微波提取苦丁茶中的黄酮类物质的研究.pdf
2021-02-23 21:06:36热度:155°C
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苦丁茶中含有大量的黄酮、酚酸、蒽酮类化合物,它具有消炎、增加冠脉流量、改善微循环、抗肝炎病毒、抗肿瘤等功效。微波技术作为一种新兴的应用技术,近年在提取天然植物的有效成分中得到广泛应用。由于它是一种瞬时穿透式加热方式,在微波场的作用下植物细胞破碎,从而加快了萃取速率并有效提高了产品得率。笔者采用微波萃取法从苦丁茶中提取黄酮类化合物,取得较好的效果。
1材料与方法
1.1实验材料
1.1.1原料。湖南产冬青大叶苦丁茶。
1.1.2主要试剂与仪器。试剂:无水乙醇、95%乙醇、三氯化铝、亚硝酸钠、硝酸铝、NaOH溶液;仪器:粉碎机、721型分光光度计、控温式微波萃取仪。
1.2实验方法
1.2.1工艺流程。将苦丁茶叶粉碎,称取一定量的碎苦丁茶叶末,按一定料液比加入溶剂,放入聚乙烯杯中,微波处理一段时间,待冷却后取出。过滤滤液,取滤液1ml加蒸馏水定容至25ml,摇匀为样品液。吸取样品液,再加入1%三氯化铝溶液,摇匀,8min后比色。最后,用分光光度计在510nm波长下,以1%三氯化铝溶液为空白对照,测定吸光度。
1.2.2标准曲线的制作。准确称取已干燥的苦丁标准品O.05遥于5Oml容量瓶中,加甲醇20ml水浴微热使溶解,冷却,加甲醇稀释至刻度。精密量取上述对照品溶液0,1.0,2.O,3.O。4.O,5.0和6.0ml,分别置于25ml量瓶中,加水至6ml,加5%亚硝酸钠溶液1ml,使混匀,放置6min加1O%硝酸铝溶液1ml,摇匀,放置6min,加NaOH试液1Oml,再加水至刻度,摇匀,放置15min,在510nrn处测定吸光度(图1)。
图1苦丁含量标准曲线
1.2.3单因素实验。
1.2.3.1溶剂浓度的确定。称取1g苦丁茶粉,在70℃,料液比1:20,时间6rrifn的提取条件下,依次以50%、60%、70%、80%、90%的乙醇进行提取,在510nrn波长下i见0吸光度。
1.2.3.2料液比的选择。称取苦丁茶粉1g,在7O℃以80%乙醇,时间6min的条件下,按料液比从1:10到1:30选取提取溶剂的体积,在510nrn波长测吸光度。
1.2.3.3提取时间的选择。称取1g苦丁茶粉,在80%乙醇,料液比1:20,70℃的提取条件下,分别提取3、4、5、6、7min,在510nrn波长下测吸光度。
1.2.3.4提取温度的选择。称取1g苦丁茶粉,以80%乙醇,料液比1:20,分别在40、5O、60、70、80℃,提取6min,在510nrn波长测吸光度。
1.2.4最佳工艺条件的确定。称取3g苦丁茶粉末9份,选择乙醇浓度,料液比,提取时间,提取温度为实验因素,以单因素实验结果为实验指标,选择L9(34)进行正交实验。通过实验得到微波萃取苦丁茶中黄酮的最佳方案。
2结果与分析
2.1乙醇浓度的选择如图2所示,随乙醇浓度的增加,提取量增大。当浓度达80%时,黄酮类化合物溶解度最大,提取量最高;而后,乙醇浓度再增加,黄酮类化合物的提取量下降。故选择乙醇浓度50%~80%为提取范围。溶剂浓度太低提取不完全,太高提取杂质较多,分离纯化难度大,故选取乙醇浓度80%为最好。
图2乙醇浓度对提取率的影响
2.2料液比的选择如图3所示,当料液比为1:10~1:20时,随料液比增大提取量较快增大,但当料液比大于1:20后,提取量趋于稳定。通过对提取量、溶剂用量和能量耗损的综合考虑,选用1:10~1:02为进一步优化的范围。溶剂用量越大,提取量越大;但过大的料液比会造成溶剂和能源的浪费,并给后工序的浓缩带来困难。通过对提取量、溶剂用量和能量耗损的综合考虑,选用料液比为1:20。
图3料液比对提取率的影响
图4提取时间对提取效果的影响
2.3提取时间的选择由图4可知,随提取时间的增加,总黄酮量有所增加,但各不同提取时间之间的差异不显著,从提取量来看,3—4min差别不大,5与7min几乎无差别,表明当提取达一定时间时,有效成分浓度达平衡。5-7min的效果明显较3—4min好,综合考虑,时间应在5-7min。由于黄酮类物质具有抗氧化性,其本身易被氧化破坏,过长时间暴露在外,尤其是高温提取时,最终黄酮得量将减小;另外,提取时间越长,能耗及其他经济成本越大,因此,当温度及其他条件一定时,提取时间以6min为宜。
2.4提取温度的选择如图5,随温度的升高提取量较快增大,但升到一定温度时,再升高温度其提取量增加并不明显。这可能是由于黄酮在乙醇中的溶解度随温度的升高而增大,
同时由于温度升高,提取液粘度减小,扩散系数增加,促使提取速度加快;但温度过高,一方面其中的活性成分易被破坏,杂质的溶出量增加,给后续操作带来不便,成本费用增大,另一方面造成溶剂损失。综合各方面因素,提取温度以60~70℃为宜。
图5提取温度对提取率的影响
2.5正交实验结果由表1、2可见,各实验因素对苦丁茶黄酮提取量影响的极差大小并不完全相同,且影响的大小顺序为C(乙醇浓度)>A(提取温度)>B(液料比)>D(提取时间),因此可确定苦丁茶提取黄酮类物质的优化方案为:A3B2C3D1,即乙醇浓度80%、料液比1:02、提取温度为80℃、提取时间为5min。
表1实验因素水平
表2正交实验结果与分析
2.6验证实验为考察正交实验得到优选工艺条件的稳定性,重复实验3次,黄酮含量分别为34.5、35.1和34.7mg/g,3次实验结果均优于正交实验中任何一组,黄酮平均含量为34.8,相对标准偏差RSD:0.878%(/7,=3),该工艺稳定可行。
2.7对比实验从表3可知,微波萃取法和常规浸泡法提取黄酮时,微波法的提取时间缩短,溶剂用量少,而提取率却是常规浸提法的1.49倍,所以微波法有较明显的优势。
表3提取方法比较
3结论
用微波技术提取苦丁茶中黄酮的最优化工艺条件为提取温度80℃,乙醇浓度80%,料液比1:20,时间5min。微波技术与常规提取方法提取苦丁茶中黄酮比较,微波辐射5min
所得黄酮提取率是常规浸泡法60℃浸泡3h提取率的1.49倍。利用微波技术法提取苦丁茶的黄酮类化合物,具有操作简便、工艺稳定、提取率高等优点,在工艺生产中具有很大的推广价值。
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