微波提取苦丁茶中的黄酮类物质的研究.pdf

苦丁茶中含有大量的黄酮、酚酸、蒽酮类化合物，它具有消炎、增加冠脉流量、改善微循环、抗肝炎病毒、抗肿瘤等功效。微波技术作为一种新兴的应用技术，近年在提取天然植物的有效成分中得到广泛应用。由于它是一种瞬时穿透式加热方式，在微波场的作用下植物细胞破碎，从而加快了萃取速率并有效提高了产品得率。笔者采用微波萃取法从苦丁茶中提取黄酮类化合物，取得较好的效果。

1材料与方法

1.1实验材料

1.1.1原料。湖南产冬青大叶苦丁茶。

1.1.2主要试剂与仪器。试剂：无水乙醇、95%乙醇、三氯化铝、亚硝酸钠、硝酸铝、NaOH溶液;仪器：粉碎机、721型分光光度计、控温式微波萃取仪。

1.2实验方法

1.2.1工艺流程。将苦丁茶叶粉碎，称取一定量的碎苦丁茶叶末，按一定料液比加入溶剂，放入聚乙烯杯中，微波处理一段时间，待冷却后取出。过滤滤液，取滤液1ml加蒸馏水定容至25ml，摇匀为样品液。吸取样品液，再加入1%三氯化铝溶液，摇匀，8min后比色。最后，用分光光度计在510nm波长下，以1%三氯化铝溶液为空白对照，测定吸光度。

1.2.2标准曲线的制作。准确称取已干燥的苦丁标准品O.05遥于5Oml容量瓶中，加甲醇20ml水浴微热使溶解，冷却，加甲醇稀释至刻度。精密量取上述对照品溶液0，1.0，2.O，3.O。4.O，5.0和6.0ml，分别置于25ml量瓶中，加水至6ml，加5%亚硝酸钠溶液1ml，使混匀，放置6min加1O%硝酸铝溶液1ml，摇匀，放置6min，加NaOH试液1Oml，再加水至刻度，摇匀，放置15min，在510nrn处测定吸光度(图1)。

图1苦丁含量标准曲线

1.2.3单因素实验。

1.2.3.1溶剂浓度的确定。称取1g苦丁茶粉，在70℃，料液比1：20，时间6rrifn的提取条件下，依次以50%、60%、70%、80%、90%的乙醇进行提取，在510nrn波长下i见0吸光度。

1.2.3.2料液比的选择。称取苦丁茶粉1g，在7O℃以80%乙醇，时间6min的条件下，按料液比从1：10到1：30选取提取溶剂的体积，在510nrn波长测吸光度。

1.2.3.3提取时间的选择。称取1g苦丁茶粉，在80%乙醇，料液比1：20，70℃的提取条件下，分别提取3、4、5、6、7min，在510nrn波长下测吸光度。

1.2.3.4提取温度的选择。称取1g苦丁茶粉，以80%乙醇，料液比1：20，分别在40、5O、60、70、80℃，提取6min，在510nrn波长测吸光度。

1.2.4最佳工艺条件的确定。称取3g苦丁茶粉末9份，选择乙醇浓度，料液比，提取时间，提取温度为实验因素，以单因素实验结果为实验指标，选择L9(34)进行正交实验。通过实验得到微波萃取苦丁茶中黄酮的最佳方案。

2结果与分析

2.1乙醇浓度的选择如图2所示，随乙醇浓度的增加，提取量增大。当浓度达80%时，黄酮类化合物溶解度最大，提取量最高;而后，乙醇浓度再增加，黄酮类化合物的提取量下降。故选择乙醇浓度50%～80%为提取范围。溶剂浓度太低提取不完全，太高提取杂质较多，分离纯化难度大，故选取乙醇浓度80%为最好。

图2乙醇浓度对提取率的影响

2.2料液比的选择如图3所示，当料液比为1：10～1：20时，随料液比增大提取量较快增大，但当料液比大于1：20后，提取量趋于稳定。通过对提取量、溶剂用量和能量耗损的综合考虑，选用1：10～1：02为进一步优化的范围。溶剂用量越大，提取量越大;但过大的料液比会造成溶剂和能源的浪费，并给后工序的浓缩带来困难。通过对提取量、溶剂用量和能量耗损的综合考虑，选用料液比为1：20。

图3料液比对提取率的影响

图4提取时间对提取效果的影响

2.3提取时间的选择由图4可知，随提取时间的增加，总黄酮量有所增加，但各不同提取时间之间的差异不显著，从提取量来看，3-4min差别不大，5与7min几乎无差别，表明当提取达一定时间时，有效成分浓度达平衡。5-7min的效果明显较3-4min好，综合考虑，时间应在5-7min。由于黄酮类物质具有抗氧化性，其本身易被氧化破坏，过长时间暴露在外，尤其是高温提取时，最终黄酮得量将减小;另外，提取时间越长，能耗及其他经济成本越大，因此，当温度及其他条件一定时，提取时间以6min为宜。

2.4提取温度的选择如图5，随温度的升高提取量较快增大，但升到一定温度时，再升高温度其提取量增加并不明显。这可能是由于黄酮在乙醇中的溶解度随温度的升高而增大，

同时由于温度升高，提取液粘度减小，扩散系数增加，促使提取速度加快;但温度过高，一方面其中的活性成分易被破坏，杂质的溶出量增加，给后续操作带来不便，成本费用增大，另一方面造成溶剂损失。综合各方面因素，提取温度以60～70℃为宜。

图5提取温度对提取率的影响

2.5正交实验结果由表1、2可见，各实验因素对苦丁茶黄酮提取量影响的极差大小并不完全相同，且影响的大小顺序为C(乙醇浓度)>A(提取温度)>B(液料比)>D(提取时间)，因此可确定苦丁茶提取黄酮类物质的优化方案为：A3B2C3D1，即乙醇浓度80%、料液比1：02、提取温度为80℃、提取时间为5min。

表1实验因素水平

表2正交实验结果与分析

2.6验证实验为考察正交实验得到优选工艺条件的稳定性，重复实验3次，黄酮含量分别为34.5、35.1和34.7mg/g，3次实验结果均优于正交实验中任何一组，黄酮平均含量为34.8，相对标准偏差RSD：0.878%(/7,=3)，该工艺稳定可行。

2.7对比实验从表3可知，微波萃取法和常规浸泡法提取黄酮时，微波法的提取时间缩短，溶剂用量少，而提取率却是常规浸提法的1.49倍，所以微波法有较明显的优势。

表3提取方法比较

3结论

用微波技术提取苦丁茶中黄酮的最优化工艺条件为提取温度80℃，乙醇浓度80%，料液比1：20，时间5min。微波技术与常规提取方法提取苦丁茶中黄酮比较，微波辐射5min

所得黄酮提取率是常规浸泡法60℃浸泡3h提取率的1.49倍。利用微波技术法提取苦丁茶的黄酮类化合物，具有操作简便、工艺稳定、提取率高等优点，在工艺生产中具有很大的推广价值。