超声波微波双辅助提取荔枝壳总黄酮工艺优化

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摘要：以购自泸州市合江县的荔枝（Litchi chinensis）壳为原料，为了优化超声波微波双辅助提取荔枝壳总黄酮工艺，以总黄酮得率为评价指标，在单因素试验基础上，采用正交试验优化提取工艺。结果表明，采用超声波微波双辅助提取荔枝壳总黄酮的最佳工艺条件为，以60%乙醇作提取剂、料液比为1∶30（m/V，g∶mL）、超声波提取时间为40 min、微波辐射时间为30 s、微波功率为500 W、微波间歇辐射2次，在此工艺条件下，总黄酮得率为38.59 mg/g。

关键词：荔枝（Litchi chinensis）壳；总黄酮；微波；超声波

中图分类号：R284.2 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）12-2880-03

Optimization of Ultrasonic-Microwave Assisted Extraction Process of Total Flavonoids from Litchi Pericarp

TU Hua，CHEN Bi-qiong，ZHOU Xi-lan

（Chemistry Staff Room， Luzhou Medical College，Luzhou 646000，Sichuan，China）

Abstract： Ultrasonic-microwave assisted method were applied to extract total flavonoids from Luzhou litchi（Litchi chinensis） pericarp. The extraction process was optimized by orthogonal design on the basis of single factor tests using the yield of total flavonoids as indicator. Results showed that the optimal extraction conditions were， 60% alcohol as extract solution， solid to liquid ratio at 1∶30（m/V，g∶mL）， ultrasonic treatment time for 40 min， microwave irradiation time for 30 s， microwave power at 500 W， and microwave irradiation for twice. The extraction yield of total flavonoids from litchi pericarp was 38.59 mg/g.

Key words： litchi（Litchi chinensis） pericarp； total flavonoids； ultrasonic extraction；microwave extraction

荔枝（Litchi chinensis）盛产于中国广东、广西、福建、四川、台湾等亚热带地区。荔枝果实富含多种营养成分，味甜。荔枝壳为荔枝的外果皮，含有多种活性成分，如黄酮类化合物、酚酸类物质，极具药用价值，其中黄酮类化合物具有保护心血管、抗氧化、抗炎抗病毒、调节免疫力等功能。因其具有广泛的药理活性和低毒性，成为了天然药物研究开发的热点[1]。因此，对荔枝壳中黄酮类化合物进行开发利用，对于提高农产品附加值、促进泸州地区特色农业经济发展具有深远意义。

荔枝壳总黄酮的提取方法很多，包括浸提法、热回流法、微波辅助提取法、超声波辅助提取法等。试验证明热回流法和浸提法虽然工艺简单，但存在溶剂消耗量大、耗时长、效率低的缺点。与传统的浸提法及热回流法相比，超声波辅助提取法利用超声波的空化作用加速植物中有效成分的溶出，具有溶剂消耗量少、速度快等特点。而微波辅助提取法通过微波使植物细胞内温度升高，使细胞内部压力增大而胀破，从而使有效物质流出，其特点是选择性好、操作方便、效率高等[2，3]。

采用超声波微波双辅助提取荔枝壳总黄酮，根据前期试验结果，选60%的乙醇溶液为提取剂[4]，通过探讨料液比、超声波提取时间、微波功率、微波辐射时间、微波辐射次数对总黄酮得率的影响，获得荔枝壳总黄酮超声波微波双辅助提取的最佳工艺条件，旨在为荔枝壳的深度开发提供参考[5，6]。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 仪器与设备 RE52CS-1型旋转蒸发器购自上海亚荣生化仪器厂，Q5200型超声波处理机购自昆山市超声仪器有限公司，MCR-3S型微波炉购自西安予辉仪器有限公司，SP-1901型双光束紫外可见分光光度计购自上海光谱仪器有限公司。

1.1.2 原料与试剂 大红袍品种新鲜荔枝购于泸州市合江县，其大小、形状和成熟度保持均一。试验中所用化学试剂均为分析纯。

1.2 方法

1.2.1 标准曲线的绘制 精确称取芦丁标准品适量，溶于30%乙醇溶液并配制成0.20 mg/mL的芦丁标准溶液。分别吸取上述标准溶液0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0 mL，置于6个50 mL的容量瓶中，加30%乙醇补至10.0 mL，再加50 g/L NaNO2 0.8 mL，摇匀静置6 min，加100 g/L硝酸铝0.8 mL，摇匀静置6 min，加1 mol/L的氢氧化钠10 mL，再用30%乙醇溶液稀释至刻度线，摇匀静置15 min，然后分别置于510 nm处测吸光度，绘制芦丁标准曲线，得回归方程。

1.2.2 总黄酮得率的测定 将荔枝壳总黄酮提取液蒸发浓缩至干，用30%乙醇溶液定容至25 mL，摇匀，放置过夜，再取1 mL该溶液置于50 mL容量瓶中。按1.2.1的方法，在510 nm处测定吸光度，再根据标准曲线求得浓度C（mg/mL）。

总黄酮得率（mg/g）=C×25×50/荔枝壳干物质的质量

1.2.3 总黄酮的提取 准确称取经烘干粉碎粒径为0.3 mm的荔枝壳粉末3.0 g于250 mL锥形瓶中，加入一定量60%的乙醇作提取剂，超声波辅助提取一定时间，然后在不同微波功率下辐射不同时间，取出冷却、过滤，2次重复，将2次滤液合并，按1.2.2的方法测总黄酮得率。

