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微波辅助提取覆盆子总多酚工艺的研究

时间:2022-03-26 08:28:53 浏览次数:

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85׍׭=}ӏ!x基础上,采用正交试验分析微波辅助提取覆盆子总多酚的工艺条件,为覆盆子的进一步应用提供研究基础

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

覆盆子购于吉林敖东世航药业股份有限公司:没食子酸对照品购于中国食品药品检定研究院:钨酸钠、钼酸钠、硫酸锂(分析纯,北京化工厂);无水乙醇(分析纯。天津市大茂化学试剂厂):无水碳酸钠(分析纯,天津市北方天医化学试剂厂):其他试剂均为分析纯。

1.2 仪器

微波辐射萃取仪(MAS-Ⅱ型)。上海新仪微波化学科技有限公司:旋转蒸发仪(RE-52AA型),上海亚荣生化仪器厂:紫外可见分光光度计(TU-1810型),北京普析通用仪器有限责任公司:电热鼓风干燥箱(DNZ-9076A型),上海精宏实验设备有限公司:电子天平(FA2004N型)。上海精密科学仪器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 检测波长的确定 精确称取没食子酸对照品2.0mg,置于50mL棕色容量瓶中,加去离子水溶解并定容,作为对照溶液。称取干燥的覆盆子5g,加入35mL的50%乙醇于85℃水浴提取1.0h,过滤,合并滤液,50%乙醇定容至50mL容量瓶中,摇匀。作为供试溶液。分别精确吸取上述对照溶液与供试溶液各1.0mL于10mL容量瓶中,加入1mL磷钼钨酸溶液,然后加去离子水至5mL,29%的无水碳酸钠溶液定容。摇匀,放置30min。以相应的试剂为空白,采用分光光度法在400-850nm波长范围内进行波长扫描,结果没食子酸对照溶液和供试溶液的最大吸收波长均出现在768nm,且二者峰型相似,故将检测波长确定为768nm。

1.3.2 标准曲线的绘制及样品含量测定 精确吸取没食子酸对照溶液0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5mL于25mL棕色容量瓶中,以相应试剂为空白对照,按“1.3.1”的方法,从加入1mL磷钼钨酸溶液开始操作,在768nm波长处测定其吸光度A,以浓度C(μg/mL)为横坐标,吸光度A为纵坐标,绘制标准曲线,其线性方程为4=0μ07839C+0μ04,R=0μ9994。表明没食子酸在0.80-5.60μg/mL范围内呈良好的线性关系。精确吸取覆盆子提取液适量于10mL容量瓶中,按“1.3.1”所述方法,在768nm波长处测定吸光度,计算总多酚提取率,计算公式如下:

总多酚提取率(mg/g)=总多酚质量/覆盆子质量。

1.3.3 覆盆子总多酚的微波辅助提取单因素试验

1)料液比:称取干燥的覆盆子适量,置于圆底烧瓶中,分别以料液比1:5、1:10、1:15、1:20、1:25(g:mL,下同)加入50%乙醇溶液,于60℃水浴提取1.0h,过滤,记录提取液体积,按“1.3.2”的方法测定提取液中总多酚的浓度。计算提取率。确定最佳料液比。

2)提取时间:称取干燥的覆盆子适量,置于圆底烧瓶中,分别提取0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0h,其他条件同上。

3)提取溶剂:称取干燥的覆盆子适量,置于圆底烧瓶中。以料液比1:20加入不同体积分数(10%、30%、50%、70%、90%)乙醇溶液,于60℃水浴提取1.0h,其他条件同上。

4)提取温度:称取干燥的覆盆子适量。置于圆底烧瓶中。以料液比1:20加入50%乙醇溶液,分别于40、50、60、70、80℃水浴提取1.0h,其他条件同上。

5)微波辅助时间:称取干燥的覆盆子适量,以料液比1:20加入50%乙醇溶液,于微波萃取仪中。设定微波功率为500W,分别于60℃微波辅助提取1、3、5、7、9、11min,于60℃水浴提取(总提取时间为1.0h),其他条件同上,确定最佳微波辅助时间。

6)微波功率:称取干燥的覆盆子适量,以料液比1:20加入50%乙醇溶液,于微波萃取仪中,分别设定微波功率为300、400、500、600、700W,于60℃微波辅助提取7min,于60℃水浴提取(总提取时间为1.0h),其他条件同上,确定最佳微波功率。

7)微波温度:称取干燥的覆盆子适量,以料液比1:20加入50%乙醇溶液,于微波萃取仪中。设定微波功率为500W,分别于40、50、60、70、80℃微波辅助提取7min,于60℃水浴提取(总提取时间为1.0h)。其他条件同上,确定最佳微波温度。

8)提取次数:称取干燥的覆盆子适量。以料液比1:20加入50%乙醇溶液,于微波萃取仪中,设定微波功率为500W,于60℃微波辅助提取7min,于60℃水浴提取(总提取时间为1.0h),过滤,记录提取液体积,然后将提取残渣按上述条件分别进行第二、三、四、五次提取,其他条件同上,确定提取次数。

