超声波法从酱油渣中提取大豆异黄酮工艺条件研究

汪美汐， 胡佳文， 马 丽， 刘 畅， 周宝晗

(湖北工业大学 轻工学部， 武汉 430068)



超声波法从酱油渣中提取大豆异黄酮工艺条件研究

汪美汐， 胡佳文， 马 丽， 刘 畅， 周宝晗*

(湖北工业大学 轻工学部， 武汉 430068)

大豆异黄酮是大豆中的一类重要生理活性物质.近些年来，随着超声技术在异黄酮提取中的应用，其高效率、零污染的优点受到越来越多学者的关注.本文采用超声波结合乙醇法从酱油渣中提取大豆异黄酮，分别以乙醇浓度、料液比、提取时间、温度、提取次数、超声频率为单因素进行实验.结果表明，最佳的提取工艺条件是乙醇浓度为40%、料液比1∶50、温度30 °C、提取时间60 min、提取4次.

超声波; 异黄酮; 提取; 工艺条件; 酱油渣

大豆异黄酮是大豆中的一类具有广泛营养学价值和健康保护作用的多酚化合物，引起了国内外学者的广泛关注[1-4].研究发现，大豆异黄酮具有抗癌、防治动脉硬化、防治骨质疏松、预防阿尔茨海默氏综合症、乳腺癌和前列腺癌、以及抗氧化和抗真菌活性等多种药理作用[5-7].从酱油渣中提取大豆异黄酮有很多种方法[8-12].由于大豆异黄酮易溶于醇类，酯类，酮类溶剂和稀碱中，故最常用的是醇提法.为克服该法加热时间长，杂质溶出物较多的缺点，本文采用超声波结合乙醇法从酱油渣中提取大豆异黄酮[13-16]，该法具有能耗低、效率高、不破坏有效成分的优点.并以乙醇浓度、料液比、提取时间、温度、提取次数、超声频率为单因素进行实验，探讨了最佳工艺条件.

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

材料：金雀异黄酮标准品(G106673-100 mg)，酱油渣，无水乙醇．

设备：可见分光光度计，电子天平(Mettler Toledo EL204)，干燥箱(南京莱步科技)，超声波清洗器(KQ2200DB)，超声药品捣碎机(济宁金百特生物机械有限公司)．

1.2 实验方法

1.2.1 异黄酮标准曲线[17]准确称取金雀异黄酮标准品5.00 mg，用95%乙醇溶解，定容至50 mL容量瓶中.准确吸取标准溶液0.00、0.05、0.10、0.20、0.30、0.40、0.50、0.60 mL的溶液于10 mL容量瓶中，再分别加入5.0 mL 95%乙醇，然后用蒸馏水定容至刻度线.在波长259 nm处测定吸光度.以金雀异黄酮浓度为横坐标，吸光度为纵坐标绘制标准曲线.如图1所示， 得出标准曲线回归方程：Y=102.69X+0.0044(R2=0.9996)．

图1 金雀异黄酮标准曲线Fig.1 The standard curve of isoflavones gorse

1.2.2 单因素实验设计 分别以乙醇浓度、料液比、提取时间、温度、提取次数、超声频率为单因素进行实验， 在259 nm处测定吸光度，计算平均值，按照标准曲线回归方程计算含量，然后根据结果讨论各种因素对酱油渣中异黄酮提取率的影响.

(1)称取1.000 0 g酱油渣5份，按料液比1∶45(g/mL)分别加入浓度为20%、40%、60%、80%、95%乙醇溶液，然后在52°C、160 W下超声处理1 h.

(2)称取1.000 0 g酱油渣9份，按料液比1∶10、1∶20、1∶30、1∶35、1∶40、1∶45、1∶50、1∶60、1∶70加入60%乙醇溶液，然后在52 °C、160 W下超声处理30 min.

(3)称取1.000 0 g酱油渣6份，按料液比1∶45(g/mL)加入60%乙醇溶液，分别在温度20°C、30°C、40°C、50°C、60°C、70°C中，于160 W下超声处理30 min.

(4)称取1.000 0 g酱油渣4份，按料液比1∶45(g/mL)加入60%乙醇溶液，分别在52°C、160W下超声处理30 min、60 min、90 min、120 min.

(5)称取1.000 0 g酱油渣5份，按料液比1∶45(g/mL)加入60%乙醇溶液，在52 °C、160 W下超声处理30 min，冷却过滤，再同样条件下分别超声处理1、2、3、4、5次.

