微波提取苦瓜总黄酮的工艺研究

刘亚娟，范文昌

（广东食品药品职业学院，广东 广州510520）

苦瓜不仅有良好的食用价值，而且有较高的药用价值。《本草纲目》记载苦瓜味苦，寒，无毒，有除邪热、解劳乏、清心明目的功效。现代研究表明，苦瓜具有降血糖、促进免疫、抗肿瘤、抗艾滋病毒、抗菌、抗生育等功效［1］。黄酮类化合物是一类广泛分布于植物界的酚类物质，具有抗氧化、抗肿瘤、抗心血管疾病、抗炎、降血脂等生物活性［2－4］。苦瓜的叶、茎、果实中都含有黄酮类化合物。目前，苦瓜总黄酮的提取方法主要有溶剂提取法、超声提取法、超临界CO2萃取法、微波提取法等［5－9］，其中微波提取法具有快速、高效、溶剂消耗小、选择性和提取率高等特点［10］。

作者在此研究苦瓜总黄酮的微波提取工艺，着重考察微波功率、液固比、乙醇体积分数及苦瓜粉末粒度等因素对总黄酮提取率的影响，通过正交实验确定微波提取苦瓜总黄酮的最佳工艺条件，以期为苦瓜的进一步开发利用提供理论依据。

1 实验

1．1 材料、试剂与仪器

苦瓜，市售。

芦丁标准品，中国药品生物制品检定所；其它试剂均为分析纯。

WTS03－1型微波提取器，南京杰全设备公司；UV－1800型紫外可见分光光度计，岛津公司；电子天平，上海精密科学仪器有限公司；FW100型高速万能粉碎机，天津泰斯特仪器有限公司。

1．2 方法

1．2．1 微波提取苦瓜总黄酮的工艺流程

苦瓜清洗→去籽→切片→干燥→粉碎→过筛→称取苦瓜粉末200g→按一定液固比加入溶剂→微波提取20min→过滤得提取液→计算总黄酮浓度。

1．2．2 标准曲线的绘制

精确称取120℃干燥至恒重的芦丁5．000mg置于25mL容量瓶中，加入30%（体积分数，下同）的乙醇溶液溶解并定容至刻度，摇匀，即得芦丁标准溶液（0．200mg·mL－1）。分别准确吸取芦丁标准溶液0．0mL、0．4mL、0．8mL、1．2mL、1．6mL、2．0mL置于10mL容量瓶中，加0．05g·mL－1亚硝酸钠溶液0．3mL，摇匀后放置6min，加0．1g·mL－1硝酸铝溶液0．3mL，摇匀后放置6min，加1．0mol·L－1氢氧化钠溶液4．0mL，再用30%的乙醇溶液定容至刻度，摇匀，放置15min。在最大吸收波长510nm处测吸光度［11］。以吸光度（A）为纵坐标、浓度（c，mg·mL－1）为横坐标，绘制标准曲线。对数据进行回归处理，得到标准曲线回归方程为：A＝8．2252c－0．023，R2＝0．9998。根据标准曲线计算提取液中总黄酮的浓度。

1．2．3 苦瓜总黄酮提取率的计算

准确量取1mL提取液，按1．2．2方法显色，于最大吸收波长510nm处测吸光度，按下式计算总黄酮提取率：

式中：A为提取液的吸光度；V为提取液的体积，mL；m为苦瓜投料量，g。

2 结果与讨论

2．1 单因素实验结果

2．1．1 微波功率对总黄酮提取率的影响

苦瓜粉末过60目筛，在液固比（mL∶g，下同）为11∶1、乙醇体积分数为50%的条件下，考察微波功率对总黄酮提取率的影响，结果见图1。

图1 微波功率对总黄酮提取率的影响Fig．1 The effect of microwave power on extraction rate of total flavones

