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微波辅助萃取葛根总异黄酮的工艺研究

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安徽农业科学。Journal ofAnhui Agi.Sci.2007。35{33):10835—10836,10851 责任编辑罗芸责任校对李洪 微波辅助萃取葛根总异黄酮的工艺研究 孔庆新,祝冬青(江苏食品职业技术学院,江苏淮安223003) 摘要[目的]为葛根总异黄酮的工业化萃取提供理论依据。[方法]研究了微波功率、乙醇浓度、微波处理时间、微波间歇处理次数等因 素对葛根总异黄酮萃取的影响,比较了它们对总异黄酮浸出率的影响。[结果]微波功率、乙醇浓度、微波处理时间对总异黄酮的萃取均 具有显著影响,且影响顺序为:乙醇浓度>微波功率>微波处理时间,总异黄酮在质量浓度0.01~0.05 mg/n ̄范围内与吸光度线性关系 良好;标准曲线的回归方程为A=10.9800C一0.028 2,相关系数为0.999 7。微波处理样品中,乙醇用量分别为100、125和150ml时,浸出 率升高不显著。[结论]微波功率750W、乙醇浓度90%、微波处理时间50 s为最佳组合,漫出率高达95.17%,随着间歇处理次数的增多, 浸出率逐渐增高。 关键词微波;萃取;葛根;总异黄酮 中图分类号Q946 文献标识码A 文章编号0517—6611(2007)33—10835一Cf2 Process Stuay ofrX ̄aetmg Total lsoflavones hum Rad/xpuera, ̄by ̄rowave-msisted Extraction KONGQing.xin et al(Jiangsu colIege ofFood Technology,Huaian,Jiangsu 223003) Alhstraet皿le study aimedto providetheoretical basisforindustrial extraction oftotalisoflavonesfromRadixpuerariae.皿leinfluence ofthefactors such as microwave power,ethanol concentration,miCl'OW ̄ve扛-eatiI1g time,tilllte¥of interim microwave treatment on the extraction of total isoflavonas from R. puerarb ̄weie' studied andtheir effect ontheleaching rate oftotalisoflavonesweI'e compared.Micmwave power,ethanolconcentration andmicrowavetreat— ingtime all had signiifcantinfluences onthe extraction oftotalisoflavonas.andtheirinfluence orderwas ethanol concentration>microwave power>mi— cro! ̄dve treating time.Total isoflavones in the/ikas¥concentration of0.01~0.50 mg/ml had linear relationship wi山absorbance.1he regression equa— tion of standard curve and correlation coefficient were A=10.9800C一0.028 2 and0.999 7 resp.In the sample treated wiht microwave,when the ethanol dosages were 100,152 and 150 ml resp.,山e enhancement ofleaching rate was not signiifcant.1he best combination of technology conditions was as fol— lows:microwave power of750W,ethanol concentration of90%,microwavetreatingtime of50 s.1heleaching ratewas upto 95.17%andincreasedalong wit}l the increment of times of niterim treatment gradually. Key words Microwave;Extraction;Rad/xpueraS ̄;Total isoflavones 葛根( puerariae)为豆科植物野葛(Pu ̄raria Lobar 浸出率(%)=C×V÷29×100% (willd.)Ohwi)的干燥根,富含葛根素、大豆甙、大豆甙元等异 式中,c为总异黄酮质量浓度,mg/ml;V为提取液体积,ml。 