不同处理香蕉花黄酮提取工艺及DPPH自由基清除能力研究

刘旭光，聂燕华，孔凡利，吴杭涛，陈　　阳

（广东农工商职业技术学院热作系，广东广州　510507）



不同处理香蕉花黄酮提取工艺及DPPH自由基清除能力研究

刘旭光，聂燕华，孔凡利，吴杭涛，陈阳

（广东农工商职业技术学院热作系，广东广州510507）

摘要：试验以芦丁为标样，把香蕉花中黄酮提取量作为参考指标，探讨晒干和微波处理的香蕉花以乙醇、水为提取剂时的最佳提取工艺，通过单因素试验及正交试验得出最佳提取工艺并测定DPPH自由基清除能力。结果表明，用微波炉中火微波4 min，再用55℃烘箱烘干，粉碎60目的香蕉花，以蒸馏水为提取剂，料液比1∶30（g∶mL），提取温度70℃，每次提取3 h，提取2次，测定黄酮含量为20.36 mg/g，DPPH自由基清除率为76.63%。

关键词：香蕉花；微波；晒干；黄酮含量

香蕉属芭蕉科芭蕉属多年生草本植物，对温度的要求较高，喜高温高湿，怕低温、忌霜冻[1]。广东省地处南亚热带，水、肥、气、热条件优越，地缘优势明显，香蕉产量占全国总产量37%以上，成为我国香蕉的最大产地。但香蕉产地又处在我国的台风重灾区，每年的夏秋季节常受到台风袭击，香蕉树被拦腰折断；同时受到冬春低温影响，大面积香蕉树被低温冻死，蕉农对蕉园大面积砍枝修叶，香蕉植干、香蕉花蕾被当作废弃物遗留在田地里；同时收割成熟香蕉，果实外的香蕉花，经常被当作废弃物扔掉，每年大概有100 t香蕉花浪费在地里。

广东主栽品种大蕉和粉蕉富含钙、铁、钾等矿物质和膳食纤维，黄酮含量高，具有较强的抗氧化活性[2-3]。现代研究证明，黄酮类化合物是重要的抗氧化剂，其生理作用多种多样[4]。本研究从广州市增城当地蕉园采摘香蕉花，通过微波处理后烘干及自然晒干，以乙醇和水为提取剂，通过单因素试验研究乙醇体积分数、料液比、提取温度、提取次数、提取时间对提取香蕉花黄酮含量的影响，通过正交试验得出黄酮最佳提取条件，以最佳条件提取出黄酮量确定香蕉花前处理最佳方案，有效提高香蕉花黄酮的利用率，同时提高香蕉种植业的附加经济价值、延长产业链，进而提高蕉农的收入，并减少灾害给蕉农带来的损失。

1　材料与方法

1.1材料

香蕉花，直接在广州增城中新镇香蕉种植户采集；芦丁标准品、亚硝酸钠、氯化铝、氢氧化钠，以上均为分析纯。

1.2设备

九阳豆浆机；梅特勒-托利多EL104型电子天平、梅特勒-托利多723N型可见分光光度计、DHG-9240型电热鼓风干燥箱、HWS26型电热恒温水浴锅，上海合恒科学仪器有限公司产品；RE-52A型旋转蒸发仪，上海汉诺通讯技术有限公司产品；SHDDIII型循环水式真空泵，上海亚荣生化仪器有限公司产品。

1.3方法

1.3.1香蕉花处理

选用广州市增城朱村蕉农大面积种植的香蕉花蕾作为试验材料。新鲜香蕉花蕾采摘后，手工剥离花，清洗沥干水分，分别做2个不同处理。①用微波炉中火微波4 min，然后放在电热鼓风干燥箱55℃至干燥，粉碎，过60目筛备用；②沥干水分后进行自然晒干，粉碎后过60目筛备用。

1.3.2芦丁标准曲线的测定

参照王会等人《香蕉花黄酮的提取工艺优化及其抑制α-糖苷酶活性研究》论文中芦丁标准曲线的测定，制作标准曲线。求得芦丁标准品的线性回归方程为Y=0.372 5X-0.005 7，R2=0.999 1，表明本测定方法在黄酮质量浓度为0.2～0.8 mg/mL时具有良好的线性关系。

芦丁标准曲线见图1。

图　　芦丁标准曲线

1.3.3黄酮提取试验方案设计

本试验以水和乙醇作为黄酮提取剂，水作为提取剂时（微波处理用A表示、自然晒干用C表示），研究料液比、提取温度、提取时间对黄酮提取量的影响；通过单因素试验，研究提取时间、提取温度、料液比3个因素为正交试验研究其最佳提取工艺。以乙醇为提取剂时（微波处理用B表示、自然晒干用D表示），研究增加乙醇体积分数对黄酮提取量的影响；通过单因素试验，研究提取温度、料液比、乙醇体积分数3个因素为正交试验研究其最佳提取工艺。

