量濃度(mg/mL)；n 為稀釋倍數(shù)；V為最初稀釋的體積(mL)；m 為取用的檸檬皮粉末質量(mg)。

1.3.2 黃酮類化合物的測定方法

精密稱取1.0000 g制備好的檸檬皮粉末，設置料液比(1∶20、1∶30、1∶40、1∶50、1∶60 g/mL)用(35%、45%、55%、65%、75%)乙醇溶解，定容，于溫度(30、40、50、60、70℃)條件下超聲處理(10、20、30、40、50 min)，冷卻，抽濾，濾液定容至50 mL，再次移取10 mL上述溶液于50 mL容量瓶，加1 mL 5%NaNO2溶液、1 mL 10%Al(NO3)3溶液，搖勻，加入10 mL 4%NaOH溶液，定容，靜置15 min，于510 nm波長處測吸光度A[7]。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 料液比的影響

固定溫度50℃、超聲時間30 min、乙醇濃度75%，研究料液比1∶20、1∶30、1∶40、1∶50、1∶60(g/mL)對檸檬皮中黃酮的提取率的影響，該試驗平行操作3次，結果如圖1所示。

圖1 料液比對檸檬皮黃酮提取率的影響

由圖1得出，隨著料液比的增加，黃酮提取率不斷增高而后降低?？赡苁且驗槿軇┝窟^少時，黃酮提取不夠充分，但溶劑量過多時，其他雜質同時溶出，導致提取率降低[8]，因此將最佳料液比確定為1∶50。

2.1.2 超聲溫度的影響

固定料液比1∶50、超聲時間30 min、乙醇濃度75%，研究超聲溫度30、40、50、60、70℃對檸檬皮中黃酮的提取率的影響，該試驗平行操作3次，結果如圖2。

圖2 超聲溫度對檸檬皮黃酮提取率的影響

從圖2可知，溫度由30～40℃時，黃酮提取率猛然增加，在50℃時提取率達到最高，之后出現(xiàn)下降的趨勢，這可能是溫度過高時破壞了浸出的黃酮結構，因此將50℃作為提取的最佳溫度[9]。

2.1.3 乙醇濃度的影響

固定料液比1∶6、超聲溫度50℃、超聲時間30 min，研究乙醇濃度35%、45%、55%、65%、75%對檸檬皮中黃酮的提取率的影響，該試驗平行操作3次，結果如圖3。

從圖3可以看出，隨著乙醇濃度的增加黃酮提取率現(xiàn)增加后下降，在乙醇濃度為55%時提取率達到最大，所以乙醇濃度為55%時為選擇的最佳條件。

圖3 乙醇濃度對檸檬皮總黃酮提取率的影響

2.1.4 超聲時間的影響

固定料液比1∶50，超聲溫度50℃，乙醇濃度55%，研究超聲時間10、20、30、40、50 min對檸檬皮中黃酮的提取率的影響，該試驗平行操作3次，結果如圖5。

從圖4看出，超聲時間從10 min到30 min檸檬皮黃酮的提取率逐漸增加并達到最高，30 min之后提取率明顯下降，因此選擇30 min為最佳超聲時間。

圖4 超聲時間對檸檬皮總黃酮提取率的影響

2.2 正交試驗

由表1可知，影響總黃酮提取率的各因素主次關系為：B>D>A>C，其中超聲溫度對總黃酮提取率的影響最大，最優(yōu)工藝參數(shù)是A3B1C2D3。因此超聲波輔助提取檸檬皮黃酮的最優(yōu)工藝條件為：料液比1∶55、溫度40℃、乙醇濃度55%、超聲時間40 min。

表1 正交試驗結果表

2.3 驗證試驗

為了驗證正交試驗得出的結果，在最佳提取工藝條件(料液比1∶55、溫度40℃、乙醇濃度55%、超聲時間40 min)下進行3次平行試驗，平均提取率為14.02%，RSD=1.483%，結果(表2)顯示離散程度小、結果具有使用價值。

表2 驗證試驗結果

3 結論

本研究由單因素試驗和四因素三水平的正交試驗的數(shù)據(jù)分析最終得到檸檬皮總黃酮的最佳提取工藝，結果顯示超聲波輔助提取檸檬皮總黃酮的最佳條件為：料液比1∶55、超聲溫度40℃、乙醇濃度55%、超聲時間40 min，此時總黃酮提取率最高，為14.02%。該項研究為檸檬皮總黃酮的深入開發(fā)利用提供了實驗依據(jù)。