黄酮类化合物,具有改善心脑血管循环、扩张冠状动脉、降血 1.3实验方法(微型模拟实验) 压、降低心肌耗氧量等作用,同时对高血压引起的头疼、头 1.3.1微波辅助萃取葛根异黄酮工艺步骤。葛根一洗净切 晕、耳鸣也有明显疗效L1I9j。目前,工业上采用的热浸提或 片一干燥一粉碎过筛一称重一润湿一微波处理一乙醇浸泡 乙醇加热回流等传统方法溶剂消耗量大、萃取时间长、效率 一过滤一萃取液_7Il。 。 比较低_7,m 。微波具有穿透力强、选择性高、加热效率高 1.3.2总异黄酮吸光度的标准曲线的绘制。用75%乙醇 等特点。微波萃取是利用微波能来提高萃取效率的一种新 (体积分数,下同)将无水芦丁对照品配制成0.25 m#ml的芦 技术,原理是利用微波对细胞的破壁作用和加热作用,加速 丁溶液。分别吸取2、4、6、8、10 ml芦丁溶液于50 ml容量瓶, 细胞内有效成分的快速溶出【2,6,12J。因而笔者对微波萃取葛 加水至12 ml;分别加5%的NaNO:溶液2 ml,摇匀,放置6 根总异黄酮的工艺进行研究,旨在为葛根总异黄酮的工业化 min; ̄Jl 10%的AI(NO3) 溶液2 ml,摇匀,静置6 min;加4.3% 萃取提供理论依据。 的NaOH溶液20 ml,定容,静置15min,于510 Rill处测定吸光 1材料与方法 度(蒸馏水作参比),绘制总异黄酮吸光度的标准曲 1.1材料与设备葛根,购自淮安市药材总公司,粉碎过二 线[ 一 , , 。 号筛(总异黄酮含量7.25%)。芦丁标准品,购自中国药品生 1.3.3固液比对总异黄酮萃取的影响。称取葛根粗粉5.0 g 物制品检定所。WX-3000微波快速消解系统,752紫外分光 (5组),置75%乙醇中浸泡1 h;分别用微波(750w)处理50 s; 光度计,LD5—2A离心机,FW-30B万能粉碎机,MP-120-1电子 置锥形瓶中,分别加入75%乙醇50、57、100、125、105ml;间歇 天平,MC-450多功能切片机。 搅拌下浸泡2,4 h,滤过。滤液按“1.2”分析方法进行分析。相 1.2分析方法样品总异黄酮分析方法:取5.0 g葛根,粉 同条件下以未经微波处理的样品进行对照分析。 碎后经微波辅助萃取,吸取4 ml提取液于50 ml容量瓶中;加 1.3.4微波功率、乙醇浓度、微波处理时间对总异黄酮萃取 5%的NaNO:溶液2 ml,摇匀,静置6min;加10%A1(NO3) 溶 影响的正交试验。在单因子试验基础上进行正交试验。称 液2 ml,摇匀,静置6min;加4.3%的NaOH(质量分数,下同) 取葛根粗粉5.0 g共9份,置75%乙醇中预浸泡1 h,按微波 溶液20 ml;定容,静置15 min;于510 Rill处测吸光 功率、乙醇浓度、微波处理时间设计正交试验(表1)。 度_】-3,6-8,10,12]。总异黄酮的提取量及浸出率计算公式: 1.3.5微波间歇处理对总异黄酮萃取的影响称取葛根粗 总异黄酮的提取量(mg/g)=2.5C×V 粉5.0 g(5组),置75%乙醇中浸泡1 h后,微波(750 w)处理 基金项目 50 s,立即取出用冰水冷却至室温;继续微波(750 W)处理25 淮安市科技局农业类项目(HAN0517)。 山东威海人,硕士,讲师,从事食品生 s,反复4次;分别按照“1.2”方法进行分析。 作者简介 孔庆新(1978一),男,物技术方面的研究工作。 2结果与分析 收稿日期 2OO7..06..27 2.1总异黄酮吸光度的标准曲线 由图1可知,总异黄酮 维普资讯 http://www.cqvip.com 10836 安徽农业科学 20o7年 在质量浓度O.Ol~O.05 mg/na范围内与吸光度A线性关系 一 《 表2微波功率、乙醇浓度、微波处理时间的正交实验结果 良好;标准曲线的回归方程为A:10.98C一0.028 2,相关系 数R 0.999 7。 表1微波功率、乙醇浓度、微波处理次数正交实验水平 2.4微波间歇处理对总异黄酮萃取的影响 由图3分析, 随着间歇处理次数的增多,萃取率逐渐增高。分析原因可能 是微波处理50 S以上,温度会继续上升而超出葛根淀粉的糊 化温度(62~70℃),进而造成葛根粗粉中残留的淀粉糊化, 溶液的粘度增加,同时部分黄酮被淀粉糊吸附,使萃取量减 少。