由图1可知，总黄酮提取率随着微波功率的增大先升高后降低，在微波功率为500W时，提取率达到最高。这是因为，在一定的提取时间内，微波功率越大，提取物吸收的微波能就越多，物系的温度上升得就越快，有效成分扩散速度也就越快，且温度高时，可快速破坏细胞壁，使有效成分更容易浸出，因此提取率升高；但微波功率过大时，温度过高，黄酮类物质出现分解，反而导致提取率降低。

2．1．2 液固比对总黄酮提取率的影响

苦瓜粉末过60目筛，在微波功率为500W、乙醇体积分数为50%的条件下，考察液固比对总黄酮提取率的影响，结果见图2。

图2 液固比对总黄酮提取率的影响Fig．2 The effect of liquid－solid ratio on extraction rate of total flavones

由图2可知，总黄酮提取率随着液固比的增大先升高后降低，在液固比为11∶1时，提取率达到最高。这是因为，液固比较小时，溶剂较少，体系升温较快，增加溶剂量可以加快有效成分的浸出；当液固比较大时，再增加溶剂量，微波热负载增大，升温较慢，提取率反而降低。

2．1．3 乙醇体积分数对总黄酮提取率的影响

苦瓜粉末过60目筛，在微波功率为500W、液固比为11∶1的条件下，考察乙醇体积分数对总黄酮提取率的影响，结果见图3。

图3 乙醇体积分数对总黄酮提取率的影响Fig．3 The effect of volume fraction of ethanol on extraction rate of total flavones

由图3可知，总黄酮提取率随着乙醇体积分数的增大先升高后降低，在乙醇体积分数为60%时，提取率达到最高。这是因为，一方面乙醇体积分数的增大有利于有效成分的溶解，使得提取率逐渐升高；但另一方面乙醇体积分数过大，使得体系的极性降低，从而降低了微波的热效应，升温变慢，不利于有效成分的浸出，提取率降低。

2．1．4 苦瓜粉末粒度对总黄酮提取率的影响

在微波功率为500W、液固比为11∶1、乙醇体积分数为50%的条件下，分别筛取200g 10目、20目、40目、60目、80目、100目的苦瓜粉末进行提取，考察苦瓜粉末粒度对总黄酮提取率的影响，结果见图4。由图4可知，总黄酮提取率随着苦瓜粉末粒度的增大先升高后降低，在粒度为60目时，提取率达到最高。这是因为，物料越细，比表面积越大，与溶剂的接触面积越大，越有利于浸出；但物料过细时提取易糊化，提取率反而降低。

图4 苦瓜粉末粒度对总黄酮提取率的影响Fig．4 The effect of particle size of material on extraction rate of total flavones

2．2 正交实验结果

为使工艺条件更科学、合理，在单因素实验的基础上以总黄酮提取率为考核指标，采用L9（34）正交实验考察微波功率、液固比、乙醇体积分数及苦瓜粉末粒度等主要因素对提取效果的影响，以确定最佳工艺条件。正交实验结果与分析见表1。

表1 微波提取苦瓜总黄酮正交实验的结果与分析Tab．1 Results and analysis of orthogonal experiment of extracting total flavones from Momordica charantia L．with microwave

由表1可看出，各因素对苦瓜总黄酮提取率的影响大小依次为：微波功率＞液固比＞乙醇体积分数＞苦瓜粉末粒度，最佳工艺条件为：微波功率500W、液固比11∶1、乙醇体积分数60%、苦瓜粉末粒度80目，在此条件下，苦瓜总黄酮的平均提取率达15．576mg·g－1，高于正交实验中所有实验组，证明优选出的工艺条件是可行的。

3 结论

通过单因素实验和正交实验确定微波提取苦瓜总黄酮的最佳工艺条件为：微波功率500W、液固比11∶1（mL∶g）、乙醇体积分数60%、苦瓜粉末粒度80目，在此条件下，苦瓜总黄酮的提取率达15．576mg·g－1，高于传统的回流提取法［12］。微波法提取苦瓜总黄酮不仅提取率高，且简单易行、提取时间短、溶剂用量少，是一种优势明显的提取方法。

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