1.2.4 单因素试验 试验过程中以总黄酮得率为考察指标，探讨料液比（m/V，g∶mL，下同）、超声波提取时间、微波功率、微波辐射时间和微波辐射次数对总黄酮得率的影响。①料液比对荔枝壳总黄酮得率的影响。当提取剂为60%乙醇、超声波提取时间为30 min、微波功率为400 W、微波辐射时间为30 s时，2次重复，考察不同的料液比（1∶15、1∶25、1∶35、1∶45和1∶55）对总黄酮得率的影响。②超声波提取时间对荔枝壳总黄酮得率的影响。当提取剂为60%乙醇、料液比为1∶25、微波功率为400 W、微波辐射时间为30 s时，2次重复，考察不同的超声波提取时间（10、20、30、40和50 min）对总黄酮得率的影响。③微波功率对荔枝壳总黄酮得率的影响。当提取剂为60%乙醇、料液比为1∶25、超声波提取时间为30 min、微波辐射时间为30 s时，2次重复，考察不同的微波功率（100、200、300、400、500和600 W）对总黄酮得率的影响。④微波辐射时间对荔枝壳总黄酮得率的影响。当提取剂为60%乙醇、料液比为1∶25、超声波提取时间为30 min、微波功率为500 W时，2次重复，考察不同的微波辐射时间（10、20、30、40和50 s）对总黄酮得率的影响。⑤微波辐射次数对荔枝壳总黄酮得率的影响。当提取剂为60%乙醇、料液比为1∶25、超声波提取时间为30 min、微波功率为500 W，考察微波辐射次数对总黄酮得率的影响。第一次微波辐射30 s时取出冷却，测吸光度，再次辐射30 s，取出冷却，测吸光度，如此重复操作4次。

1.2.5 正交试验 在单因素试验基础上，对主要影响因素料液比、超声波提取时间、微波功率、微波辐射时间进行L9（34）正交试验，以获得最佳工艺条件，试验因素与水平见表1。

2 结果与分析

2.1 标准曲线方程

将所测数据进行线性回归，得回归方程为A=0.853 6C+0.000 4，相关系数r=0.996 6，式中，C（mg/mL）为溶液中总黄酮的浓度，A为溶液的吸光度。

2.2 单因素试验结果与分析

2.2.1 料液比对荔枝壳总黄酮得率的影响 由图1可知，总黄酮得率随着料液比的减少而增加，当料液比为1∶35、1∶45和1∶55时，总黄酮得率差别不大，因此，料液比采用1∶35较为合适。

2.2.2 超声波提取时间对总黄酮得率的影响 由图2可知，当其他条件一定时，总黄酮得率随着超声波提取时间的延长而提高，在超声波提取时间为30 min时达到最大，之后略有降低。从提取效率和节约成本的角度考虑，超声波提取时间选为30 min较为合适。

2.2.3 微波功率对总黄酮得率的影响 由图3可知，随着微波功率升高，总黄酮得率也随之升高，当微波功率为400 W时，溶液开始沸腾，在微波功率为500 W时达到最大值，微波功率为600 W时，总黄酮得率反而下降，这是因为温度太高使原料中的有效成分发生了变性或降解。因此，微波功率选为500 W。

2.2.4 微波辐射时间对总黄酮得率的影响 由图4可知，随着微波辐射时间的延长，总黄酮得率随之提高，开始的时候上升较快，当微波辐射时间为30 s时，溶液开始沸腾，并且微波辐射时间超过30 s后，总黄酮得率提高很缓慢，所以选择微波辐射时间为30 s。

2.2.5 微波辐射次数对总黄酮得率的影响 试验结果表明，随着微波辐射次数的增加，总黄酮得率也逐渐提高，超过2次以后增加较缓，考虑到节省时间，微波间歇辐射2次为宜。

2.3 正交试验结果与分析

由表2可知，各因素的影响排序为C>D>A>B，最佳工艺组合为A1B3C3D2，即最佳工艺条件为微波功率500 W、微波辐射时间30 s、料液比1∶30、超声波提取时间40 min、微波间歇辐射2次。在此条件下进行验证试验，结果表明，总黄酮得率为38.59 mg/g，稍低于正交试验的A1B3C3D3组合，考虑到两个条件下得率差别不大，为了尽可能节约能源、时间以及成本，最后还是选择A1B3C3D2作为最佳方案。

3 结论

超声波微波双辅助提取荔枝壳总黄酮的最佳工艺条件为：在常压下，当荔枝壳颗粒大小为0.3 mm时，选择60%乙醇作为提取剂，料液比为1∶30，超声波提取时间为40 min，微波功率为500 W，微波辐射时间为30 s，微波间歇辐射2次，在此条件下总黄酮得率可达38.59 mg/g。

参考文献：

[1] 罗艺萍.黄酮类化合物的药理活性研究进展[J].亚太传统医药，2010，6（4）：126-128.

[2] 宋凤燕.荔枝果皮中类黄酮提取工艺研究[J].安徽农业科学，2010，38（4）：2050-2052.

[3] 杨 宝，赵谋明，李宝珍，等.荔枝壳黄酮类物质的醇提工艺[J].食品与发酵工艺，2005，31（4）：144-146.

[4] 涂 华，陈碧琼，张燕军.超声波提取荔枝壳总黄酮的工艺研究[J].安徽农业科学，2011，39（14）：8350-8352.

[5] 顾仁勇，朱爱华，王文熙，等.超声波预处理微波萃取葛根总黄酮的工艺优化[J].食品科学，2011，32（10）：57-59.

[6] 麻明友，肖卓炳，吴显明，等.葛根总黄酮的超声微波双辅助萃取研究[J].食品科学，2009，30（24）：242-244.