超声波法提取苦丁茶总黄酮含量的工艺

光　谱　实　验　室ChineseJournalofSpectroscopyLaboratoryVol.28,No.3May,2011

超声波法提取苦丁茶总黄酮含量的工艺

杜娜娜　盛良全　蒋雪月

(阜阳师范学院化学化工学院　安徽省阜阳市清河东路741号　236041)

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摘　要　采用超声波提取法,通过单因素实验和正交试验优选出苦丁茶中总黄酮的最佳提取工艺。苦丁茶总黄酮最佳提取工艺为:料液比(g/mL)1∶30,乙醇浓度70%,超声功率80W,提取时间20min。在此条件下,苦丁茶中的总黄酮含量为21.151mg/g,RSD=0.85%(n=3)。

关键词　苦丁茶;黄酮;超声波;正交试验

中图分类号:O657.32　　　文献标识码:A　　　文章编号:1004-8138(2011)03-1447-04

1　引言

苦丁茶广泛分布在我国广西、广东、海南、福建、贵州等地,是我国传统的饮料和药用植物,具有生津止渴、清热解毒、降压减肥等多种功效,其所含主要生理活性物质为黄酮类化合物保健作用

[3—5]

[1,2]

。研究表

明,黄酮类化合物具有消炎、改变体内酶活性、改善微循环、解痉、抑菌、抗肝炎病毒、抗肿瘤等生理

。因此,苦丁茶作为特殊风味饮料和营养保健药品均有重要的开发利用价值。超声提

取原理是利用超声波在液体中产生“空穴作用”,破坏植物细胞和细胞膜结构,从而增加细胞内溶物通过细胞膜的穿透能力,有助于黄酮类化合物的释放与溶出;超声波使提取液不断震荡,有助于溶质扩散,缩短了提取时间,提高了有效成分的提取率和原料的利用率[6,7]。采用超声波法提取苦丁茶中黄酮类化合物,取得较好的效果。

2　实验部分

2.1　试剂

苦丁茶(安徽天方茶业有限公司);芦丁对照品(98%,批号:100080-200603,天津一方科技有限公司);其他试剂均为分析纯。实验用水为蒸馏水。2.2　仪器与设备

JK-100DB型数控超声波清洗器(合肥金尼克机械制造有限公司);UV-1600型紫外可见分光光度计(北京瑞利分析仪器公司);SP-722可见分光光度计(上海光谱仪器有限公司);DHC-766-3型远红外快速干燥箱(湖北省黄石市医疗器械厂);SHB-ⅢS循环水式多用真空泵(郑州长城科工贸有限公司)。

󰀁阜阳师范学院自然科学资助项目(2007LQ06)

󰀁联系人,电话:(0558)33844139;传真:(0558)2596249;E-mail:fysfxybylw@163.com

作者简介:杜娜娜(1982—),女,安徽省阜阳市人,讲师,硕士,主要从事色谱分析的研究和教学工作。收稿日期:2011-02-20;接受日期:2011-03-101448

光谱实验室第28卷

2.3　实验方法

2.3.1　校准曲线的绘制

准确称取芦丁对照品0.0200g。用70%乙醇溶解,转入100mL容量瓶中,用70%乙醇定容至刻度,摇匀。此芦丁标准溶液浓度为0.2mg/mL。

准确吸取芦丁标准溶液(C1=0.2mg/mL)0.00,2.00,4.00,6.00,8.00,10.00mL于50mL的容量瓶中,用蒸馏水稀释至10.00mL,再加入5%亚钠溶液0.5mL,摇匀,静置6min,再加10%铝溶液0.5mL,摇匀,静置6min,然后加1mol/L氢氧化钠溶液5mL,用蒸馏水稀释至刻度,摇匀,静置10min。以试剂空白为参比,在510nm处测定吸光度,以芦丁对照品浓度C为横坐标,吸光度A为纵坐标,得回归方程A=11.946C+0.0029,r=0.9998,结果表明,芦丁对照品在0.016—0.040mg/mL范围内线性关系良好。2.3.2　总黄酮提取工艺流程及含量测定

苦丁茶经恒温(60℃)干燥,粉碎后过60目筛备用。准确称取苦丁茶粉末1g,按一定料液比加入乙醇,在一定温度和一定时间下超声提取。减压抽滤,用少许提取剂洗涤,合并滤液与洗液,用提取剂定容至50mL容量瓶。

准确量取1mL样品溶液至100mL容量瓶中,按上述校准曲线进行操作,由线性回归方程计算试液中的总黄酮含量。

3　结果与讨论

3.1　超声提取总黄酮的单因素实验3.1.1　料液比对黄酮提取率的影响

准确称取1g苦丁茶粉末,按不同料液比(g/mL)在40℃,超声波功率80W,用70%乙醇提取15min,提取液按2.3.2节进行测定。结果如图1所示,随料液比增加,黄酮提取率也随之增加,当料液比大于1∶25后,黄酮提取率增幅减小。料液比对提取率有较大影响,溶剂用量越大,提取率越高,但过大的料液比会造成溶剂和能源的浪费,并给后面测定带来困难。通过对提取量、溶剂用量和能量耗损的综合考虑,本实验选用料液比为1∶25。

