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黄山贡菊水溶性成分的超声波强化提取工艺研究

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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 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...
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 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 系统研究,如超高压对大豆蛋白酶解作用的影性影响的研究[J]_河南工业大学(自然科学 响及超高压酶解反应机理的研究等.可以预见版),2005,26(3):-4? 竺兰茔食品方面将具?iWhyePin 有巨大的研究价值和商业化潜力. ofs.Pmtei[JF..dch.mi.,: 参考文献:[14]李汴生.超高压处理蛋白质和多糖胶体特性的变化 [i]陈复生.食品超高压加工技术[M].北京:化学工业及机理研究[D].广州:华南理工大学,1997. 出版社,2005.[15]ElenaMolina.AklileB.Defaye.DayeA.Ledward. [2]田其英,华欲飞.物理方法对大豆分离蛋白功能性S0vProteinPressure— inducedGe1s[J].FoodHvdm. 质影响[J].粮食与油脂,2006,(3):i0—12.colloids, 2002.(16):625—632. [3]黄友如,裘爱泳,华欲飞.大豆蛋白结构与功能的[16]KajivamaN .,IsobeS.,Uemufa,K.,eta1.Changes 关系[J].中国油脂,2004,29(11):24—28.ofS0yProteinUnderUltra- highHvdraulicPressure[J]. [4]张宏康.超高压对生物大分子的影响研究[D].北京:FoodScienceandTechno1ogY,1995,30:147—158. 中国农业大学,2001.『17]E1enaMolina. D.A.Ledward.EffectsofCombined [5]李汴生,曾庆孝,彭志英.高压处理后大豆分离蛋High- pressureandHeatTreatment0ntheTexturalPro. 白溶解性和流变特性的变化及其机理[J].高压物理 pertiesofS0yaGeIs[J].Fo0dChemistry,2003,80: ,1999,13(1):22—29.367— 370. [6]E.Molina,A?Papadopoulou,D.A.Ledward.Emulsifying[18]王苑,杨玉玲,周光宏,等.高压预处理及加热 PropertiesofHighPressureTreatedSoyProteinIsolate方式对混合蛋白凝胶特性的影响[J].食品与发酵 and7Sand11SGlobulins.FoodHydrocolloids,I,It, ,2007,33(7):18—21. 2001,(15):263—269?[19]毕会敏,马中苏,闰革华,等.膜液的高压处理对 [73张少兰,曾庆孝.高静压对大豆分离蛋白变性作用大豆分离蛋白膜性能的影响[J].食品科学,2004, 的研究[J].食品研究与开发,2003,24(4):6-9.25(3).49— 51 [8]Xian—ShengWang,Chuan—HeTang,Bian—ShengLi,[20]ElenaPefias, GuadalupePr6stamo,F1orlentin0Polo, eta1.EffectsofHigh—pressureTreatmentonSomePhys—eta1.HighPressureandtheEnzymaticHvdrDlysisof icochemicalandFunctionalPropertiesofSoyProteinIso—SoybeanwheyProteins[J].FoodChemistry,2005, lates[J].FoodHydrocolloids,2008,(22):560—567.85:641—648. [9]M.C.Puppo,F.Speroni,N.Chapleau,eta1.Effect[21]E1enaPefias, GuadalupePr6stamo,Rosari0G0mez. ofHigh—pressureTreatmentonEmulsifyingPropertiesofEnzymaticProteolysis.UnderHighPressu r_eofSoybean SoybeanProteins[J].FoodHydrocolloids,2005,(19):whev:AnalysisofPeptidesandtheAll ergenGlymIin 296?theHydmlysatcs[J]. 289— FoodChemistry,2006,(99): [10]谢良,王璋,谢宝玉.大豆分离蛋白的组成和569— 573. 功能性质[J].中国粮油,2000,15(6):6-10.[22]王章存 ,徐贤.超高压处理对蛋白质结构及功能 [11]张少兰,曾庆孝.高静压处理对大豆分离蛋白功能性质影响[J].粮食与油脂,2007,(11):10—12. 特性的改善[J].广州食品工业科技,2003,19 (上接第1O5页) 10min,料液比lg:100ml,在此最佳工艺下得到代化工,2002,(5):59-62. 超声波提取的黄山贡菊水溶性成分得率为[2]易克传,岳鹏翔,李慧.微波辅助法提取滁菊花 32.50%.与传统的温浸提取法比较,提取得率水溶性成分的试验研究[J]_中国林副特产,2007,(1): 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' 200 超声 4,( '波提 1): 取芦 15. 荟苦 参考文献:及抗氧化研究[J] . 食品工业科技,2005,(1):52.
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