采用间歇处理的方法主要利用了“微波生物效应”,即极 性分子在微波场的作用下引起强烈的极性震荡,从而导致细 胞分子间氢键松弛,细胞膜结构电击穿破裂,加速了溶剂分 总异黄酮浓度Ⅳ L 子对基体的渗透和待提取成分的溶剂化。 图1总异黄酮与吸光度标准曲线 2.2固液比对总异黄酮萃取的影响 由图2可知,随固液 比的增加,微波处理和未经微波处理样品的总异黄酮的提取 量均呈上升趋势。微波处理样品当乙醇用量分别为100、 125、150 na(即固液比分别为1:20、l:52、1:30)时,浸出率升高 辞 不显著,综合考虑萃取成本,采用固液比1:20进行后续试 蕊 验。施加微波辅助处理对葛根总黄酮的提取有明显的效果, 原因是极性分子在微波的作用下剧烈运动,导致细胞膜等结 构遭到破坏,有助于有效成分的溶出;另外,微波的致热效应 也加剧了布朗运动。 处理次数ff次 图3微波间歇处理对总异黄酮萃取的影响 3结论 (1)总异黄酮在质量浓度0.01~0.05 mg/na范围内与吸 替 光度A线性关系良好;标准曲线的回归方程为A:10.9800C 蕊 一0.028 2,相关系数R 0.999 7。 (2)施加微波辅助处理对葛根总黄酮的提取有明显效 果,原因主要是微波具有生物效应和热效应。 (3)微波功率、乙醇浓度、微波处理时间对总异黄酮萃取 乙醇 mL 均有显著影响;三因素影响的主次顺序为:乙醇浓度>微波 功率>微波处理时间。A C2为最佳组合,即微波功率750 图2固液比对总异黄酮萃取的影响 w、乙醇浓度9o%、微波处理时间50 s浸出率达95.17%。 (4)随着间歇处理次数的增多,萃取率逐渐增高。 2.3微波功率、乙醇浓度、微波处理时间对葛根总异黄酮萃 参考文献 取的影响方差分析表明,微波功率、乙醇浓度、微波处理时 [1]郭振库,金钦汉.微波萃取技术[J].分析科学学报,2001,17(6):505— 间对总异黄酮萃取均具有显著影响;三因素影响的主次顺序 509. 为:乙醇浓度>微波功率>微波处理时间。综合单因子试验 [2]赵浩如,诰凤香.葛根总黄酮的提取方法研究[J].中成药,2000,22(11): 756—758. 结果进行重复优化试验,结果表明,A2B3C2组合浸出率为 [3]ROBERTVD.Micro-waveinthefood proce ̄ingindustry[M].USA:Academic 91.41%,而A2B3C2组合浸出率为95.17%;确定A2B3C2为最 Pressing,1985,20B一205. r4]JONPffHAN LEBEAU,CHRISIOPHE FURMAN.Amiofidant pI呷t di— 佳组合,即微波功率750 W、乙醇浓度9o%、微波处理时间50 tert-butymydro ̄latM flavomi&[J].Free Radicsl ̄dogy mad Medicine,2000 S浸出率最高。 (9):900—902. (下转第lo85l页) 维普资讯 http://www.cqvip.com 35卷33期 刘志刚 后农业税时期黑河市农业和农村发展的问题及对策 10851 完善。另外黑河市农民人均纯收入分别低于全国、全省平均 水平2OO和250元左右,收入水平整体偏低,而且区域差距显 著。213O4年黑河市下辖的县市区中农民人均纯收入低的不 足2 00O元,高的达3 705元。 业和农村经济的发展需要。另外沉重的债务也影响着许多 乡村工作的开展。 3对策建议 3.1提高农民素质多数农民的思想还比较保 农民是建设新农村的主体。应继续加 2.2农民整体素质有待提高强和完善农村基础教育,依托产业发展对农民开展农业实用 技术培训和职业技能培训,应在这方面给予财政上的倾 守,传统的小农意识根深蒂固,生产、生活和行为方式都与现 代社会的要求有一定差距。有些人难以摆脱小生产者的习 惯和心态,如只关心眼前利益,对集体事物和公共事物缺乏 热情。不少农民存在“等、靠、守”的思想,小富即安,不思进 斜,并作出具体安排¨1 J。同时积极引导和教育农民遵纪守 法、提高修养、移风易俗,使之成为有文化、懂技术、会经营的 新型农民,为新农村建设提供人才保障。 3.2建设现代农业现代农业是新农村建设的重要内容和 物质基础,要通过加大对农业科研的投入改进农业生产环 取,缺乏竞争意识和紧迫感;在文化素质方面,黑河市农民初 中及以下学历占80%左右,说明农村劳动力文化程度以初 中、小学为主,劳动力文化素质偏低;在技能素养方面,具有 境,保护耕地、森林、水等农业基本资源的可持续性,加强农 一技之长的人还比较少,大多数农民科技接受能力不高,影 业基础设施建设等来提高农业综合生产能力,要实施积极的 响了新技术、新产品的推广;此外,农民的管理素质和思想道 农村¨1 J。