1.3.4DPPH自由基清除

根据不同处理的香蕉花、不同提取剂的最佳提取工艺，测定香蕉花黄酮提取液DPPH自由基清除能力。测量方法参照黄素梅等人[5]《几种香蕉废弃物清除DPPH自由基的作用》测定方案。

2　单因素试验结果分析

2.1料液比对香蕉花黄酮提取量的影响

称取不同处理的香蕉花粉末1.0 g，分别按料液比1∶15，1∶20，1∶25，1∶30，1∶35，A和C加入蒸馏水，B和D加入70%乙醇溶液；在70℃水浴中回流提取1 h，倒出提取液后加入蒸馏水（乙醇）再提取1次，合并提取液减压浓缩，定容至10 mL，测定吸光度，得其黄酮提取量。

料液比对黄酮提取量的影响见图2。

图2　　料液比对黄酮提取量的影响

由图2可知，以水作为提取剂时黄酮提取量多。水作为提取剂时，A处理料液比1∶25时黄酮提取量为21.1 mg/g，故选择料液比1∶20，1∶25，1∶30作为正交试验；C处理料液比1∶35时黄酮提取量为25.55 mg/g，故选择料液比1∶30，1∶35，1∶40作为正交试验；B处理料液比1∶25时黄酮提取量为10.51 mg/g，故选择料液比1∶20，1∶25，1∶30作为正交试验；D处理料液比1∶30时黄酮提取量为7.41 mg/g，故选择料液比1∶25，1∶30，1∶35作为正交试验。

2.2提取温度对香蕉花黄酮提取量的影响

称取1.0 g香蕉花粉末，按料液比1∶30，A和C加入蒸馏水，B和D加入70%乙醇溶液；分别在65，70，75，80，85℃水浴中回流提取1 h，倒出提取液后加入蒸馏水（乙醇）再提取1次，合并提取液减压浓缩，定容至10 mL，测定吸光度，得其黄酮提取量。

提取温度对黄酮提取量的影响见图3。

图3　　提取温度对黄酮提取量的影响

由图3可知，随着提取温度的升高黄酮提取量逐渐增多。75～80℃达到峰值，导致可溶性蛋白质溶出变性，影响了细胞的破裂，阻碍了总黄酮溶出，从而降低了总黄酮的提取量，为保证总黄酮充分提取同时防止过高提取温度所引起的化合物分解，不同处理的香蕉花正交试验中设置提取温度为65～80℃。

2.3提取时间对香蕉花黄酮提取量的影响

提取时间对黄酮提取量的影响见图4。

图4　　提取时间对黄酮提取量的影响

称取1.0 g香蕉花粉末，按料液比1∶30，A和C加入蒸馏水，B和D加入70%乙醇溶液；于70℃水浴中分别回流提取1.0，1.5，2.0，2.5，3.0 h，倒出提取液后加入蒸馏水（乙醇）再提取1次，合并提取液减压浓缩，定容至10 mL，测定吸光度，得其黄酮提取量。由图4可知，提取时间1.5～2.0 h为最佳时间，故选择提取时间为2.0 h。

2.4乙醇体积分数对香蕉花黄酮提取量的影响

称取B和D香蕉花粉末1.0 g，按料液比1∶30，分别加30%，40%，50%，60%，70%，80%，90%乙醇溶液，在70℃水浴中回流提取1 h，倒出提取液后加入乙醇再提取1次，合并提取液减压浓缩，定容至10 mL，测定吸光度，得其黄酮提取量。

乙醇体积分数对香蕉花黄酮提取量的影响见图5。

图5　　乙醇体积分数对香蕉花黄酮提取量的影响

由图5可知，微波处理过的B样品总体黄酮提取量比自然晒干的样品D要低，在不同乙醇体积分数下，B样品用70%～90%乙醇体积分数黄酮提取量较高，80%乙醇黄酮提取量达到最高值16.12 mg/g，但乙醇溶液体积分数为90%时水溶性黄酮的溶出减少而脂溶性杂质（如色素、鞣质等）溶出增多。由于杂质与脂溶性黄酮竞争溶剂，从而使黄酮提取量下降，因此选取60%～80%乙醇体积分数做正交试验。D样品用30%～50%乙醇体积分数黄酮提取量较高，40%乙醇黄酮提取量达到最高值10.90 mg/g，因此选取30%～50%乙醇体积分数为正交试验。

3　最佳提取工艺及结果分析

在单因素试验的基础上，通过正交试验分析，研究以水为提取剂对不同处理香蕉花黄酮提取量的影响，通过料液比、提取温度、提取时间3个因素，设计三因素三水平试验，按正交试验表L9（34）设计试验，以获取最佳工艺参数。研究以乙醇为提取剂对不同处理香蕉花黄酮提取量的影响，通过料液比、提取温度、乙醇体积分数3个因素，设计三因素三水平试验，按正交试验表L9（34）设计试验，以获取最佳工艺参数。

