百香果皮中黄酮的提取工艺研究.docx

1、百香果皮中黄酮的提取工艺研究本文通过超声波辅助提取法，确定百香果皮中黄酮的最佳提取工艺。试验考察提取时间、乙醇浓度、固液比、超声波功率和提取温度等五个影响因素对黄酮提取率的影响，最终得到的最佳优化工艺：超声波功率为240 W，提取温度为50，提取时间为70 min，乙醇浓度为90%，固液比为1:60时，得到的百香果皮中含有的黄酮含量最高，为3.79%。此试验确定了超声波辅助提取百香果皮中黄酮的最佳提取工艺，为百香果皮的进一步开发和利用提供依据。关键词：百香果皮；超声波提取法；黄酮AbstractIn this paper, the optimum factor of extracting fl

2、avonoids from passion fruit peel by ultrasonic assisted extraction was determined.The effects of five factors, such as solid-liquid ratio,ethanol concentration,ultrasonic extraction time,temperature and power,on the extraction rate of flavonoids were investigated.The optimized process parameters wer

3、e as follows:ethanol concentration was 90%,solid-liquid ratio was 1:60,ultrasonic extraction power was 240 W, temperature was 50,time was 70 minutes,and the highest content of flavonoids in the pericarp of passion fruit was obtained,which was 3.79%.This experiment determined the best extraction tech

4、nology of Flavonoids from the pericarp of thymus by ultrasonic assisted extraction,and provided the basis for the further development and utilization of the pericarp of thymus.Key words:Passion fruit peel;ultrasonic extraction; flavonoids百香果皮中黄酮的提取工艺研究1 引 言百香果（Passion fruit），是西番莲科的植物，它的果实一般呈不规则的圆形，百

5、香果最起源于南美洲1，在热带地区被广泛栽培，目前在国内各地都有种植，特别是广西、台湾等地方都有栽培2，百香果中含有的营养价值和药用价值3，使得它愈加受到人们的喜爱，也使得百香果得到了不断地研究和开发。在欧洲及南美洲，人们一直把百香果叶当成药物，用作偏头痛、神经紧张等4。百香果的乙醇-水提物配合抗生素有抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的作用5。国内也有许多的专家和学者对百香果及其副产物进行深入研究，如对百香果果汁D-半乳糖致衰老的小白鼠负重游泳及抗疲劳的作用进行了研究，实验结果说明百香果果汁对小白鼠有一定抗疲劳作用6。黄酮是由植物的次生代谢产生的物质，它不但品类丰富，并且构造也十分的多种多样，也是由

6、于它特有的理化性质和化学构造，所以它对哺乳动物的细胞有着许多重要的生化作用7和生理作用8。现在研究证实，通过杨梅叶提取的黄酮具有抑制常见污染菌的效果，通过山楂提取的黄酮物对癌细胞具有抑制作用9。黄酮还有非常重要的药理作用，对许多常见的疾病都具有治疗价值，具有抗病毒10、抗癌症11、抗炎症12、抑制酶的活性13等功能；黄酮还能够制止油脂性过氧化物的溢出、有利于清理人体内的氧自由基14，也可以改善血液循环，植物的黄酮提取物目前在很多方面都能起到一定的这作用，使用非常的广泛。黄酮在食品方面的研究，大多数是通过各种原料优化它的提取工艺；在医药方面，黄酮的应用更加普及，已经有许多黄酮类制剂推出。百香果内

7、含有非常丰富的黄酮成分15，拥有安全、绿色等益处，所以黄酮的研究和开发慢慢成为人们研究的热点。超声波提取法是一种节能、环保的植物活性成分提取工艺，超声波提取利用超声波的机械作用和“空化效应”16来破碎植物细胞，让动植物体中的活性成分分离出来，以便于提取，在超声波的作用下，溶剂与分子运动更加快速17，提取的效率有着显著的提升。与传统提取方法相比，超声波提取法它的操作更加的简单，过程更加的安全，具有使用的溶剂少，提取率高等优点18。在百香果中，果皮占鲜果重量的50%55%19，但在市场上一般作废料处理，造成了极大的浪费。经研究发现，百香果皮中也含有多种营养成分，对于目前其经济价值来说，具有较大的研

