番石榴叶黄酮的微波提取及其抗氧化作用研究.pdf

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番石榴叶黄酮的微波提取及其抗氧化作用研究 徐金瑞 1 张瑞芬 2 潘国伟 1 （1广东药学院食品科学学院广州510310 2广东省农业科学院生物技术研究所 农业部功能食品重点开放实验室广州510640） 摘要以番石榴叶为原料，采用微波技术优化番石榴叶中黄酮类物质的提取工艺，并研究番石榴叶黄酮对油脂 的抗氧化作用。试验结果表明，番石榴叶中黄酮类物质的最佳微波萃取工艺参数是：微波提取时间10 min，微波 功率400 W，料液比130，乙醇体积分数50。 在此提取条件下，番石榴叶中总黄酮的提取率为134.46 mg/g。 番 石榴叶黄酮提取物对植物油脂具有一定的抗氧化作用，可作为植物油脂的天然抗氧化剂。 关键词番石榴叶； 黄酮； 微波提取； 油脂； 抗氧化作用 文章编号1009-7848（2010）05-0166-05 油脂氧化是食物变质的主要原因之一。 油脂 氧化降低了食物的营养价值， 有些氧化产物还有 毒副作用，给人类健康造成极大的威胁。 防止油脂 氧化酸败，可以添加抗氧化剂。 合成抗氧化剂，如 BHT、BHA及TBHQ等具有显著的抗氧化性能。但 近年来频繁发生的食品安全事件， 使其安全性不 断受到质疑， 如BHA对白鼠有致癌作用，BHT可 引起动物肝脏增大等1。 因此，从自然界寻求高效、 低毒且经济的天然抗氧化剂， 是当前食品科学研 究的热点之一。 番石榴叶（Psidium guajava L.）为桃金娘科番 石榴属植物的叶片，我国广东、广西、四川、福建等 地均有分布，全年可采摘，资源十分丰富。 现代药 理及临床研究表明，番石榴叶具有降血糖、抑菌、 抗轮状病毒等功效2-5。 黄建林6等研究发现，番石 榴叶中含有多种重要的芳香类二级代谢产物，如 多酚黄酮类化合物等。 有学者认为正是这些酚类 化合物赋予番石榴叶多种药用功效， 其中最主要 的是其抗氧化活性7-8。截至发稿前，将番石榴叶作 为天然抗氧化剂，应用于食品中，尚未见报道。 针 对合成抗氧化剂存在安全性问题的质疑， 加强对 天然动植物资源的开发与利用显得尤为迫切。 本文以番石榴叶为材料， 采用微波技术优化 番石榴叶中的总黄酮类提取工艺， 研究其对油脂 的抗氧化作用， 为番石榴叶抗氧化功能因子的开 发、利用以及油脂的贮藏保鲜提供技术依据。 1材料和方法 1.1试验材料 采摘新鲜番石榴叶， 烘干， 粉碎至40目，备 用；花生油，新鲜花生采用物理压榨而成，低温、避 光保存，备用。 三吡啶三吖嗪 （2,4,6-tripyridyl- s- triazine， TPTZ），购自Fluka公司；TBHQ，广州泰邦食品添 加剂有限公司；芦丁等均为国产分析纯试剂。 1.2主要仪器与设备 紫外-可见分光光度计（752C型）、手提式高 速中药粉碎机（DFT-50型）、微波炉（MP17C-KE 型）、电热恒温干燥箱（101AS-1型）、旋转浓缩蒸 发仪（RE-2000型）、冷冻干燥机（FD-1E-80型） 等。 1.3试验方法 1.3.1总黄酮含量的测定采用硝酸铝显色法测 定总黄酮含量9。 吸取5.0 mL待测样品于10 mL 比色管中，加入0.5 mL 5% NaNO2溶液，摇匀，放 置5 min后加入0.5 mL 10% Al(NO3)3溶液，摇匀， 放置5 min，再加入4 mL 1 mol/L NaOH，摇匀，放 置10 min， 于波长510 nm处测定吸光度。 另以 0.10.5 mg/mL芦丁标准溶液代替样品作标准曲 收稿日期：2009-12-24 作者简介： 徐金瑞，女，1976年出生，博士，副教授 Vol 10 No 5 Oct 2 0 1 0Journal of Chinese Institute of Food Science and Technology 中 国 食 品 学 报 第10卷第5期 2 0 1 0年10月 第10卷 第5期 线，得到回归方程Y1.0435x0.0003，R20.9999。 1.3.2总抗氧化能力（TAC）测定采用FRAP法 测定总抗氧化能力10-11。实际加样量扩大20倍，即 0.2 mL样品0.6 mL水6 mL 37 的FRAP工作 液（10 mmol/L TPTZ、20 mmol/L FeCl3、0.3 mmol/L 醋酸钠缓冲液以1:1:10的质量比混合），摇匀后放 置4 min，于波长593 nm处测定吸光值。 