黄山贡菊水溶性成分的超声波强化提取工艺研究
黄山贡菊水溶性成分的超声波强化提取工
艺研究
黄山贡菊水溶性成分的超声波强化提取工艺研究,徐洁听,方红霞,朱启国,葛玉
晴,唐海波
黄山贡菊水溶性成分的超声波
强化提取工艺研究
徐洁昕.方红霞,朱启国,葛玉晴,唐海波
(黄山学院,安徽黄山245041)
摘要:利用超声波技术来强化提取黄山贡菊中的水溶性成分,在单因素试验的基础
上
进行了正交试验,考察了影响水溶性成分提取得率的各因素,通过试验确定超声波
强化提取
的最佳工艺条件为:温度40?,超声波浸提时间lOmin,料液比lg:100ml,提取次数3
次,
黄山贡菊的水溶性成分提取得率为32.50%.
关键词:黄山贡菊;水溶性成分;超声波;提取工艺
中图分类号:TS201.1文献标识码:A文章编号:1005—1295(2009)05—00103—03
StudyontheUltrasonicExtractingTechnologyofWater-solubleComponentsof
ChrysanthemumMorifoliumcV.Gongju
XUJie—xin,FANGHong—xia,ZHUQi—guo,GEYu—qing,TANGHai—bo
(HuangshanUniversity,HuangshanAnhui245041,China) Abstract:Bymeansoftheultrasonictechnologytostrengthenextractthewater-solublecomp
onentsfrom
ChrysanthemumMorifoliumCV.Gongju.Wecarriedontheorthogonalexperimentafterthe
single—factortestinorder
tostudytheultrasonicextractionimpactfactorsofthewater-solublecomponentsfromChrys
anthemumMorifolium
ev.Gongju.Theresultsshowedthattheoptimumconditiontoextractthewater-solubilityeffe
ctivecomponentsfrom
ChrysanthemumMorifoliumCV.Gonrubyultrasonictechnology:temperatureis40~C,ultr
asonicextractingtimeis 10min,theratioofmaterialtoliquidislg:100ml,extractingtimesis3times,theextractionrateo
fwater-solubility
compomentsis32.50%
Keyword:chrysanthemummorifoliumCV.gongju;water-solublecomponents;ultrasonic;
extractingtechnology
黄山贡菊产自世界旅游胜地黄山,以其独
特的品质和加工工艺而闻名.黄山贡菊具有疏
风解热,养肝明目,清洁解毒之功效,可治疗
伤风感冒,疔疮肿痛,血压偏高及动脉硬化等
症,被"中国药典"誉为"菊中之冠","民族
瑰宝",是黄山地区的着名特产.
近年来不少学者采用温浸法,回流法,微
波辅助等技术用于提取天然植物的有效成分,
取得了可喜的进展.1超声波提取技术是利用超
声波的机械破碎和空化作用.加速侵提物从原
料向溶剂的扩散速率.具有提取效率高,不需
高温,能耗低,提取时间大大缩短等特点[2].目
前.将超声波用于天然植物有效成分的提取研
究前景广阔.如超声波提取芦荟苦素口].葵花籽
油的超声波提取[4]等.本文探索了运用超声波技
术强化提取黄山贡菊的水溶性成分,可为黄山
贡菊的进一步深入研发提供依据.
收稿日期:2009—08—16
基金项目:黄山学院校级课题:黄山茶叶有效成分的提取与分析研究(2007xkjq024).
作者简介:徐洁昕(1974,),女,浙江萧山人,讲师,硕士,研究方向:食品及天然药物的
研发,食品分析.
103
包装与食品机械2009年第27卷第5期 1设备与工艺
1.1试验材料与设备
黄山贡菊:购于安徽省黄山市屯溪区茶城 仪器设备:XF一100旋转式粉碎机,江苏金
Q3200B型超声波 坛市杰瑞尔电器有限公司:K
清洗仪,江苏昆山市超声仪器有限公司; FA1104电子天平;101AS一2型不锈钢数显电热 鼓风干燥箱,上海浦东跃新科学仪器厂;18cm 定量滤纸,杭州新华纸业有限公司.
1.2提取工艺
黄山贡菊干燥.+粉碎一加入一定比例的 蒸馏水一超声波处理_?过滤干燥一称重并计算 水溶性成分提取得率.
1.3试验方法
1.3.1单因素试验
选择不同的提取温度,浸提时间,料液比, 提取次数对黄山贡菊进行超声波强化提取试验, 然后分别对提取液进行过滤干燥称重,从而得 到不同水平上的黄山贡菊水溶性成分提取得率. 水溶性成分提取得率
:
水溶性成分提取得率=翥鬻
1.3.2正交试验
在单因素实验基础上,以提取温度,浸提 时间,料液比和提取次数四个因素为主要影响, 安排四因素三水平的L9(3)正交试验,来确定
超声波强化提取黄山贡菊水溶性成分提取得率 的最佳工艺条件.
2结果与讨论
2.1单因素试验
2.1.1提取温度对提取得率的影响
准确称取5.00g贡菊粉6份,各加入125ml 的去离子水中.在超声波功率为150W,提取时 间为20min的条件下,分别用30?,4O?, 50?,60?,7O?,80?的温度进行提取试验, 考察温度对黄山贡菊水溶性成分提取得率的影 响,结果见图1.
