马 戎,裴威振

(福建师范大学 闽南科技学院,福建 泉州 362332)

柚子皮中黄酮化合物的提取及抗氧化性研究

马 戎,裴威振

(福建师范大学 闽南科技学院,福建 泉州 362332)

柚子皮中总黄酮化合物的最优提取工艺为微波功率400 W,提取时间5 min,乙醇浓度85%,物料比25:1．并对其抗氧化性进行了研究,结果表明,柚子皮中总黄酮化合物对氢氧自由基有较好的清除作用,与柚子皮中总黄酮化合物的浓度有一定的关系．

柚子皮; 总黄酮化合物; 抗氧化性

0 引言

我国是产柚大国,柚子的年均产量约为547 000吨,而其中约占柚子重量20%～30%的柚子皮往往被丢弃,不仅污染环境,更重要的是浪费了潜在其中的营养和药用价值资源[1]．柚皮中含有一种生理活性物质黄酮类化合物,可以降低血液的黏稠度,减少血栓的形成预防心血管疾病、抗癌等作用[2],具有较高的药用价值．

黄酮化合物的提取方法有很多,例如碱性水或碱性稀醇提取法,超声波提取法等．本课题研究微波提取柚子皮中总黄酮的工艺方法,以寻找最优提取工艺,并对提取物的抗氧化性进行测试,不仅丰富了柚子皮的研究内容而且对柚子皮的深加工,药用价值,废弃资源回收再利用等有积极作用,对推进我国农副产品深加工具有一定的现实意义．

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

实验原料:柚子(漳州平和琯溪蜜柚)．

实验试剂:无水乙醇、氯仿、亚硝酸钠、硝酸铝、硫酸亚铁、过氧化氢、水杨酸均为分析纯; 芦丁标准品(上海源叶生物科技有限公司)．

实验仪器:YP601N电子天平;JP-100A-2型高速多功能粉碎机; WBFY-205型微电脑微波化学反应器;RE-200A型旋转蒸发器;Uv756CRT紫外可见分光光度计．

1.2 实验方法

1.2.1 柚子皮预处理

选择色泽较好,无腐烂和霉变的柚子,表面清洗,剥皮,切块,洗涤3次;而后与蒸馏水混合沸腾5 min,将原果胶酶分解．沸腾后的柚子皮,取出在太阳下晾晒4 h,然后在干燥箱中,55℃干燥12 h;将干燥的柚子皮用多功能粉碎机粉碎,保存备用．

1.2.2 微波提取

取3g柚子皮粉末,根据一定的物料比,加入一定浓度的乙醇溶液并充分摇匀,进行微波提取．微波提取后,将粗液减压抽滤,抽滤过程中加入5 mL,20%的乙醇洗涤滤渣,收集滤液．将滤液旋转蒸发至无醇味,收集烧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质,待溶液分层后,收集上层溶液,待测．

1.2.3 标准曲线绘制和吸光度测定

1)吸收波长的选择

将芦丁标准品与柚子皮提取溶液稀释后,以乙醇为空白对照,用分管光度计在200～600 nm的范围内进行波长扫描,结果表明,标准品和提取液均在510 nm处有最大吸收,故确定510 nm为检测波长．

2)芦丁标准曲线绘制

准确称取0.01 g芦丁标准品,用体积分数为70%的乙醇溶解并定容50mL溶液,分别取0.0,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0和6.0 mL的标准液于25.0 mL容量瓶中,加入5%NaNO21.0 mL摇匀,放置8 min,然后加入1.0 mL 10% Al(NO3)3震荡均匀,放置8 min,最后加入10.0 mL 1 mol/L NaOH,震荡摇匀至显色,用蒸馏水定容至标准刻度．以蒸馏水代替待测液做空白对照,510 nm处测定溶液吸光度,并绘制出标准曲线,得到芦丁标准曲线的线性回归方程为：A=1.8393C-0.0053,R2=0.9997．

测定提取液中黄酮的含量．取1.0 mL的黄酮提取液,定容至25.0 mL的容量瓶中,显色．在波长510 nm下测定吸光度,根据标准曲线方程得出提取液浓度C,再计算总黄酮含量和样品提取率．

2 结果与讨论

2.1 单因素对黄酮产率的影响

2.1.1 微波功率对柚子皮总黄酮提取率的影响

称取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,实验结果如图1．根据实验结果分析表明,随着微波功率增大溶液温度升高的速度加快,功率增加使溶液温度过高不利于总黄酮化合物的提取．微波功率400 W时利于柚子皮中总黄酮化合物的提取．

图1 微波功率对提取率的影响

图2 微波提取时间对提取率的影响

2.1.2 微波时间对柚子皮总黄酮提取率的影响

称取3 g柚子皮粉末,按照20:1的物料比,加入80%的乙醇,在400 W微波功率的条件下,以不同的时间提取,实验结果如图2．微波提取1～3 min时间段内,总黄酮提取率随着微波时间增加显著提高,4～5 min区间内微波提取率随时间增加提高缓慢,在5 min时达到最高提取率4.93%,随后在5～7 min中的时间段内,随着时间增加总黄酮提取率下降明显,1～5 min区间内总黄酮提取率随时间增加而升高,而后5～7 min内由于微波时间太长,可能导致提取物分解,提取率下降明显．