另以0.1 1.0 mmol/L FeSO4标准溶液代替样品作标准曲线， 得到回归方程y=0.3117x-0.006， 相关系数R2= 0.9994。 样品的总抗氧化能力以mmol FeSO4/g提 取物表示，单位mmol/g。 1.3.3番石榴叶黄酮的提取方法取番石榴叶干 粉2 g，按130（g/V）加入50%乙醇，在一定条件下 进行微波处理，过滤。 用相应溶剂定容至原体积， 测定其总抗氧化能力和黄酮含量。 将提取液置于 旋转蒸发仪中浓缩，冷冻、干燥，用于油脂抗氧化 试验。 1.3.4微波萃取试验设计 1.3.4.1单因素试验准确称取2 g番石榴叶干 粉， 以乙醇体积分数 （0100%）、 超声波功率 （200600 W）、提取时间（525 min）和料液比（1: 101:50）为考察因子，以总黄酮含量和总抗氧化 能力为指标做单因素试验。 1.3.4.2正交试验设计在单因素试验基础上， 对影响黄酮提取的微波功率（A）、提取时间（B）、 料液比（C）做三因素三水平正交设计试验，见表1。 1.3.5油脂抗氧化试验采用Schaal烘箱法12， 将番石榴叶提取物分别按0.10、0.20、0.30%、 0.40%、0.50%（添加物/油） 的添加量加入花生油 中，充分搅匀。 将经过处理的花生油和空白对照置 于（621）烘箱中强制氧化，定时搅拌，每隔24 h取样测定花生油的过氧化值(POV)。 1.3.6过氧化值测定参照GB/T 5538-2005动 植物油脂过氧化值测定方法13测定过氧化值。 2结果与分析 2.1提取剂浓度对提取效果的影响 取2.0 g番石榴叶干粉， 设定微波功率300 W，料液比1:40，提取时间15 min，用不同体积分 数的乙醇提取总黄酮，试验结果见图1。 番石榴叶 提取物中总黄酮含量及总抗氧化能力随着乙醇体 积分数的增大而增大， 在乙醇体积分数50时上 述指标均达到最大值。 然而乙醇体积分数进一步 提高，其总黄酮含量和总抗氧化能力反而下降。 这 是因为乙醇体积分数越高，溶液的沸点越低，挥发 越快，在溶剂化及其热效应的共同作用下，番石榴 叶提取物中总黄酮含量及抗氧化能力降低， 所以 以50乙醇作提取剂较适宜。图1还表明，番石榴 叶提取物中总黄酮含量的变化趋势与抗氧化能力 的变化趋势相同， 说明番石榴叶中的黄酮类物质 含量越高，其总抗氧化能力越强，提示黄酮是番石 榴叶提取物抗氧化作用的物质基础。 2.2微波功率对提取效果的影响 取2.0 g番石榴叶干粉， 设定料液比140，提 取时间15 min，乙醇体积分数50%，不同微波功率 条件下的总黄酮含量和总抗氧化能力如图2所 示。在微波功率200600 W范围，总黄酮含量和总 抗氧化能力随微波功率的增大而增大， 但微波功 率过高，二者呈下降趋势，说明黄酮类物质具有一 定的耐热性，但过热，即微波功率过高会破坏黄酮 类物质及总抗氧化能力， 导致番石榴叶提取物中 黄酮含量及抗氧化能力降低。 1101:20300 2151:30400 3201:40500 A （提取时间/min） B （料液比） C （微波功率/W） 试验 水平 试验因素 表1正交试验因素水平表 Table 1Factors and levels of orthogonal tests 120 100 80 60 40 20 0 20 15 10 5 0 总黄酮 TAC 总黄酮含量/mgg-1 TAC/mmolg-1 0305080100 乙醇体积分数/% 图1乙醇体积分数对提取效果的影响 Fig.1Effect of ethanol concentration on extraction result 番石榴叶黄酮的微波提取及其抗氧化作用研究 167 中 国 食 品 学 报 2010年第5期 2.3微波提取时间对提取效果的影响 取2.0 g番石榴叶干粉， 设定料液比140，微 波功率300 W，乙醇体积分数50%，不同提取时间 对总黄酮含量和总抗氧化能力的影响如图3所 示。 随着提取时间的延长，番石榴叶提取物中总黄 酮含量及抗氧化能力均呈增大趋势， 但提取时间 超过15 min后，总黄酮含量及抗氧化能力反而降 低。 可能是因为时间过长时，微波的热效应破坏了 黄酮类物质，导致其抗氧化活性降低。 2.4料液比对提取效果的影响 取2.0 g番石榴叶干粉， 设定微波功率300 W，提取时间15 min，乙醇体积分数50%，不同料 液比对总黄酮含量和总抗氧化能力的影响如图4 所示。 