8、究意义，目前国内外对百香果皮的研究绝大多数是果酱的制作20和果胶的提取21，对于百香果皮中的黄酮的提取还鲜有报道。本文通过提取百香果皮中的黄酮，检测其含量，对提取百香果皮中黄酮的工艺进行优化，最大限度的利用百香果皮其相关的副产品，提高其经济效益并减少浪费。2 方法及材料2.1 仪器及药品2.1.1 原料广西百香果，购于宁德市东湖市场，洗净后去除枝叶、果肉，取其果皮置于鼓风干燥箱中烘干，干燥后研磨成粉，将粉末过60目筛，制成样品备用。2.1.2 主要仪器及试剂氢氧化钠、无水乙醇、亚硝酸钠、硝酸铝均为国产分析纯；芦丁标准品，深圳市时得佳科技有限公司；鼓风干燥箱（无锡玛瑞特科技有限公司）、超声波清洗

9、器（无锡沃信仪器制造有限公司）、循环水多用真空泵（北京华诚浩达真空空压设备有限公司）、分析天平（赛多利斯科学仪器北京有限公司）、旋转蒸发仪（无锡沃信仪器制造有限公司）、紫外分光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司）、植物粉碎机（无锡沃信仪器制造有限公司）。2.2 方法2.2.1 百香果皮黄酮的提取工艺流程图2-1 百香果皮黄酮的提取工艺流程图2.2.2 芦丁标准曲线的绘制图2-2 芦丁标准曲线绘制流程图通过上述流程，以吸光度为纵坐标，以芦丁含量（g/mL）为横坐标，得到芦丁标准曲线及曲线的回归方程：，其相关系数。图2-3 芦丁标准曲线2.2.3 百香果皮黄酮提取率计算黄酮提取率：式中：w为百香

10、果皮干粉质量（g）； v为供试样品溶液体积（mL）； c为总黄酮浓度（g/mL）。2.2.4 超声波辅助提取百香果皮黄酮试验工艺按一定的固液比将百香果皮粉末和一定浓度的乙醇溶液放入具塞锥形瓶中；将瓶子加塞直立放入超声波装置中，设置超声波装置的温度、时间和功率；提取完成后将溶液进行真空抽滤，将抽滤后的溶液放至旋转蒸发仪中蒸发浓缩；将浓缩结束后获得的提取液移至比色管中备用。精确量取1 mL百香果皮黄酮提取液到10 mL的比色管中，向每个比色管内滴加5%浓度的亚硝酸钠溶液0.3 mL摇匀后放置6 min；静置后再向每个比色管内滴加10%浓度的硝酸铝溶液0.3 mL，摇匀后放置6 min；静置后再向各

11、个比色管内滴加1 mol/L氢氧化钠溶液4 mL，再用60%浓度的乙醇溶液稀释至比色管刻度，放置15 min；将溶液分别装入玻璃比色皿内，在510 nm处测定它的吸光度，并计算黄酮提取率，同时为确保实验的可靠性，每种实验条件都做三组平行实验。2.2.5 超声波辅助提取单因素试验设计本文使用超声波辅助乙醇提取法，对百香果皮中黄酮的提取率进行了研究，通过表2-1的试验设计对各决定性因素进行单因素试验。表2-1 超声波辅助提取单因素试验设计表组别固液比（g/mL）提取时间（min）提取温度（）超声波功率（W）乙醇浓度（%）11:2050302006021:4060402407031:60705028

12、08041:8080603209051:1009070360100（1）分析乙醇浓度对百香果皮黄酮提取率的影响在其余决定性条件没有发生变化的情况下，分析乙醇浓度对黄酮提取率的影响，用于确定百香果皮黄酮提取工艺中乙醇浓度的最佳参数。（2）分析固液比对百香果皮黄酮提取率的影响在其余决定性条件没有发生变化的情况下，分析不同固液比对黄酮提取率的影响，用于确定百香果皮黄酮提取工艺中固液比的最佳参数。（3）分析超声波提取温度对百香果皮黄酮提取率的影响在其余决定性条件没有发生变化的情况下，分析超声波提取温度对黄酮提取率的影响，用于确定百香果皮黄酮提取工艺中超声波提取温度的最佳参数。（4）分析超声波提取时间比

13、对百香果皮黄酮提取率的影响在其余决定性条件没有发生变化的情况下，分析超声波提取时间对黄酮提取率的影响，用于确定百香果皮黄酮提取工艺中超声波提取时间的最佳参数。（5）分析超声波功率比对百香果皮黄酮提取率的影响在其余决定性条件没有发生变化的情况下，分析不同超声波功率对黄酮提取率的影响，用于确定百香果皮黄酮提取工艺中超声波功率的最佳参数。2.2.6 最佳提取条件验证试验为了验证百香果皮中黄酮提取工艺的可靠性，分别称取3份百香果皮粉末，每份各1g，按照上述单因素试验获得的最佳提取工艺进行3次平行实验。2.2.7 试验数据处理所有的实验数值均为3次平行试验结果的的平均值，采用方差分析（ANOVA）进行显

