不同品系红小豆黄酮提取与含量检测

2017-08-23刘建霞王思王润梅温日宇

农业与技术 2017年13期

刘建霞++王思++王润梅++温日宇

摘要：本文旨在探究一种最优的黄酮提取工艺条件，在此种条件下提取不同种类红小豆中的黄酮，测定其含量，并对不同种类红小豆中黄酮含量的差异进行比对，选出含量最高的品系。从实验的数据和结果分析显示，采用超声波辅助法提取红小豆中的黄酮，最优的提取条件是：超声时间为50min，超声温度为33℃，乙醇的体积分数为70%，料液比为1：50。不同品系红小豆中黄酮的含量有差异。河北承德红小豆黄酮含量最高；江西抚顺、河北玉田等红小豆黄酮含量次之，广西巴马红小豆黄酮含量最低。

关键词：红小豆；黄酮；提取；超声波辅助法

中图分类号：S-3 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20170732001

红小豆（Phaseolus angularis ），属于豆科一年生草本植物，营养组成中淀粉含量比较高，由此又被称为“饭豆”。同时也被李时珍称为“心之谷”。由于其药用价值显著，是人们生活所必须的多功能、高营养的杂粮，所以在我国各地种植广泛。它的特质甘平，能够补血、利小便、消胀满、通乳、解毒；同时对风湿、黄疸尿赤、脚气浮肿都有很好的治疗作用。随着研究的发现，逐渐地被广泛应用在医疗事业中[1，2]。

黄酮类化合物是一类生物活性物质，具有特殊的保健作用和疗效，在植物、果酱中含量丰富[3]。比如黄酮具有抗氧化功能，能够很好的消除人体内的氧自由基，可以有效的阻止细胞的衰老，预防癌症；也可以改善血液循环、从而降低心脑血管疾病的发病率、亦能降低胆固醇。同时黄酮对糖尿病引发的视网膜病有很好的疗效。因此，研究红小豆中黄酮含量的高低对评价红小豆药效价值、药理作用、药理活性都有极其重要的理论意义和实用价值。

目前，许多植物黄酮的研究已经相对成熟，如银杏[5]花生[6] 等黄酮的研究。但对红小豆黄酮含量的报道研究甚少。在提取黄酮领域，常用的方法主要有超声波辅助提取法、乙醇浸提法、微波加热提取法[7]等。超声波辅助提取法简单，易操作一些，条件相对也容易控制[8]，本文旨在探究一种最优的红小豆黄酮提取工艺条件，在此种条件下提取不同种类红小豆中的黄酮，测定其含量，并对不同种类红小豆中黄酮含量的差异进行比较，选出含量最高的红小豆。通过测定不同种红小豆中黄酮含量，为红小豆药用价值的评价提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 材料

红小豆（广西巴马、江苏南通、江西抚顺、河北玉田、河北承德、山东临沂、山西忻州等）一共7个品系，均来自山西省农业科学院玉米研究所。

1.2 方法

1.2.1 芦丁标准曲线的制作

芦丁标准曲线的制作参照生物化学实验技术[9]，芦丁标准液浓度与吸光度值见表1，按画坐标方式，以芦丁标准溶液的浓度为横坐标，芦丁的吸光度值为纵坐标，绘制标准曲线，得到标准曲线回归方程为：y=0.2513x+0.1615，R2=0.9914。

1.2.2 制备红小豆粉

将红小豆种子保存于阴凉、干燥处，挑选出大小均等、颗粒饱满的种子。用新型密封式摇摆高速粉碎机将7种红小豆种子粉碎。将得到的粉末用纸包好，贴上标签，以区分不同品系。

1.2.3 提取与测定红小豆中黄酮的含量

将用高速旋转粉碎机研磨好的红小豆粉分别放在7个洗净的烧杯中，在60℃烘箱中烘干3h到恒重。准确称量每种红小豆粉2.5mg放到相应烧杯，按固液比1：40配比。采用超声辅助法进行黄酮的提取，实验过程温度不变，恒为33℃，超声功率为100W，超声震荡1.5h以后，冷却至室温。用紫外可见分光光度计在300 nm下测量黄酮的吸光度值。数据表2（每个红小豆品系3组重复）。

1.2.4 红小豆黄酮含量的计算

公式如下：

R=ρ×10×40÷（m×1000）

R ─红小豆种子中黄酮含量%；

ρ─由标准曲线算得的黄酮含量mg· mL-1；

m ─红小豆种子的质量g。

最后算得7种红小豆（3组重复）黄酮含量如下所示。

2 结果与分析

2.1 单因素实验

2.1.1 最佳乙醇体积分数

由上图图像波动情况可以看出，乙醇浓度对红小豆黄酮吸光度值的影响呈波峰状，且在70%时为最高，小于波峰值时呈增大趋势，大于波峰值时呈下降势。乙醇浓度不同，说明被溶解的红小豆中的黄酮的量多少有差别，当达到最高量后下降，可能是浓度过高对黄酮物质本身结构有影响[10，11]，使其被破坏。