当料液比为130时，番石榴叶提取物中总 黄酮含量及抗氧化能力均达到最大值， 表明此时 番石榴叶中的抗氧化物质及黄酮类物质已基本溶 出，再提高料液比，黄酮含量及总抗氧化能力反而 降低。 推测是番石榴叶中的杂质成分竞争性溶出， 不利于提取抗氧化物质。 2.5番石榴叶中黄酮类物质微波萃取的最佳工 艺 单因素试验结果表明，微波功率、料液比、提 取时间、 提取剂体积分数均对提取番石榴叶中的 黄酮类物质及抗氧化能力影响较大。 考虑到微波 过程中乙醇的挥发性以及黄酮含量与抗氧化能力 变化趋势一致，以黄酮含量为指标，对微波功率、 料液比和提取时间3个因素进行L9（33） 正交设 计，试验结果见表2。 由表2中试验结果和极差分析可知， 最优水 平组合为A1B2C2，即最佳提取工艺条件是：微波提 取时间10 min，微波功率400 W，料液比1:30。 在 所选定的试验范围，3个因素的主次顺序为AC B，其中FA（57.60）FC（18.30）F0.01(2,2)=14.04，表 明微波提取时间和功率在试验设计水平下对总黄 酮的影响达到极显著水平，而FB（2.37）F0.05(2,2)= 9.36，表明料液比对总黄酮得率无显著影响。 影响 最大的因素是微波提取时间，其次是微波功率，料 液比对其影响最小。在最佳提取工艺（A1B2C2）条件 下，番石榴叶中总黄酮的提取率为134.46mg/g。 2.6番石榴叶黄酮对油脂的抗氧化作用 由图5可知， 不同浓度的番石榴叶黄酮对花 生油有一定的抗氧化作用。 在番石榴叶黄酮质量 总黄酮 TAC25 140 120 100 80 60 40 20 0 25 20 15 10 5 0 总黄酮含量/mgg-1 TAC/mmolg-1 200300400500600 微波功率/W 图2微波功率对提取效果的影响 Fig.2Effect of microwave power on extraction result 总黄酮 TAC 140 120 100 80 60 40 20 0 25 20 15 10 5 0 总黄酮含量/mgg-1 TAC/mmolg-1 510152025 图3提取时间对提取效果的影响 Fig.3Effect of extraction time on extraction result 提取时间/min 总黄酮含量 TAC 120 100 80 60 40 20 0 25 20 15 10 5 0 总黄酮含量/mgg-1 TAC/mmolg-1 110120130140150 料液比 图4料液比对提取效果的影响 Fig.4Effect of flesh and solvent ratio on extraction result 168 第10卷 第5期 试验号A（萃取时间/min）B（料液比）C（功率/W）总黄酮含量/mgg-1 111195.54 2122134.46 3133117.08 4212118.89 522390.97 623188.79 731364.03 8321100.60 933295.13 k1115.70103.1994.99 k299.56108.68116.16 k386.59100.3390.70 R29.118.3525.46 F值57.602.3718.30 分数0.10%0.50%范围，随黄酮质量分数的提高， 抗氧化作用增强， 但其作用效果稍弱于TBHQ的 抗氧化效果。 这一结果提示，资源丰富的番石榴叶 中的黄酮提取物可以作为食品， 特别是植物油脂 的天然抗氧化剂，这不仅提高食品的安全性，而且 变废为宝。 由于做油脂抗氧化试验时所用材料为 番石榴叶的乙醇粗提物， 黄酮类物质的有效浓度 较低，若对其进行纯化，可达到与化学合成抗氧剂 相当的效果，并最终替代之。 3结论 1）番石榴叶中黄酮类物质的最佳微波萃取工 艺条件是：以50乙醇溶液为提取剂，微波提取时 间10 min，微波功率400W，料液比1:30。在此最优 条件下，番石榴叶中总黄酮的提取率为134.46 mg/ g。 与传统黄酮物质提取方法相比，微波萃取法仅 需10 min，具有节时、节能的优点。 2）番石榴叶黄酮提取物对植物油脂有一定的 抗氧化作用，可以作为植物油脂的天然抗氧化剂。 表2番石榴叶黄酮微波萃取正交试验结果 Table 2Results of orthogonal tests of flavonoid extraction in guava leaf by microwave 注：F0.05（2，2）=9.36，F0.01（2,2）=14.04。 