14、著性差异比较。3 实验结果及分析3.1乙醇浓度对百香果皮黄酮提取率的影响通过三组平行实验，我们获得了不同乙醇浓度和黄酮提取率的关系，如图3-1所示，在乙醇的浓度逐步增加后，黄酮的提取率也逐渐增加，这是因为黄酮能够更彻底的溶解在溶剂中，但在乙醇浓度超过90%后，黄酮的提取率开始降低，这可能是一些醇溶性的物质在乙醇溶剂达到一定浓度后溶出量增加，使得黄酮提取率的下降22。因此本试验获得的最佳乙醇浓度为90%。图3-1 乙醇浓度对黄酮提取率的影响3.2固液比对百香果皮黄酮提取率的影响通过三组平行实验，我们获得了不同固液比和黄酮提取率的关系，如图3-2所示，当固液比增加，百香果皮粉末和溶剂接触面积增大，

15、提取率也从2.309%增加到了2.8952%，提取率在固液比1：60时达到峰值，这可能是因为百香果皮中的黄酮已基本溶出。当固液比大于1:60时，黄酮提取率持续下降，可能是固液比太大导致其余物质的溶出，致使提取率下降23。所以本实验获得的最佳固液比为1:60（g/mL）。图3-2 固液比对黄酮提取率的影响3.3提取温度对百香果皮黄酮提取率的影响通过三组平行实验，我们获得了提取温度和黄酮提取率的关系，如图3-3所示，当提取温度在50时黄酮提取率最高，之后温度如果继续增加，提取率就会大幅减少。这是因为随着温度的提高，百香果皮中果胶等一些物质的溶出量增加，降低黄酮的提取率24。所以本实验获得的最佳提取

16、温度为50。图3-3 提取温度对黄酮提取率的影响3.4提取时间对百香果皮黄酮提取率的影响通过三组平行实验，我们获得了不同提取时间和黄酮提取率的关系，如图3-4所示，提取时间在70 min的时候，黄酮提取率最高，之后提取率逐渐降低。证明超声波提取时间过短时，样品中的黄酮溶解不够充分，当超声波提取时间过长又容易导致黄酮结构发生变化，或者其他醇溶性物质的溶出导致提取率的降低25。所以本实验获得的最佳提取时间为70 min。图3-4 提取时间对黄酮提取率的影响3.5超声波功率对百香果皮黄酮提取率的影响通过三组平行实验，我们获得了超声波功率和黄酮提取率的关系，如图3-5所示，黄酮提取率在240 W达到峰

17、值，之后趋于平稳，可能是因为超声波的功率足够充分破坏百香果皮的细胞壁，使黄酮物质基本溶解在溶剂中。所以本实验获得的最佳超声波功率为240 W。图3-5 超声波功率对黄酮提取率的影响3.6 验证试验根据上述对决各定性因素进行的单因素实验，得到的最佳提取工艺为：提取时间70 min,固液比1:60，提取温度50，乙醇浓度90%，超声波功率240 W。为了检验百香果皮黄酮提取工艺的可靠性，根据上述最佳提取工艺做3次平行实验，结果见表3-6，黄酮提取率的平均值为3.79%，相对标准偏差（RSD）=1.20%，可靠性较高，说明该提取工艺可行。表3-1 验证试验结果数据表组别乙醇浓度（%）固液比（g/mL

18、）提取温度（）超声波功率（W）提取时间（min）黄酮提取率（%）1901:6050280703.80242901:6050280703.77313901:6050280703.78544 讨 论百香果作为一种新兴的水果，近些年来越来越得到人们的喜爱，被称为“果汁之王”，目前对于百香果的开发众多，但是大多数是对其果肉的开发，对百香果的果皮并没有充分的利用，果皮作为百香果的主要副产品，它占鲜果总重量的50%55%，百香果皮被遗弃，不仅是一种浪费，而且会造成环境污染。随着对黄酮的深入研究，人们发现黄酮化合物由于是天然的，属于动、植物体的次级产物，具有多种活性成粉，并且没有毒性，成为人们的研究热点26

19、，本文采用超声波辅助乙醇提取法对百香果皮中黄酮类化合物的提取率进行了研究，通过单因素试验，考察各决定性因素对黄酮提取率的影响，并对每组试验因素进行三次平行实验，以黄酮化合物提取率为标准，对提取百香果皮中黄酮物质的工艺进行优化。经过优化后我们得到的最佳工艺因素为：乙醇浓度90%，固液比1:60，超声波提取时间70 min、温度50、功率240 W。以上述条件进行三次平行实验，最终得到的黄酮提取率为3.79%，结果相对标准偏差（RSD）=1.20%，可靠性较高，说明该提取工艺可行。对百香果皮中活性成分的深入研究和提取，对推动整个百香果产业发展有着积极意义，本文只是对百香果的综合利用提供了一种途经，

