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超声波微波双辅助提取荔枝壳总黄酮工艺优化

时间:2022-12-26 13:25:04 公文范文 来源:网友投稿

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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:

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