(6)称取1.000 0 g酱油渣3份，按料液比1∶45(g/mL)加入60%乙醇溶液，在52°C下，分别于超声功率26 kHz、47 kHz、70 kHz中处理30 min.

2 实验结果与分析

2.1 乙醇浓度对大豆异黄酮提取效果的影响

由表1可以看出，随着乙醇浓度的增加，异黄酮的提取率随之先增加后下降，且乙醇浓度为40%时，异黄酮的提取率达到最大值.因为异黄酮类化合物易溶于乙醇，随着浓度的增高有利于异黄酮从酱油渣中析出，而乙醇浓度过大时，蛋白质、糖类等易溶于水的大分子会在乙醇溶液中发生凝聚，使溶液变稠，影响了异黄酮的快速析出.因而选择40%为最适乙醇浓度.

表1 不同乙醇浓度的异黄酮提取率

2.2 料液比对大豆异黄酮提取效果的影响

由表2可以看出随着料液比的增加，异黄酮的提取率也随着增加，料液比为1∶50时，异黄酮的提取率达到最高.因为随着溶剂的增加，溶液和溶质中异黄酮的渗透压差越大越有利于异黄酮从酱油渣中析出.因此最适的料液比选择为1∶50.

表2 不同料液比的异黄酮提取率

2.3 温度对大豆异黄酮提取效果的影响

由表3可以看出，随着温度的升高，异黄酮的提取率也随着增加.温度为30°C时异黄酮的提取率最大，温度大于30°C时，温度反而下降.可能是由于高温会破坏异黄酮的结构，影响异黄酮的提取效果.因此选择30°C为最适提取温度.

表3 不同温度下的异黄酮提取率

2.4 提取时间对大豆异黄酮提取效果的影响

由表4可以看出，随着提取时间的增加，异黄酮的提取率也会随之增加.增加提取时间会使物质更充分的溶解，使酱油渣中异黄酮完全溶解.但在60 min后提取率增加不大，从经济及操作角度考虑，选择60 min为最适提取时间.

表4 不同提取时间下的异黄酮提取率

2.5 提取次数对大豆异黄酮提取效果的影响

由表5可见，随着提取次数的增加异黄酮的提取率也增加，当提取次数达到4次时，提取率达到最高，因为提取次数会使颗粒中物质溶解更完全，提取更为充分.但随着提取次数的进一步增加，提取率反而减少，可能是随着提取次数增加，后期混合蒸馏时损失较多导致提取率下降，综合各方面因素影响，提取4次效果最好.

表5 不同提取次数下的异黄酮提取率

2.6 超声频率对大豆异黄酮提取效果的影响

由表6可知，随着超声频率的增加异黄酮的提取率也随之增加，因为超声频率增加使酱油渣中异黄酮震动充分，使得异黄酮更有利于析出.由于仪器条件的限制，本文选择70 kHz作为最适超声提取频率.

表6 不同超声频率下的异黄酮提取率

3 结论

以酱油渣为原材料，采用超声波结合乙醇法，对酱油渣中提取大豆异黄酮工艺进行了研究.在单因素实验的基础上，分析各因素对提取率的影响.结果表明，最佳的提取工艺条件：乙醇浓度为40%、料液比1∶50、温度30 °C、提取时间60 min、提取4次，在此条件下异黄酮的提取率最高.而且由以上各项数据可以看出，乙醇浓度、提取次数、提取温度对异黄酮的提取率影响较大.综上所述，超声波提取异黄酮比传统的振荡提取法要更经济、快捷、高效.

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Studies on isoflavon extraction from Soy Sauce Cake by ultrasonic method

WANG Meixi， HU Jiawen， MA Li， LIU Chang， ZHOU Baohan

(Light Industry Division， Hubei University of Technology， Wuhan 430068)

Soybean isoflavone is one of the most important physiological active substances in soybean. In recent years， ultrasonic technology of high efficiency and zero pollution as a new method is used in the isoflavone extraction， which attracted more and more attention from scholars. In this paper， the one-factor experiment was designed by the ethanol concentration， solid-liquid ratio， extraction time， temperature， extraction times， ultrasonic frequency respectively. The results showed that the optimal extraction conditions were determined as follows: 40% ethanol aqueous solution as extraction solvent at a solid-to-solvent 1∶50 (g/mL) ， temperature 30 ° C for an extraction duration of 60 min and four times.

ultrasonic; isoflavones; extraction; process conditions; Soy Sauce Cake

2014-12-14.

湖北工业大学大学生创新创业训练计划(201310500008).

1000-1190(2015)02-0233-04

O629.9

A

*通讯联系人. E-mail: zhoubaohan@126.com.