20、而且也只处于实验室阶段，希望以后能够有更多的课题是对百香果皮中的黄酮的实际应用，能够最大限度的利用其相关的副产品，为百香果的应用提供参考依据。参 考 文 献1刘晓红,谭晓明.西番莲栽培技术J.中国林副特产,2014(06):49-50.2Liu S,Feng Y,Zhang C,et al.Optimization of process parameters for supercritical carbon dioxide extrection of Passiflora seed oil by response surface methodologyJ.journal of Supercri

21、tical Fluids,2009,48(1):9-14.3梁倩,李咏富,龙明秀,田竹希,何扬波,石彬.百香果化学成分及药理活性研究进展J.食品工业科技,2018,39(20):343-347.4Li H,Zhou P,Yang Q,et al.Comparative studies on anxiolytic activities and flavonoid compositions of Passiflora edulisedulisand Passiflora edulisflavicarpaJ.Journal of Ethnopharmacology,2011,133(3) :1085

22、1090.5Siebra A L A,Oliveira L ,Martins A O B P,et al. Potentiation of antibiotic activity by Passiflora cincinnata,mast.front of strains staphylococcus aureus,And Escherichia coliJ.Saudi Journal of Biological Sciences，2016,25(1) :123.6农生斌,梁华益,黄明丽,冯霞,韦家河,杨敏,黄盛凯,黄彦峰.百香果果汁对衰老小鼠负重游泳及抗疲劳的实验研究J.现代预防医学,201

23、7,44(07):1281-1284.7马英丽.蜜楝的生药学研究D.陕西理工学院,2016:4-7.8卢赛赛,许凤,王鸿飞,等.杨梅叶中总黄酮提取及其抗氧化能力研究J.果树学报,2015(3):460-468.9柳嘉,David Glen POPOVICH,景 浩.山楂黄铜提取物的抗氧化活性和对癌细胞生长抑制作用J.食品科学,2010,31(3):220-223.10延玺,刘会青,任占华,等.黄酮类化合物生理活性及合成研究进展J.有机化学,2008,28(9):1534-154411董银慧.天然活性产物抗乳腺癌作用的筛选及其分子机制研究D.中国农业大学,2014:7-8.12吴小琴.黄酮-8-

24、羧酸类化合物的合成及抑菌活性的研究D.南昌大学,2011:49-50.13董保平.多羟基黄酮的微波辅助合成及其抗氧化活性研究D.江南大学,2013:50-51.14林翔云.芳樟叶提取物在化妆品中的应用J.香料香精化妆品,2011(02):44-48.15刘昊.芒果黄酮的提取分离及抗氧化活性的研究D.广西大学,2012:2-7.16邢雅丽.泡桐叶中熊果酸的超声波提取与分离研究D.中国林业科学研究院，2014:15-17.17解成骏.阳荷红色素的提取工艺及稳定性研究D.西北农林科技大学,2011:11-12.18朱元龙.紫苏叶抗氧化物的提取分离及其在油脂中抗氧化应用研究D.福建农林大学,2010,

25、5-6.19文良娟,毛慧君,张元春,李英军.西番莲果皮成分分析及其抗氧化活性的研究J.食品科学,2008,29(11):54-58.20诸梦洁,刘哲,陆胜民.百香果果酱加工工艺J.浙江农业科学，2018.59(5)：751-752.21陈妮娜.螯合剂协同微波法提取百香果皮果胶及果胶膜的制备J.中国食品添加剂,2016(8) :119-124.22李国胜,张云竹,李斌.火龙果花中总黄酮的提取与含量测定J.保鲜与加工,2018,18(06):76-82.23谢勇武,谭属琼,陈玉莹.响应面法优化辣木叶总黄酮提取工艺及其分离纯化J.分子植物育种,2019,17(15):5120-5130.24李月嘉,杨士花,李永强,孙琳琳.响应面法优化玉米花粉黄酮提取工艺的研究J.食品与发酵科技,2012,48(03):30-33.25王宇希.丁香叶总黄酮的提取工艺及抑菌效果评价D.东北农业大学,2013:27-28.26李全国.乐陵枣叶总黄酮的提取、分离纯化、鉴定及其抗氧化活性研究D.齐鲁工业大学2014:2-9.