从实验结果可以看出,提取液的温度对有 效成分提取率影响较大:温度较低时,提取率 较低;随着温度升高,提取率增大;在40—70? 这段温度范围内,提取率不再随温度变化,说 104
提取得率(%)
图1温度对超声波提取得率的影响
明易溶的成分已基本全部溶解;当温度大于 70?时.提取率不断增大.说明难溶的成分也逐 渐溶出,使提取得率增大.
2.1.2超声波浸提时间对提取得率的影响 准确称取5.00g贡菊粉6份,各加入125ml 的去离子水中,在超声波功率为150W,浸提温 度为60.【=条件下,分别处理5,10,15,20, 25,30min,考察提取时间对黄山贡菊水溶性成 分提取得率的影响,结果见图2.
图2超声波浸提时间对超声波提取得率的影响 从实验结果可以看出,超声波浸提时间对
黄山贡菊水溶性成分的提取得率影响较大.当 处理时间较短时提取得率较低,可能因为振荡 时间过短不能使可溶性成分完全脱离细胞:在 一
定时间范围内提取得率与超声波的浸提时间 成正比;当时间达到一定程度时,随着处理时 间增加,提取得率上升趋势不明显,可能此时 花粉细胞已经破裂溶解,溶解也逐渐达到饱和. 2.1-3不同料液比对提取得率的影响
准确称取5.00g贡菊粉7份.分别加入 50ml,75ml,lOOml,125IIll,150ml,175IIll,
20Oral的去离子水中,在超声波功率为150W, 提取温度为60?,提取时间为20min的条件下. 如:2mO
黄山贡菊水溶性成分的超声波强化提取工艺研究一徐洁昕,方红霞,朱启国,葛玉
晴,唐海波
进行提取试验.考察不同料液比对黄山贡菊水 溶性成分提取得率的影响,结果见图3. 提取得率(%)
图3料蔽比对超声波提取得率的关系 从试验结果可以看出,在一定范围内随着 料液比的增大,提取得率也不断增大.料液比 大于1:25以后,提取得率上升不明显.料液比 过小.没有足够的溶剂溶解黄山贡菊的有效成 分,故提取得率较低.
2.2正交试验
通过以上对单因素影响条件的研究,确定 了较佳的单因素试验条件范围,正交试验是在 单因素试验结果的基础上.以提取时间,提取
温度,料液比和提取次数为主要影响因素.来 寻找较佳的提取工艺.根据试验条件,确定了 四因素三水平的(3)正交试验.
2.2.1因素水平
本实验为四因素三水平的(3)正交试验, 试验设计见表l.
表1正交试验因素水平表k(3) \因素A温度B浸提时间C料液比D 承\(?)(rain)(g:m1)提取次数
14010l:501
260201:752
38030l:1oo3
2.2.2正交试验结果及分析
试验重复系数为3.正交试验结果如表2所 示,极差分析,方差分析分别见表3,表4. 极差值越大,说明该因素对试验结果影响 越大.由表3的极差分析可知:各因素对黄山 贡菊水溶性成分的提取得率影响程度依次为: C>A>B.这说明料液比对提取得率的影响最大,
其次是温度,再次为提取时间.
由表4的方差分析可知:提取温度,料液 表2正交试验结果
试验号ABCD水溶性成分得率(%) l111l31.0o
2122230.34
3l33332.75
42l2330.84
5223l30_33
6231229.51
7313231.12
832l328.O9
9332129.29
表3正交试验极差分析表
结果项因素ABCD
Kl94.0992.9688.6O90.62 总和K290.6888.7690.4790.97 K388.5091.5594.2091.68 Kl3l-3630.9929.5330.21 均值K230.2329.593O.1630-32 K329.5O30.5231.4030.56 极差R5.594.25.6OO-35
表4正交试验方差分析表
力茬术离均差平方和自由度均方F值P
A5.269522.63525.83<O.o5 B3.O46221.52314.93<O.1 C5.431522.71626.63<0.O5 D(误差)O.2O4l20.1020
比有极显着差异,超声波浸提时间有显着差异. 提取次数影响较小,可作为误差.
结合生产工艺成本和核算等多方便因素综
合考虑,其最佳组合为ABC,,即最优化的提取 条件是:温度为4O?,提取时间为10rain,料液 比lg:100m1.黄山贡菊超声波提取的水溶性成 分得率最高.
在最优化的条件下.精确称取2.00g黄山贡
菊粉末,进行超声波提取验证试验.在料液比 为lg:100m1.温度为40?,超声波浸提时间为 10min的工艺条件下进行提取试验,最后确定超 声波最优工艺条件下.黄山贡菊水溶性成分的
提取得率为32.50%.
3结论
黄山贡菊是黄山市优势特色产品,自然资
源十分丰富.黄山贡菊资源如果能够合理利用
开发,不仅能够产生良好的社会效益,而且会
获得良好的经济效益.本试验利用超声波技术,
对黄山贡菊水溶性成分的提取工艺进行了优化,
得到最佳工艺叁数,温度为40~C,提取时间为
(下转第115页)
105
超高压对大豆蛋白结构和功能性质影响研究进展一苏丹,李树君,赵凤敏,曹有福 于食品中大分子蛋白质结构复杂.不同品种原(2):1—4,13. 料差异也较大.还有更多的课题需要继续深入[12]刘国琴,等.超声和超高压处理对大豆分离蛋白特
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较高,且操作简便,省时省电,适用于工业化..
生产有较为广阔应厢前景.'盎,
等'
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15.
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