黑果腺肋花楸中白藜芦醇的提取工艺研究
2021-04-01郭长婕邢梦思李雨哲赛昊男
郭长婕,邢梦思,李雨哲,赛昊男,杨 柳
(长春大学 食品科学与工程学院,吉林 长春 130000)
黑果腺肋花楸,别名野樱莓或不老莓,多年生落叶蔷薇科灌木,原产于美国东北部,目前在我国东北地区大量种植。黑果腺肋花楸果实中富含白藜芦醇、多酚和花色苷等活性物质,其果实虽然能够生食,但是想要最大程度利用其营养价值则需要加工成保健食品、果酱、饮料等产品。
白藜芦醇的化学名为 3,4,5-三羟基二苯乙烯,属于单宁质多酚,在水中的溶解度较低,易溶于有机溶剂。白藜芦醇具有治疗心力衰竭、防癌、调节雌激素和降低心脑血管疾病发病率等功能,在心脑血管疾病和癌症的防治方面具有良好的发展前景。
目前,提取白藜芦醇的方法主要有超声波辅助法、超临界CO2萃取法、酶解法、溶剂提取法、微波辅助萃取法等。采用超声波辅助法提取白藜芦醇,操作简单,提取时间短,得到的样品白藜芦醇含量高。本研究以黑果腺肋花楸为原料,采用超声波辅助法提取白藜芦醇,以期为研究开发相关保健产品提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
黑果腺肋花楸:市售。
白藜芦醇标准品(纯度>98%),无水乙醇,甲醇。
1.2 仪器与设备
101-3A电热恒温鼓风干燥箱,JA1003分析天平,超声波仪器,TD4C离心机,752紫外可见分光光度计。
1.3 实验方法
1.3.1 白藜芦醇标准曲线的绘制
1.3.1.1 标准曲线样品的制备
准确称取1000 μg白藜芦醇标准品于10 mL容量瓶中,用60%甲醇水溶液定容至刻度,得到浓度为100 μg/mL的白藜芦醇标准品溶液,样品冷藏备用。
1.3.1.2 标准曲线的绘制
准确称取1000 μg白藜芦醇标准品于10 mL容量瓶中定容,得到浓度为100 μg/mL的白藜芦醇储备液。将储备液配制成2、4、6、8、10 μg/mL的标准液系列。在306 nm处测吸光度,绘制标准曲线(见图1)。得到回归方程为y=0.3265x+0.1089(R2=0.9875),其中,y为吸光度值,x为白藜芦醇标准品的质量浓度。
图1 白藜芦醇标准曲线
1.3.2 单因素实验
1.3.2.1 乙醇浓度对白藜芦醇提取量的影响
准确称取2.0 g黑果腺肋花楸粉末5份,进行超声辅助提取,乙醇浓度分别为50%、60%、70%、80%、90%;将提取所得产物离心15 min,取离心后的液体1.2 mL,用70%乙醇定容至10 mL;取2 mL上述溶液,用甲醇定容至25 mL;最后使用紫外可见分光光度计测得吸光度,带入线性回归方程中求出白藜芦醇提取量,确定最佳乙醇浓度。
1.3.2.2 提取时间对白藜芦醇提取量的影响
准确称取2.0 g黑果腺肋花楸粉末5份,在最佳乙醇浓度条件下进行超声辅助提取,分别提取10、30、50、70、90 min。考察提取时间对白藜芦醇提取量的影响,确定最佳提取时间。
1.3.2.3 提取温度对白藜芦醇提取量的影响
准确称取2.0 g黑果腺肋花楸粉末5份,在最佳乙醇浓度和提取时间条件下进行超声辅助提取,提取温度分别为35、40、45、50、55 ℃。考察提取温度对白藜芦醇提取量的影响,确定最佳提取温度。
1.3.2.4 料液比对白藜芦醇提取量的影响
准确称取2.0 g黑果腺肋花楸粉末5份,在最佳乙醇浓度、提取时间和提取温度条件下进行超声辅助提取,料液比分别为1∶5、1∶10、1∶15、1∶20、1∶25。考察料液比对白藜芦醇提取量的影响,确定最佳料液比。
1.3.3 正交试验
在单因素实验的基础上,进行正交试验,对提取工艺进行优化,正交试验因素水平见表1。
表1 正交试验因素水平
2 结果与分析
2.1 单因素实验结果
2.1.1 乙醇浓度对白藜芦醇提取量的影响
从图2可知,当乙醇浓度为70%时,白藜芦醇提取量达到最大值;随着乙醇浓度的继续增加,白藜芦醇提取量逐渐降低。可能浓度过高的乙醇会对白藜芦醇的结构造成破坏,故乙醇浓度应选择70%。
图2 乙醇浓度对白藜芦醇提取量的影响
2.1.2 提取时间对白藜芦醇提取量的影响
从图3可知,当提取时间为30 min时,白藜芦醇提取量达到最大值;随着提取时间的继续延长,白藜芦醇提取量反而减少。可能白藜芦醇已被完全提取,延长时间并不能使提取量增加,故提取时间应选择30 min。
图3 提取时间对白藜芦醇提取量的影响
2.1.3 提取温度对白藜芦醇提取量的影响
从图4可知,当提取温度为 45 ℃时,白藜芦醇提取量达到最大值;随着提取温度的继续升高,白藜芦醇提取量逐渐降低。可能温度过高会造成白藜芦醇的损失,故提取温度应选择45 ℃。
图4 提取温度对白藜芦醇提取量的影响
2.1.4 料液比对白藜芦醇提取量的影响
从图5可知,当料液比为1∶10时,白藜芦醇提取量达到最大值;随着料液比的继续增加,白藜芦醇提取量逐渐降低。因此,料液比应选择1∶10。
图5 料液比对白藜芦醇提取量的影响
2.2 正交试验结果
从表2可知,各因素对白藜芦醇提取量的影响顺序为乙醇浓度>料液比>提取温度>提取时间。白藜芦醇的最佳提取工艺为乙醇浓度70%、料液比1∶15、提取温度45 ℃、提取时间50 min,在此条件下,白藜芦醇提取量为1.702 μg/mL。
3 结论
采用超声波技术对黑果腺肋花楸中白藜芦醇的提取工艺进行研究。通过单因素实验和正交试验获得最佳提取工艺参数:乙醇浓度70%、料液比1∶15、提取温度45 ℃、提取时间50 min,在此条件下,白藜芦醇提取量为1.702 μg/mL。超声波辅助法操作简单,提取时间短,得到的样品白藜芦醇含量高,可为相关产品的开发提供理论依据。
表2 正交试验结果