该地区还应充分利用区位优势,积极发展对俄 德素质也有待提高。 远东地区的外向型农业。 2.3科技投入不足。贡献率偏低每个科技项目的实施,都 3.3建立城乡统一的公共财政要合理划分财权和事 要经过信息筛选跟踪、技术(品种)引进、试验示范、推广普及 权,建立规范的转移支付制度。同时要加大对农业和农村的 的过程,需要大量人、财、物的投入。农业投入本就不足,农 资金支持,从国家层面上,就是要按照反哺农业、支持农村的 业科技投入就更少,造成资金紧张、人才匮乏。另外存在认 原则进行金融和银行的改革,培育资本市场, 识不足的问题,有些干部急功近利思想严重,重有形项目建 为农村和农业提供充裕的资金支持。该地区也应立足实际, 设,轻无形科技投入,对农业科技推广习惯于采用行政命令、 积极探索适合于农业产业特点和农村中小型企业发展需要 硬性摊派,缺乏对农民的引导,加之管理不善,服务不到位, 的金融组织形式。 造成了大量人、财、物浪费,影响了科技兴农的健康推进。 3.4完善农村社会保障体系健全和完善农村养老保险、 2.4农业产业化程度低,农村专业合作组织欠发育从总 社会救助和农村新型合作医疗体系,改善农村最基础的人文 体上看,农村农产品加工企业生产规模偏小,产业关联度低, 发展状况_2J。当前国家应调整投资的配额比例,提高地方推 仅影响周边为数不多的村发展生产,很难带动相关产业的发 进各项社会保障事业的积极性;地方应尽快建立健全社会保 展。虽然近年来各地积极探索龙头企业带动型模式和各种 障职能机构,切实加大社会保障投入。 类型的农民专业合作组织形式,但大都处在起步阶段,普遍 3.5转变乡镇机构职能,构建服务型全部免征农业 存在规模小、功能单一、结构分散、辐射力不强、制度不健全、 税之后,乡村两级工作职能随之而来发生变化,按照“精简、 内部管理不够规范等问题。另外专业合作组织由协调 统一、效能”的原则,在精简人员的基础上,把乡镇的职 成立的多,农民自发组建的少。社区集体经济组织普遍对农 能定位在引导经济发展、搞好社会管理和公共服务上,把促 民缺乏吸引力和凝聚力,真正代表农民利益的组织和团体欠 进经济发展、增加农民收入放在首位。乡村干部也应更新思 缺,在国外农产品行业组织和大公司面前处于分散和弱势地 想观念,转变行政命令式的工作方式,增强服务意识和能力。 位。这些客观上制约着农业和农村经济的快速发展。 总之,新农村建设是一项长期、复杂的系统工程,应有科 2.5农村基层组织建设有待进一步加强一是乡村职 学系统的规划。结合本地区农村农业发展的实际,今后建设 能转变缓慢。免征农业税后,乡镇的管理职能相对弱 重心应放在培育新型农民、发展现代农业、提高农业和农村 化,而服务职能将大大增强。但目前乡镇还普遍存在着 综合发展能力等方面。在提升农民和发展生产的过程中,建 职能越位、缺位和错位现象。从客观上讲由于全部免征农业 设乡村文明,促进农村社区自身建设和管理。 税,农村取消了提留和乡统筹,切实减轻了农民负担,但同时 参考文献 乡村运转经费出现困难;主观上讲主要是干部思想观念没有 [1]李成贵.对建设新农村的几点看法[J].社会科学战线,2006(2):229— 转变过来,服务意识不强,服务手段和服务职能不能满足农 231. [2]温铁军.如何建设新农村[J].北方经济,21305(12):13—15. (上接第lO836页) 2(I)2,20(6):9—10. [5]HOILMAN P C H,KArAN M B.Dietary Flavonoids:Intake.Health Effects and [9]王光慈,陈宗道,包先进,等.葛根淀粉的形态结构及特性研究[J].西 BioavailabI[J].Food and Claen ̄ealTozdeology,1999,37(9—10):937. 南农业大学学报,1996,18(1):9l一94. [6]陈猛,袁东星,许鹏翔.微波萃取法研究进展[J].分析测试学报,1999, [1O]王娟,沈平,沈永嘉,等.微波辅助萃取葛根中有效成分的研究[J].中 18(2):82—86. 国药科大学 澍艮,2(I)2,33(5):379—382. [7]潘见,陈强,王国霞,等.葛根黄酮浸提工艺优化研究[J].农业工程学 [11]曾祥群.葛根总黄酮提取工艺[J].食品工业科技,2OOO,21(3):33—34. 报,1998,12(4):230—233. [12]宋红普,贯剑.葛根的药学研究及其临床应用概况[J].上海中医药杂 [8]李芙蓉,吕博.葛根中总黄酮的微波提取及含量测定[J].中医药, 志,1999(4):47—49. 

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