糙米黄酮的提取及其抗氧化作用的研究

陈　昊，刘彦琳，谭晶鑫，曲　君，丁　利

(辽宁工业大学 化学与环境工程学院，辽宁 锦州　121001)

长期以来，稻米是我国的传统主食，所以对稻米加工利用的报道较多，而对糙米的开发利用却缺乏研究。糙米是稻米经过加工后的一种米，去壳后仍然保留些许外层组织，如皮层、糊粉层和胚芽。这些外层组织内含丰富的营养，比起精米更富有许多维他命、矿物质与膳食纤维，所以糙米向来被认为是一种健康食品[1]。稻米中含有黄酮、生物碱等生物活性物质，黄酮类化合物生理活性有很多，具有抗氧化、抗菌、抗病毒、消炎镇痛活性及保肝活性和抗疲劳作用，此外还有抗衰老、降血脂、降压、提高机体免疫力等药理活性[2]。黄酮类化合物广泛应用于食品工业、医药工业和化妆品工业[3-4]。近年来，植物中高活性、高纯度黄酮类化合物的提取受到了人们的关注。因此，对天然黄酮类化合物的提取分离、测定及应用的研究前景广阔。

本论文采用正交实验法优化糙米中总黄酮的提取工艺，并测定所提黄酮的抗氧化作用。

1　实验

1.1　标准曲线绘制

本实验由芦丁标准品配制标准液用来测定糙米中黄酮的含量，以芦丁质量浓度C(mg/mL)对吸光度A进行直线回归，方程为A=6.625C-0.0135，R2=0.99973。在测定糙米中黄酮含量时，即可将测得的吸光度代入回归方程中，计算糙米中黄酮的提取量。

1.2　糙米黄酮的提取

称取干燥的糙米粉碎后过筛，然后将糙米置于干燥的锥形瓶中，按比例加入不同浓度的乙醇溶液，在不同的温度下进行提取。然后用离心机离心或滤膜过滤，得到糙米黄酮提取液。利用NaNO2-Al(NO3)3显色法测定黄酮的提取量。

1.3　单因素试验和正交试验

以糙米黄酮的提取量为测定指标，研究提取温度、提取时间、料液比、乙醇浓度等因素对糙米黄酮提取量的影响；然后以此四因素设计正交试验确定最佳提取条件。

1.4　糙米黄酮的抗氧化性

本论文采用邻二氮菲亚铁化学法测定其抗氧化性。Fenton反应产生羟自由基：H2O2+Fe2+=·OH +OH-+Fe3+，Fe2+与邻二氮菲生成红色配合物，加入提取液后，减弱了·OH对Fe2+/邻二氮菲的氧化作用，引起吸光度变化[5]。

2　结果与分析

2.1　单因素考察

2.1.1料液比对糙米黄酮提取量的影响

图1为料液比对糙米黄酮提取量的影响，由图可知，随着料液比的增大，黄酮提取量不断上升，当达到1∶35时，黄酮提取量上升趋于平缓。这是因为随着料液比增加，传质动力增加，黄酮容易溶出，当料液比为1∶35 时，已将样品中的黄酮基本溶出，再增大料液比，黄酮化合物的溶出量变化不大。即一定比例的溶剂就将有效成分基本溶出完全。

图1　料液比对糙米黄酮提取量的影响

2.1.2乙醇浓度对糙米黄酮提取量的影响

图2　乙醇浓度对糙米黄酮提取量的影响

图2为乙醇浓度对糙米黄酮提取量的影响。由图可知，从30%～50%，随着乙醇浓度的增加，黄酮提取量增加，当乙醇浓度达到50%时，黄酮类化合物溶解度最大，得率最高；而后乙醇浓度再增加，黄酮类化合物溶解度减少，可能是一些醇溶性杂质、亲脂性强的成分溶出量增加，干扰因素增大，与黄酮类物质竞争同乙醇-水分子结合，导致黄酮类化合物的提取量下降[5]。

