2. 广西工业职业技术学院, 广西, 南宁, 530001
2. Guangxi Vocational and Technical Insititute of Industry, Nanning, Guangxi, 530001
多酚是一类广泛存在于植物体内的次生代谢产 物，具有多元酚结构，主要存在于植物的根、皮、 叶、果中[1]。多酚由于其结构中酚羟基数目众多， 具有独特、多样的药理活性和化学性能，已成为当 今天然产物化学、生物化学、医药、食品以及日用 化学品等多种行业的研究热点[2]。
甘蔗是一种大量可再生的植物，近年研究表明 其含有对人体有益的天然黄酮类多酚物质，而且这 些多酚类化合物多集中于甘蔗梢部分[3,4]。目前，对 甘蔗中多酚类化合物提取工艺的研究较少[5,6,7]，而微 波辅助提取的工艺研究更是未见报道。
微波辅助提取是利用微波来增大提取效率的一 种新技术，在微波提取过程中，微波辐射导致被提 物细胞内的极性物质，尤其是水分子吸收微波能， 产生大量热量，使细胞内温度迅速上升，液态水汽 化产生的压力将细胞膜和细胞壁冲破，形成孔洞和 裂纹，使得胞外溶剂容易进入细胞内，更容易溶解 并释放胞内物质，这是微波应用于辅助提取物的理 论基础，在天然产物提取领域表现出良好的应用前 景[8,9,10]。本研究利用微波辅助提取蔗梢中的黄酮类 多酚工艺，可为黄酮类多酚化合物的进一步的研究 和开发利用奠定基础。
甘蔗梢，取于广西某农场，粉碎后冷冻保存备 用；芦丁为标准品购于中国药品生物制品鉴定所； 乙醇、亚硝酸钠、硝酸铝、氢氧化钠等试剂均为分 析纯。
751GD 型紫外可见分光光度计，上海天普分析 仪器有限公司；MAS 型微波辅助萃取仪，上海新仪 微波化学科技有限公司。
精密称取芦丁标准品0.1515 mg 置于500 mL 量 瓶中，加60%乙醇70 mL，置水浴上微热使溶解， 放冷，加60%乙醇至刻度，摇匀，即得0.303 μg/mL 的芦丁对照品储备溶液。精密量取对照品溶液0、1、 2、3、4、5 mL，分别置于50 mL 量瓶中，对应标 记为0、1、2、3、4、5，分别加水5、4、3、2、1、 0 mL，加5%亚硝酸钠溶液1 mL，放置6 min，加 10%硝酸铝溶液1 mL，摇匀，放置6 min，加氢氧 化钠试液10 mL，再加水至刻度，摇匀，放置15 min， 进行全波长扫描，在510 nm 处均有最大吸收；以相 应的溶液为空白[11]，测定计算得芦丁浓度（C）与 吸光度（A）的回归方程为A=0.2561C-0.0041，相 关系数R2=0.9993。
分别称取20.0 g 已粉碎的甘蔗梢样品放入500 mL 烧瓶中，用乙醇水溶液微波提取，提取液过滤， 滤液用500 mL 容量瓶定容。按照标准曲线回归方程 测定黄酮多酚含量，甘蔗梢中多酚含量以黄酮多酚 计算，计算公式为：
P=C实测×V样品×K/W样品×100%
其中，P——提取率（%）；C实测——样品浓度 （μg/mL）；V 样品——样品定容体积（mL）；K—— 稀释倍数；W样品——样品质量（g）。
安排不同的乙醇浓度、料液比、提取温度、提 取时间等单因素实验，分析单因素水平变化对蔗梢 中多酚类化合物提取率的影响。
在单因素试验的基础上，通过正交实验选择最 佳交换工艺条件，通过方差分析得出各因素对提取 率影响的主次顺序[12]。
已处理备用的甘蔗梢原料在料液比为1:10，提 取温度为50℃，提取时间为20 min 的条件下进行提 取黄酮类多酚化合物实验，结果如图1 所示。
|
图1 乙醇浓度对多酚化合物提取率影响 |
从图1 可知，随着乙醇浓度的增加，溶液的极 性发生变化[13]，导致黄酮类多酚化合物的提取率先 增加后减少，当溶液中乙醇浓度为70%时，蔗梢中 多酚类化合物提取率最高，为0.243%。乙醇浓度过 高，必然使成本增高，而且乙醇浓度升高至80%后 提取率反而下降。从上述实验结果来看，选择乙醇 浓度为60%时较为适宜。
已处理备用的甘蔗梢原料在乙醇浓度为60%, 提取温度为50℃，提取时间为20 min 的条件下进行 提取蔗梢原料中的多酚类化合物实验，结果如图2 所示。
|
图2 料液比对多酚类化合物提取率影响 |
从图2 可知，随着料液比的增加，蔗梢中的多 酚类化合物的提取率也增加，但增加的速率在减少。 考虑到后续分离纯化多酚类化合物的能量消耗，选 择料液比为1:20 是适宜的。
已处理备用的甘蔗梢原料在乙醇浓度为60%, 料液比为1:20，提取时间为20 min 的条件下进行提 取多酚类化合物实验，结果如图3 所示。
|
图3 提取温度对多酚类化合物的提取率的影响 |
从图3 可知，随着提取温度的升高蔗梢中黄酮 多酚化合物提取率增加，在乙醇浓度为60%, 料液 比为1:20，提取时间为20 min，温度为60℃时，多 酚类化合物提取率达到最大的0.248%。但随着温度 继续升高，多酚类化合物提取率有下降的趋势，可 能因为溶液中的多酚类化合物在高温条件下发生了 降解。从上述结果来看，选择加热温度为60℃是合 适的。
