微波辅助提取薏米多酚工艺的研究

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摘要：本研究利用微波辅助技术提取薏米中多酚类物质，对溶剂浓度、微波火力、提取溶剂料液比以及微波提取时间4个单因素条件进行提取工艺优化，并在单因素试验的基础上，设计正交试验确定最佳工艺条件。结果表明，最佳工艺条件为乙醇浓度60%、微波火力为中火、料液比 （W/V）1∶40、提取时间2.0 min。薏米多酚得率为376.81 mg/kg。该工艺操作简单方便，可为薏米多酚提取利用提供技术支持。

关键词：薏米；微波辅助提取；多酚

中图分类号：S519.032文献标识号：A文章编号：1001-4942（2016）06-0133-03

薏米又叫薏苡仁、苡仁，是禾本科一年生草本谷类植物，在中国、日本等国家被广泛食用，在日本被列为防癌食品[1]。近年来，随着生活水平不断提高，人们越来越注重有益于健康的饮食和生活方式[2]。多酚类物质广泛存在于植物性食物当中，而薏米中多酚类物质含量比较丰富。多酚类物质抗氧化活性显著，能够清除细胞中的游离基，细胞中游离基过多会增强氧化能力从而破坏生物大分子。有研究报道薏米多酚对肿瘤细胞具有较明显的抑制增殖作用[3]。所以研究薏米多酚类化合物的提取和分离最佳条件，进而深入研究薏米的抗癌保健功效有重要意义。本文采用微波辅助法提取薏米多酚，以单因素试验结合正交试验的方法确定最佳提取工艺，以期为薏米的开发利用提供参考。

1材料与方法

1.1材料与试剂

薏米；没食子酸；Folin phenol试剂；无水乙醇、碳酸钠均为国产分析纯。

1.2仪器

MK-JJ-2型组织捣碎机（金坛市华城科教设备仪器厂）；CP-214电子天平（上海仪展衡器有限公司）；RE-2010型旋转蒸发仪（上海予华仪器设备有限公司）；LG-10M型离心机（四川蓉飞生物科技有限公司）；UV-2000 型可见分光光度计（上海尼柯仪器有限公司）；微波炉（广东格兰仕集团有限公司）。

1.3试验方法

1.3.1没食子酸标准曲线的制备精确称取没食子酸，分别配制成浓度为0、10、20、30、40、50、60、80 μg/mL的没食子酸溶液。移取1 mL各浓度没食子酸溶液于小烧杯中，各加入Folin phenol试剂1 mL，然后各加入7.5% Na2CO3溶液3 mL，摇匀，室温条件下避光反应30 min，在波长765 nm处测定吸光度值。以没食子酸浓度为横坐标，以吸光度值为纵坐标，绘制没食子酸标准曲线。

1.3.2薏米多酚的提取用组织捣碎机将薏米破碎，过60目筛处理。加入提取溶剂，将薏米浸泡液进行微波提取。离心后取上清液，经过旋转蒸发，得到薏米多酚的粗提物。

1.3.3薏米多酚含量的测定将多酚粗提物用蒸馏水定容至50 mL。移取1 mL提取液于小烧杯中后按1.3.2方法测定吸光度值，记录数据。根据吸光度和稀释倍数计算薏米多酚得率。

1.3.4微波提取薏米多酚单因素试验精确称取薏米粉末若干份，每份4.0 g，置于500 mL烧杯中，根据单一变量原则，对溶剂浓度、提取火力、料液比、提取时间4个单因素进行试验。设置各因素水平如下：溶剂浓度分别为40%、50%、60%、70%、80% 乙醇5个水平；微波火力设定为低火、低中火、中火、中高火、高火5个水平；料液比（W/V）设定为1∶30、1∶40、1∶50、1∶60、1∶70共5个水平；提取时间设定为0.5、1.0、1.5、2.0、3.0 min 5个水平。分别考察各单因素对薏米多酚提取的影响。

1.3.5正交试验在单因素试验基础上设计L9（34）正交试验，研究4个因素之间的相互作用对微波辅助提取薏米多酚的影响，优化薏米多酚提取工艺，确定最佳提取条件。

2结果与分析

2.1没食子酸标准曲线图制备

以没食子酸浓度（μg/mL）为横坐标，吸光度值为纵坐标，绘制没食子酸标准曲线见图1，得到没食子酸浓度（x）与吸光度（y）之间的回归方程：y=0.036x+0.0388，回归系数R2=0.998。没食子酸浓度在0～80 μg/mL范围内，吸光度值与没食子酸浓度线性关系良好。