2.1.3提取时间对糙米黄酮提取量的影响

图3　提取时间对糙米黄酮提取量的影响

图3为提取时间对糙米黄酮提取量的影响。由图可知，随着提取时间的增长，黄酮提取量不断增加，在5 h以后，提取量增加缓慢。这是因为在浸提时间低于5 h时，提取溶剂中的黄酮浓度低，而糙米中黄酮含量高，两个体系有高浓度差，传质推动力大，所以黄酮浸出量增加。而提取到5 h时，糙米中的黄酮已经大部分被溶出，再增加提取时间，溶出少量，增加不明显；并且随着浸提时间的延长，部分黄酮开始被氧化而导致其得率不再增加。

2.1.4提取温度对糙米黄酮提取量的影响

图4　提取温度对糙米黄酮提取量的影响

图4为提取温度对糙米黄酮提取量的影响，由图可知，随着温度的升高，黄酮提取量逐渐增加，这是因为温度升高，分子运动速度加快，使黄酮类物质更易从细胞转移到溶剂中。但随温度升高和加热时间的延长，黄酮类物质被氧化破坏而导致其提取量不再增加甚至下降；而且大量醇溶性杂质溶解速度显著加快，干扰黄酮类化合物的浸出速率。

2.2　糙米黄酮最佳工艺的确定

选取四个因素进行正交试验，分别为：提取温度、提取时间、料液比、乙醇浓度；各水平所选因素列于表1中。

表1　正交试验表

所得实验结果及极差分析列于表2中，从极差R的大小可见，所考察的4个因素中，对糙米黄酮提取量的影响程度依次为B>A>D>C。而乙醇提取糙米黄酮化合物最佳条件组合为A2B3C3D3，即提取温度60℃，提取时间6 h，料液比为1∶40，乙醇浓度为60%，糙米黄酮的提取量为0.556 mg/g。

表2　正交试验结果分析

表2(续)

2.3　糙米黄酮的抗氧化性

图5　糙米黄酮、VC对·OH的清除能力

图5为糙米黄酮、VC对·OH的清除能力，由图可知，随着质量浓度的增加，糙米黄酮和VC对·OH自由基的清除能力均呈现增强的趋势，表明糙米黄酮和VC对·OH的清除能力与其质量浓度具有明显的量效关系。同时，还可以看出在相同质量浓度下，糙米黄酮对·OH的清除能力要大于VC对·OH的清除能力。

3　结论

(1)通过单因素考察、正交实验分析得出影响糙米黄酮提取率因素顺序：提取时间>提取温度>乙醇浓度>料液比。确定了黄酮的最佳提取条件为：提取温度60℃，提取时间6 h，料液比为1∶40，乙醇浓度为60%。在此条件下，黄酮提取量0.556 mg/g；

(2)糙米黄酮对·OH自由基具有一定清除作用，且随糙米黄酮质量浓度的增加，糙米黄酮对·OH自由基的清除能力亦增强；在同质量浓度下，糙米黄酮对·OH的清除能力大于VC对·OH的清除能力。

[1]童鑫.全谷物糙米酚类物质调节脂质代谢作用及其机制[D].广州:华南农业大学,2016.

[2]王晓波,黄叠玲,刘冬英,等.鸡骨草总黄酮清除自由基及抑制亚硝化作用研究[J].时珍国医国药,2012,23(4):942-944.

[3]黄欣欣.大果山楂黄酮类物质的提取及其抗氧化性和降血脂功能研究[D].南宁:广西大学,2015.

[4]尤晓琳.正交试验研究紫荆果总黄酮提取工艺及对羟自由基清除活性[J].粮食与油脂,2014,27(3):54-57.

[5]Sahreen S,Khan M R,Khan R A.Evaluation of antioxidant activities of various solvent extracts of Carissa opaca fruits[J]. Food Chem,2010,122:1205-1211.