2.1.2 最佳超声时间

由上图可知，图像有峰值，当它的时间超过1.5h后，图像开始呈下降趋势，可能因为时间延长，黄酮物质会不稳定，随后发生分解或可能转化为其它的物质，所以适宜提取黄酮的时间为1.5h。

2.1.3 最佳料液比

由图可以看出，图像变化幅度较时间的影响稍大一些，也呈山峰状态，有峰值。当超过1：50时，呈下降的趋势，料液比的多少，体现的是其与黄酮的接触面积，以及溶解黄酮的多少，当达到最高，呈平稳趋势，说明黄酮已经被全部溶解[12]。故不再增加。

2.1.4 最佳的超声功率

超声功率的影响，对红小豆黄酮的吸光度值影响小，图像幾乎呈平稳状态。

2.2 正交实验

正交时，需要注意的是，在正交试验中各因素的水平数减1再加上1，便能得出最少试验次数，和处理组合数。本实验的试验次数为9次。

影响红小豆黄酮提取率的因素有4个：乙醇体积分数，超声时间，料液比，超声功率。综合显示得到，它们按影响大小来看，对黄酮的提取率影响最大的是料液比C，接下来是乙醇体积分数A，然后是超声时间B，而第四超声功率D对实验影响几乎没有。所以综合考虑各因素的交互作用选择最佳优化条件为A2B1C2D3，即体积分数为70%的乙醇溶液，超声震荡时间为50min，料液比1：50（g：mL）。以上述优化选取的工艺条件按上述步骤做验证试验结果显示总黄酮含量为0.297mg/g与正交试验结果基本一致。

2.3 7个品系红小豆种子中黄酮含量的比对

研究已经表明，饮食中丰富的黄酮摄入，可以降低乳腺癌、结肠癌、前列腺癌等癌症的风险，红小豆中黄酮含量是影响红小豆品质的一个重要因素，实验可以得出河北承德地区的红小豆黄酮含量比较高[14，15]。

3 结论与讨论

单因素实验的作用主要为正交实验以及后续的最优条件的分析提供相关理论依据，利用超声波清洗器来对红小豆黄酮的提取实验，取山西忻州玉米研究所广西巴马红小豆，将它作为要用的材料，从料液比、超声功率、超声时间、乙醇体积分数4个方面进行实验。阅读大量资料和参考了相关文献后[4-8]，确定进行红小豆黄酮提取的单因素实验的基本因素范围，乙醇体积分数为50%～90%、超声时间为0.5 h～2.5 h、料液比为1：30～1：70、超声功率为60～100 W[10-11] 。

在原有文献报道的有关黄酮提取方案的基础之上来进行工艺改进不仅能够使红小豆种子中的黄酮得到很好的应用，更能够缩短提取工艺流程节省投资，超声波提取法操作简便，能够通过优化提取工艺条件而提高提取率，测定不同种红小豆中黄酮的含量并选出含量最高的品种是本实验的目的，本实验很好的解决了这一问题，并能发现红小豆中黄酮含量相对之前参考文献研究的其它物种的黄酮得率更低一些，也为红小豆的进一步研究方向的确定，提供了一定的理论依据。

经过单因素实验、Spass软件分析以及正交验证性试验，根据上述结果，得出最优并且可行的红小豆黄酮提取条件是：在温度为33℃时，超声时间50min，乙醇体积分数为70%，料液比为1：50。不同品系即不同地区红小豆的含量显然是有差异的。河北承德品种黄酮含量最高；江西抚顺、河北玉田等品种黄酮含量次之，广西巴马品种黄酮含量最低。黄酮类物质是红小豆的主要功能性成分，因此在红小豆的利用上应考虑不同红小豆黄酮含量的差异。应充分利用黄酮含量最高的河北承德红小豆，使其产生更高的经济效益。

参考文献

[1]张波，薛文通.红小豆功能特性研究进展[J].食品科学，2012，

33（9）：264.

[2]周威，王璐，范志红.小粒黑大豆和红小豆提取物的体外抗氧化活性研究[J].食品科技，2008，33（9）： 145.

[3]楊楠，贾晓斌.黄酮类化合物抗肿瘤活性及机制研究进展[J].中国中药杂志，2015，40（3）：373.

[4]齐丽霞，郑彦峰.银杏叶总黄酮提取方法的比较研究[J].江西农业学报，2007，19（1）：80.

[5]王文文，袁艺.毛竹笋总黄酮提取工艺研究[J].安徽农业大学学报，2011，38（2）： 197.

[6]王莹，王华.花生壳中总黄酮提取工艺的研究[J].江苏农业科学，2013（02）：132 .

[7]任顺成，王鹏，王国良，等.常见食用豆类中黄酮类化合物含量的测定[J].中国粮油学报，2009，24（7）：132.

[8]吕萍，刘景圣.超声波法提取绿豆中的黄酮的最佳工艺研究[J].食品科学，2010，（8）：45.

[9]张波，薛文通.红小豆功能特性研究进展[J].食品科学，2012，（09）：121.

[10]袁春玲，郭伟英.超声循环法提取连钱草总黄酮[J].中国中药杂志，2007，32（3）：176.