2.2微波提取薏米多酚单因素试验结果

2.2.1乙醇浓度对多酚得率的影响按照微波辅助薏米多酚提取工艺流程，在固定料液比为1∶40、微波火力中火、微波提取1.5 min的条件下，多酚得率随着乙醇浓度先增大后减小，当浓度为60%时，多酚得率为290 mg/kg，达到最大。这可能与多酚物质的溶解性有关，当薏米多酚的极性与乙醇溶液的极性相差不大时，多酚类物质更易于释放[4]，多酚得率就高。然而不断增大乙醇浓度，蛋白质等生物大分子会发生变性沉淀反应，会阻止多酚物质扩散到提取溶剂中，导致多酚得率降低[5]。

2.2.2微波火力对多酚得率的影响固定料液比为1∶40、加入60%乙醇、微波作用1.5 min条件下，薏米多酚得率也随着微波火力的增大而增大，本试验中达到最高火力得率仍没有降低。这也说明多酚比较耐受高强的微波。

2.2.3料液比对多酚得率的影响加入60%乙醇、微波火力高火、提取1.5 min的条件下，随着溶剂量的增加，多酚得率呈现先上升后下降趋势，在料液比为1∶40时，多酚得率达到最大，为310 mg/kg。继续增加溶剂量，多酚得率不升反降，可能因为乙醇沸点较低，加热时由于溶液体积大，更多乙醇因沸腾使体积减少，从而影响薏米多酚得率[6]。

2.2.4提取时间对多酚得率的影响固定料液比为 1∶40、加入60%乙醇、微波火力高火的条件下，当提取时间为1.5 min时，多酚得率达到最大值，为350 mg/kg；继续延长微波提取时间，多酚含量反而逐渐减少。可以推测过度延长微波提取时间会使多酚类活性下降或降解，从而降低得率。

2.3正交试验结果

在各因素最佳值附近选取3个水平，进行4因素3水平正交试验（表1），以研究4个因素的相互作用对薏米多酚得率的影响，从而确定最佳提取工艺。

从正交试验结果（表2）可知，4个因素对薏米多酚得率影响强度依次为：料液比、微波火力、提取时间、乙醇浓度；薏米中多酚提取的最佳条件为：浓度60%的乙醇为提取溶剂，微波火力设定为中火，料液比为1∶40，提取时间设定为2.0 min，在此提取条件下薏米多酚得率达到最大，为376.81 mg/kg。

3结论

本试验采用微波辅助提取薏米多酚，在单因素基础上设计正交试验研究最佳提取条件，提高了得率，缩短了提取时间，工艺简单可行，对环境无不良性影响。采用乙醇为提取溶剂，容易获取且实验效果优良。由于薏米中结合酚量远少于自由酚，本试验没有进行结合型多酚的提取，得到的多酚提取量与王立峰等[7]用丙酮测得的自由酚含量相比略低，这可能跟薏米品种、质量、生长环境以及提取溶剂等不同有关。

参考文献：

[1]刘月好. 薏米的营养及其在食品中的开发应用[J]. 食品科技， 2003（9）：47-49.

[2]周忠宇， 吕慧卿， 郑丽萍， 等. 浅析薏米的开发利用价值[J]. 杂粮作物， 2006， 26（1）： 58-59.

[3]王立峰， 陈静宜， 谢慧慧， 等. 薏米多酚细胞抗氧化及 HepG2细胞毒性和抗增殖作用[J]. 中国农业科学， 2013， 46（14）： 2990-3002.

[4]邝高波， 黄和. 微波辅助提取番石榴多酚的研究[J]. 食品工业科技， 2013，34（24）：295-299.

[5]任虹， 朱晓霞， 韩东桓， 等. 微波辅助提取花生红衣多酚及其抗氧化活性研究[J]. 中国食品学报，2013，13（7）：25-32.

[6]黄祉健， 阮玉凤， 罗宝芳， 等. 微波辅助提取芒果核多酚及其抑菌活性的研究[J]. 食品工业科技，2014（12）：295-298.

[7]王立峰， 鞠兴荣. 3种薏米的多酚提取物清除过氧化氢自由基抗氧化能力评价[J]. 食品科学， 2012， 33（19）：39-44.