3.1.2　乙醇浓度对黄酮提取率的影响

准确称取1g苦丁茶粉末,按料液比(g/mL)

1∶25,在40℃,超声波功率80W,用不同浓度的乙醇提取15min,提取液按2.3.2节进行测定,结果如表1所示。由表1可知,随乙醇浓度的增加,提取率不断增大,当乙醇浓度达到70%时,总黄酮提取率最大。本实验选用乙醇浓度为70%。

表1　乙醇浓度对黄酮提取率的影响

乙醇浓度(%)提取率(mg/g)5017.6266018.7117019.9948019.4059019.743图1　料液比对提取率的影响

第3期杜娜娜等:超声波法提取苦丁茶总黄酮含量的工艺

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3.1.3　超声时间对黄酮提取率的影响

准确称取1g苦丁茶粉末,按料液比(g/mL)1∶25,在40℃,超声波功率80W,70%乙醇提取不同时间,提取液按2.3.2节进行测定,结果如表2所示。由表2可知,随提取时间的增加,总黄酮量有所增加,但在时间达到15min后的总黄酮量趋于平衡。由于黄酮类物质具有抗氧化性,过长时间暴露在外,容易被氧化破坏。本实验选用提取时间为15min。

表2　超声时间对黄酮提取率的影响

超声时间(min)提取率(mg/g)

515.718

1016.859

1519.107

2019.332

2519.504

3.1.4　超声功率对黄酮提取率的影响

准确称取1g苦丁茶粉末,按料液比(g/mL)1∶25,在40℃,不同超声波功率,70%乙醇提取15min,提取液按2.3.2节进行测定,结果如表3所示。由表3可知,随超声功率的升高提取量较快增大,但升到一定功率时,再增大功率其提取量增加并不明显,但随着功率的增加,耗电量不断增加。综合各方面因素,本实验提取的超声功率为80W。

表3　超声功率对黄酮提取率的影响

超声功率(W)提取率(mg/g)

6019.092

7019.799

8020.135

9020.221

10020.314

3.2　正交试验

根据单因素实验结果,选取对提取率影响较大的3个因素:超声时间(A)、料液比(B)、乙醇浓度(C)作为考察因素,以黄酮含量为考察指标,采用L9(3)正交试验设计,对提取条件进行优化(表4及表5)。

正交试验结果表明,在超声功率80W的条件下,影响超声波提取苦丁茶总黄酮的因素主次顺序为A>B>C,即超声时间影响最大,料液比次之,乙醇浓度对实验结果影响最小,由此确定最佳工艺为A3B3C2,即采用70%乙醇溶液在料液(g/mL)比为1∶30的条件下超声提取20min。

表4　苦丁茶总黄酮提取正交试验

水平123

超声时间A(min)

101520

料液比B(g/mL)

1∶201∶251∶30

乙醇浓度C(%)

607080

3

表5　正交试验结果与分析

试验号

A

1234567k1k2k3R11122233317.01919.25019.5102.491因素B12323131217.44318.79519.12.098C12331223118.00919.18518.5841.176总黄酮含量(mg/g)15.38617.76817.90219.319.56918.63721.15118.30619.073

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光谱实验室第28卷

3.3　验证试验

根据3.2节的分析结果,依照提取工艺A3B3C2提取苦丁茶样品的总黄酮量,重复3次,结果得出苦丁茶总黄酮含量分别为21.022、21.356mg/g和21.075mg/g,黄酮平均含量为21.151mg/g,相对标准偏差RSD=0.85%(n=3),表明该工艺精密度良好。3.4　对比试验

从表6可知,与常规浸泡法相比,超声提取法提取黄酮时,提取时间短,溶剂用量少,而提取率是常规浸泡法的1.14倍。

表6　提取方法比较

提取方法常规浸泡法超声提取法

提取时间(h)241/3

提取温度(℃)4040

料液比(g/mL)1∶301∶30

提取率(mg/g)18.55221.151

4　结论

采用L9(3)正交试验研究结果表明,影响超声波提取苦丁茶总黄酮的主要因素是超声时间和料液比,其次是乙醇浓度。优化工艺为A3B3C2,即料液比(g/mL)1∶30,乙醇浓度70%,超声功率80W,超声时间20min,总黄酮含量为21.151mg/g。

3

参考文献

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UltrasonicExtractionProcessofTotalFlavonesfromKudingTea

DUNa-Na　SHENGLiang-Quan　JIANGXue-Yue

(SchoolofChemistryandChemicalEngineering,FuyangTeachersCollege,Fuyang,Anhui236041,P.R.China)

Abstract　Totalflavoneswereextractedfromkudingteabysinglefactortestandorthogonaltestundertheultrasonicextractiontechnique.Theoptimizationtechnologyofultrasonicextractionofflavonoidsinkudingteawasobtained.Theoptimizationconditionswereobtainedasextractionsolventof70%ethanol,ultrasonicpowerof80W,ultrasonictimeof25minandtheratioofsolid-liquidof1∶30(g/mL).Thecontentoftotalflavoneswas21.151mg/g.RSDwas0.85%(n=3).

Keywords　KudingTea;TotalFlavones;UltrasonicExtraction;OrthogonalTest