1.3.4 覆盆子总多酚的微波辅助提取正交试验优化 在单因素试验的基础上,固定水浴和微波温度均为60℃,总提取时间为1.0h,提取次数为2次。然后采用正交试验方法,以覆盆子总多酚提取率为考察指标,选择料液比(A)、乙醇体积分数(B)、微波辅助时间(C)、微波功率(D)作为考察因素,即称取干燥的覆盆子5g,固定水浴和微波温度均为60℃、总提取时间为1.0h、提取次数为2次,按四因素三水平进行正交试验(表1),测定提取液的吸光度。计算总多酚提取率。确定最佳工艺条件。

1.3.5 验证试验 称取干燥的覆盆子5g,在正交试验最佳工艺条件下测定覆盆子总多酚提取率,3次重复,取平均值。

2 结果与分析

2.1 覆盆子总多酚提取的单因素试验结果

2.1.1 料液比对总多酚提取率的影响 由图1可知,随着料液比的增大。覆盆子总多酚提取率逐渐升高。当料液比为1:20时提取率达到最高值,继续增大料液比提取率变化不大,确定最佳料液比为1:20。

2.1.2 提取时间对总多酚提取率的影响 由图2可知,在0.5-1.5h范围内,随着提取时间的延长,覆盆子总多酚提取率逐渐升高,在提取时间为1.5h时提取率达到最高,但提取时间为1.0h时的提取率与1.5h时差别不大,之后随着提取时间继续延长提取率逐渐下降,可能是提取时间的延长使部分多酚结构被破坏,从而使提取率下降,因此确定最佳提取时间为1.0h。

2.1.3 提取溶剂对总多酚提取率的影响 由图3可知,不同体积分数提取溶剂处理下。覆盆子总多酚的提取率差别较大,当提取溶剂乙醇体积分数为50%时,总多酚的提取率最高,所以确定最佳提取溶剂为50%乙醇。

2.1.4 提取温度对总多酚提取率的影响 由图4可知,在40-80℃范围内,覆盆子总多酚的提取率先逐渐升高,在60℃时提取率达到最大,提取温度超过60℃时提取率随提取温度的升高逐渐下降,可能是提取温度的升高使多酚结构被破坏,因此确定最佳提取温度为60℃。

2.1.5 微波辅助时间对总多酚提取率的影响

由图5可知,在微波辅助时间1~11min范围内,覆盆子总多酚的提取率先逐渐升高,在微波辅助时间为7min时提取率达到最高值,继续延长微波辅助时间提取率变化较小,因此确定最佳微波辅助时间为7min。

2.1.6 微波功率对总多酚提取率的影响 由图6可知,在微波功率300-700W范围内,覆盆子总多酚的提取率先逐渐升高,在微波功率为500-600W时提取率较大,但差异较小,因此确定最佳微波功率为500W。

2.1.7 微波温度对总多酚提取率的影响 由图7可知,在40-80℃范围内,覆盆子总多酚的提取率先逐渐升高,在60℃时提取率达到最大值,提取温度超过60℃时提取率随提取温度的升高逐渐下降,可能是提取温度的升高使多酚结构被破坏,因此确定最佳微波温度为60℃。

2.1.8 提取次数对总多酚提取率的影响 由图8可知,覆盆子总多酚提取2次后。对残渣继续提取,其总多酚的提取率较低,5次提取的总提取率为38.524mg/g,而前2次的提取率之和为37,830mg/g。即前2次的提取率占总提取率的98.20%,所以在后续试验中将提取次数固定为2次。

2.2 覆盆子总多酚提取的正交试验

正交试验结果表明,各因素对覆盆子总多酚提取率的影响大小顺序为乙醇体积分数、料液比、微波辅助时间、微波功率。其最佳提取工艺条件为A2B2C2D3,即料液比为1:20(g:mL)。提取溶剂为50%乙醇,水浴和微波温度均为60℃,总提取时间为1.0h(其中微波辅助时间为7min),微波功率为600W,提取次数为2次(表2)。

2.3 验证试验

微波辅助提取覆盆子总多酚的工艺稳定性验证试验表明。覆盆子总多酚提取率分别为38.79、39.02、38.68mg/g,平均为38.83mg/g,说明优选的微波辅助提取覆盆子总多酚的工艺比较稳定。

3 小结

本试验采用单因素和正交试验法确定了微波辅助提取覆盆子总多酚的最佳工艺条件,即称取干燥的覆盆子5g。以料液比1:20(g:mL)加入提取溶剂50%乙醇,设定微波功率600W、微波温度60℃条件下辅助提取7min,然后水浴60℃继续提取53min。提取次数为2次。在正交试验中,根据对各因素和水平的极差可知,影响覆盆子总多酚提取率的各因素主次顺序为乙醇体积分数、料液比、微波辅助时间、微波功率。在最佳工艺条件下进行3次验证试验,其总多酚提取率平均值为38.83mg/g。而如果不采用微波辅助,单独采用50%乙醇提取覆盆子总多酚,即称取干燥的覆盆子5g,以料液比为1:20(g:mL)加入提取溶剂50%乙醇,水浴60℃提取60min,提取次数为2次。其提取率为30.50mg/g,试验结果表明,微波辅助提取覆盆子总多酚的提取率高于单独采用醇提法提取,说明通过微波辅助可以提高覆盆子总多酚的提取率。

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