已处理备用的甘蔗梢原料在乙醇浓度为60%, 料液比为1:20，提取温度为60℃的条件下进行提取 多酚类化合物实验，结果如图4 所示。
|
图4 提取时间对多酚类化合物提取率的影响 |
由图4 可知，随着提取时间的延长蔗梢中黄酮 多酚化合物提取率增加，加热时间为50min 时，多 酚类化合物提取率达到最大值，为0.258%。但随着 时间继续延长，多酚类化合物提取率有下降的趋势， 可能因为溶液中的多酚类化合物发生了降解。从上 述实验结果来看，选择超声时间为50min。
通过单因素实验确定乙醇浓度、料液比、提取 温度、提取时间的因素水平，因素水平表如1 所示。 采用L9(34)正交表实验，试验结果和方差分析如表2 所示。表中K1、K2、K3 分别表示每个因素各水平下 的得率总和，以K1、K2、K3 的最大值为最优水平； R 值为极差（极差=得率总和的最大值-得率总和的 最小值），极差大的表示该因素水平变动时对试验结 果影响大，极差小的表示该因素水平变动时对试验 结果影响小。
 | 表1 正交试验因素水平表 |
| 表2 正交试验设计及结果分析 |
由表2 实验结果可知蔗梢中黄酮类多酚化合物 提取率最高的是第4 组A2B1C2D3，此外第7 组 A3B1C3D2 也都得到较高的提取率。
由表2 可以看出，料液比的极差最大，其次是乙醇浓度，再次是时间，最后是温度，说明影响实 验最大的因素是料液比，然后是乙醇浓度，而时间 与温度的影响比较小，即：B>A>D>C。同时，根据 A、B、C、D 四个因素各水平下的得率总和分析可 知，在微波作用下，提取蔗梢中黄酮类多酚化合物 的最佳条件为A2B1C2D3，即乙醇浓度为60%，料液 比为1:10，在60℃下提取50min，此条件下进行验 证试验得蔗梢中多酚类化合物提取率为0.255%。
根据单因素实验选定影响提取蔗梢中黄酮类多 酚化合物的因素水平。由L9(34)安排正交实验，根 据试验结果证实在试验范围内各因素影响提取甘蔗 梢中黄酮类多酚化合物的顺序为料液比＞乙醇浓度 ＞提取时间＞提取温度。根据正交实验分析和单因 素试验分析取最佳工艺条件为：乙醇浓度为60%、 料液比为1:10、提取温度为60℃、提取时间为 50min，此条件下进行验证试验得蔗梢中黄酮类多酚 化合物提取率为0.255%。这些研究结果将为黄酮类 多酚化合物的进一步的提取研究和开发利用奠定基 础。
本文就微波辅助提取蔗梢的工艺做了初步探 讨，从试验效果看，微波辅助提取技术在一定程度 上能提高提取的效果，日后将进行对比试验，进一 步探讨微波辅助提取技术的效率。
| [1] | 宋立江,狄莹,石碧.植物多酚研究与利用的意义及发展趋势[J]. 化学进展,2000(2):161-170. ( 1)
|
| [2] | 石碧,狄莹著.植物多酚[M]. 北京:科学出版社,2000:324. (1)
|
| [3] | 保国裕.从甘蔗中提制若干保健品的探讨(下)[J]. 甘蔗糖业,2003(2):41-44. (1)
|
| [4] | 保国裕.甘蔗深加工有发展潜力的新制品探讨[J]. 广西蔗糖,2004(2):45-50. (1)
|
| [5] | 丰永红,于淑娟,李国基,等.DPPH法测甘蔗提取物抗氧化活性研究[J]. 甘蔗糖业,2003(1):31-33,50. (1)
|
| [6] | 扶雄,于淑娟,闵亚光,等.从甘蔗中提取天然抗氧化活性物质[J]. 甘蔗糖业,2003(5):37-41. (1)
|
| [7] | 邱荣其,赵振刚,丰永红,等.甘蔗抗氧化物质的提取与分离[J]. 中国甜菜糖业,2007(3):1-4. (1)
|
| [8] | 吕芳,辛莉,侯海鹏.微波技术[M]. 南京:东南大学出版社,2010:200. (1)
|
| [9] | 唐丽华,王登良.微波提取技术在茶叶成分提取中的应用[J]. 广东茶业,2010(5):27-30. (1)
|
| [10] | Kovacs A,Ganzler K,Simon-Sarkadi L.Microwaveassistedextraction of free amino acids from foods[J]. ZEITSCHRIFT FURLEBENSMITTEL-UNTERSUCHUNG UND-FORSCHUNG A-FOOD RESEARCH AND TECHNOLOGY,1998,207(1):26-30. (1)
|
| [11] | 易运红,吴功庆,林淑萍,等.金樱子根及茎总黄酮的提取研究[J]. 广东农业科学,2010,37(7):121-123. (1)
|
| [12] | 王钦德,杨坚.食品试验设计与统计分析基础[M]. 北京:中国农业大学出版社,2009:364. (1)
|
| [13] | 刘国诠,余兆楼.色谱柱技术[M]. 北京:化学工业出版社,2006:301. (1)
|