2.1.3 乙醇浓度对柚子皮总黄酮提取率的影响

称取3 g柚子皮粉末,按照20:1的物料比,加入不同浓度的乙醇,在400 W微波功率的条件下,微波提取5 min,实验结果如图3．柚子皮中总黄酮化合物的提取率与乙醇浓度有密切关系并随着其增加而不断提高,当乙醇浓度分数为85%时达到提取率的最大值,当乙醇浓度分数超过85%后提取率明显下降．

图3 乙醇浓度对提取率的影响

图4 物料比对提取率的影响

2.1.4 液料比对柚子皮总黄酮提取率的影响

称取3 g柚子皮粉末,设置不同的物料比,加入80%的乙醇,在400 W微波功率的条件下,微波提取5 min,实验结果如图4．随着物料料比增加提取率不断提高,当物料比超过25:1,总黄酮化合物提取率开始下降．在物料比为25:1时,比较利于柚子皮总黄酮化合物的提取．

2.2 正交实验结果分析

表1 正交试验结果分析

根据单因素实验结果可以得出,影响柚子皮总黄酮化合物提取率的4个主要因素有微波功率、微波提取时间、乙醇浓度、物料比．对上述4个因素进行L9(34)正交试验设计(表1)．通过表1正交试验结果可以得出柚子皮中总黄酮化合物提取的最优工艺条件为A3B3C3D2,即微波功率400 W、微波提取时间5 min,乙醇浓度85%,物料比25:1的条件下达到最大提取率为6.72%．

2.3 微波协同与其他提取法的比较

用微波提取的方法,如表2所示,与其他提取方如传统回流冷凝法和超声波提取法相比不仅节约了提取时间,减少了能量消耗,产物的颜色也比较浅,而且提取率相比其他方法要高出很多．

表2 微波提取法与其他提取法的比较

2.4 柚子皮总黄酮的抗氧化性研究

2.4.1 抗氧化性研究理论

图5 氢氧自由基清除率与浓度关系曲线

根据Fenton方法[3]建立氢氧自由基的生成体系,高活性的氢氧自由基是由H2O2和Fe2+混合反应产生．根据水杨酸能有效的捕捉氢氧自由基并能产生颜色,可以在在510 nm的波段处进行光度检测分析．根据以上结论,可以在反应体系中加入柚子皮总黄酮化合物,检测其对氢氧自由基的清除能力,若柚子皮总黄酮化合物对氢氧自由基有较好的清除能力,便会与水杨酸竞争,有色产物量减少,然后进行分光光度检测,分析实验结论．

2.4.2 Fenton反应体系的建立

首先配制一定浓度梯度的柚子皮总黄酮提取液,根据Fenton方法建立氢氧自由基生成体系．首先在试管中加入2.0 mL,6.0 mmol/L FeSO4溶液,然后向试管中加入一定浓度的柚子皮总黄酮化合物提取液2.0 mL,轻轻震荡摇匀．随后加入6.0 mmoL/L的H2O2溶液2.0 mL,轻轻摇匀后静止15 min,最后加入6.0 mmoL/L水杨酸2.0 mL,轻轻震荡并静止0.5 h;将溶液在510 nm处检测吸光光度值,按下述公式计算提取率．

(1-Ax/Ay)×100%=W(%)

其中:W为提取率(%);Ay为所测光度值;Ax为用蒸馏水代替柚子皮总黄酮提取物所测光度值．

2.4.3 实验结果分析

从图5可以看出,随着柚子皮总黄酮化合物浓度提高对氢氧自由基的清除能力增强,清除率增加．当总黄酮化合物浓度从1～5 mg/mL区间内,随着总黄酮浓度增加氢氧自由基的清除率显著提高,在总黄酮化合物浓度从5～10 mg/mL时,随着总黄酮化合物浓度增高,氢氧自由基的清除率虽然不断增加,但不明显．在柚子皮总黄酮化合物为10 mg/mL时达到抗氧化实验的最大值清除率为84.8%．综上分析可得出结论,柚子皮总黄酮化合物对氢氧自由基有较好的清除作用,并有一定的效量关系．

3 结论

用微波提取的方法,选用提取剂为乙醇,设计L9(34)正交试验,经实验结果得出结论,最优提取工艺为,微波功率400 W、微波提取时间5 min,乙醇浓度85%,物料比25:1的条件下达到最大提取率为6.72%．与传统工艺相比不仅节约了提取时间,而且提取率提高很多．对于扩大工业化量产具有一定的现实意义．

随着柚子皮总黄酮化合物浓度提高对氢氧自由基的清除能力增强,清除率增加．在柚子皮总黄酮化合物为10 mg/mL时达到抗氧化实验的最大值清除率为84.8%．综上分析可得出结论,柚子皮总黄酮化合物对氢氧自由基有较好的清除作用,并有一定的效量关系．

[1]王志丹.柚子皮中黄酮化合物的提取分离研究[D].长春:东北师范大学,2009.

[2]李维.柚子皮中活性成分的分离分析及其综合利用研究[D].长沙:中南大学,2008.

[3]朱晓宦,吴向阳,杨榴青,等.马齿苋粗多糖的提取及清除羟自由基活性作用 [J].江苏大学学报:医学版,2007,17(1):57-60.

[责任编辑：蒋海龙]

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

福建省大学生创新性实验计划项目(201312992014)

马戎(1981-)，男，江苏泰州人，讲师，硕士，研究方向为精细化工. E-mail:6227918@qq.com

O629

:A

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