0.1%样品 0.4%样品 空白 0.2%样品 0.5%样品 0.3%样品 0.02%TBHQ 100 80 60 40 20 0 012345678 时间/d 图5不同浓度番石榴叶黄酮提取物 对花生油的抗氧化作用 Fig.5 The antioxidation effect of different concentration flavonoid from guava leaf on peanut oil 参考文献 1冯颖，孟宪军.无梗五加果黄酮的提取及抗油脂氧化性能的研究J.食品研究与开发，2006，27（3）：35-36. 2Chiu-Lan Hsieh，Yuh-Charn Lin，Gow-Chin Yen. Preventive effects of guava（Psidium guajava L.）leaves and its POV/mmolkg-1 番石榴叶黄酮的微波提取及其抗氧化作用研究 169 中 国 食 品 学 报 2010年第5期 active compounds against a-dicarbonyl compounds-induced blood coagulationJ. Food Chemistry，2007，103（1）： 528-535. 3Pranee Jaiarj，Paranee Khoohaswan，Yuwadee Wongkrajang，et al. Anticough and antimicrobial activities of Psidium guajava Linn. leaf extractJ. Journal of Ethnopharmacology，1999，67（2）：203-212. 4Pao-Chuan Hsieh，Jeng-LeunMau，Shu-Hui Huang. Antimicrobial effect of various combinations of plant extractsJ. Food Microbiology，2001，18（1）：35-43. 5魏练波， 吕瑞和， 陈宝田.番石榴叶体外抗轮状病毒的实验研究J.国外医学微生物分册，1996，3（1）：3. 6黄建林， 张展露. GC-MS分析番石榴叶乙醇提取物的化学成分J.中山大学学报（自然科学版），2004，43（6）：117- 120. 7Hui-Yin Chen，Gow-Chin Yen. Antioxidant activity and free radical-scavenging capacity of extracts from guava （Psidium guajava L.）leavesJ. Food Chemistry，2007，101（1）：686-694. 8Suganya Tachakittirungrod，Siriporn Okonogi，Sombat Chowwanapoonpohn. Study on antioxidant activity of certain plants in Thailand：Mechanism of antioxidant action of guava leaf extractJ. Food Chemistry，2007，103（2）：381- 388. 9徐金瑞， 张名位， 张金奖，等.番石榴抗氧化作用及其与黄酮含量的关系J.食品研究与开发，2008，29（7）：9-12. 10Sean P. Griffin，Ranjeet Bhagooli. Measuring antioxidant potential in corals using the FRAP assayJ. Journal of Ex- perimental Marine Biology and Ecology，2004，302（2）：201-211. 11徐金瑞， 张名位， 刘兴华， 等.黑大豆种皮花色苷的提取及其抗氧化作用研究J.农业工程学报，2005，21（8）： 161-164. 12翁新楚， 吴侯.抗氧化剂的抗氧化活性的测定方法及其评价J.中国油脂，2005，25（6）：119-44. 13GB/T 5538-2005动植物油脂过氧化值测定S. Microwave Extraction Technology and Antioxidation of Flavonoid in Gguava Leaf Xu Jinrui1Zhang Ru

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