3.1微波处理的香蕉花以水为提取剂时黄酮最佳提取工艺的确定

A处理的香蕉花提取黄酮最佳工艺正交试验见表1。

表1　A处理的香蕉花提取黄酮最佳工艺正交试验

经过微波处理后烘干香蕉花，以水作为提取剂，以料液比、提取时间、提取温度为变量，均提取2次，做正交试验得出黄酮最佳提取方案，结果为料液比1∶30，提取温度70℃，提取时间3 h。

3.2自然晒干的香蕉花以水为提取剂时黄酮最佳提取工艺的确定

C处理的香蕉花提取黄酮最佳工艺正交试验见表2。

经自然晒干的香蕉花，以水作为提取剂，以料液比、提取时间、提取温度为变量，均提取2次，做正交试验得出黄酮最佳提取方案，结果为料液比1∶35，提取温度85℃，提取时间2.5 h。

3.3微波处理的香蕉花以乙醇为提取剂时黄酮最佳提取工艺的确定

B处理的香蕉花提取黄酮最佳工艺正交试验见表3。

经过微波处理后烘干香蕉花，以乙醇作为提取剂，以料液比、提取温度、乙醇体积分数为变量，每次提取2 h，提取2次，做正交试验得出黄酮最佳提取方案，结果为料液比1∶25，提取温度80℃，乙醇体积分数70%。

表2　C处理的香蕉花提取黄酮最佳工艺正交试验

表3　B处理的香蕉花提取黄酮最佳工艺正交试验

3.4自然晒干的香蕉花以乙醇为提取剂时黄酮最佳提取工艺的确定

D处理的香蕉花提取黄酮最佳工艺正交试验见表4。

经过自然晒干的香蕉花，以乙醇作为提取剂，以料液比、提取温度、乙醇体积分数为变量，每次提取2 h，提取2次，做正交试验得出黄酮最佳提取方案，结果为料液比1∶35，提取温度75℃，乙醇体积分数为40%。

3.5不同处理最佳提取工艺黄酮提取量对比、DPPH自由基清除能力对比

根据表1～表4不同处理的香蕉花提取黄酮最佳工艺正交试验表得出最佳提取条件，根据4个最佳条件重新对黄酮提取量进行对比，同时测定DPPH自由基清除能力对比试验，根据黄酮含量及DPPH自由基清除能力得出香蕉花最佳前处理工艺及黄酮最佳提取工艺。

最佳提取条件下黄酮提取量及DPPH自由基清除能力对比见图6。

表4　D处理的香蕉花提取黄酮最佳工艺正交试验

图6　　最佳提取条件下黄酮提取量及DPPH自由基清除能力对比

由图6可知，微波处理后烘干香蕉花比自然晒干香蕉花的黄酮提取量高，而且DPPH自由基清除能力也较强；以乙醇为提取剂时的黄酮提取量比以水为提取剂时高，但其DPPH自由基清除能力相差不远，可能是水溶性具有清除自由基能力的多酚类物质、花青素等物质溶出，导致DPPH自由基清除能力强。

4　结论

以芦丁为标样，把香蕉花中黄酮提取量作为参考指标，通过单因素试验和正交试验得出不同处理条件下香蕉花提取黄酮最佳工艺，通过黄酮提取量、DPPH自由基清除能力对比得出：用微波炉中火微波4 min，再用55℃烘箱烘干，粉碎60目的香蕉花，以蒸馏水为提取剂，料液比1∶30，提取温度70℃，每次提取3 h，提取2次，测得黄酮提取量为20.36 mg/g，DPPH自由基清除率为76.63%。

参考文献：

[1]刘长全.香蕉寒害研究进展 [J].果树学报，2006，23（3）：448-453.

[2]盛占武，唐艳萍，陈昱洁，等.巴西蕉花蕾不同部位提取物的抗氧化活性研究 [J].食品科学，2010，31（17）：98-102.

[3]盛占武，马蔚红，高锦合，等.巴西蕉花蕾不同部位营养成分分析及评价 [J].食品科学，2010，31（9）：263-267.

[4]叶文峰.天然黄酮类化合物以及在食品中的应用 [J].宜春师专学报，2000，22（5）：9-12.

[5]黄素梅，韦绍龙，韦弟，等.几种香蕉废弃物清除DPPH自由基的作用 [J].北方园艺，2012（15）：5-8.◇

中图分类号：TS201.2

文献标志码：A

doi：10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.06.007

文章编号：1671-9646（2016）06a-0022-04

收稿日期：2016-04-08

作者简介：刘旭光（1982— ），男，硕士，实验师，研究方向为食品科学。

Study on Different Extraction Processing of Flavonaids from Banana Flower and DPPH Radical Ability

LIU Xuguang，NIE Yanhua，KONG Fanli，WU Hangtao，CHEN Yang
（Department of Tropical Crop，Guangdong AIB Polytechnic University，Guangzhou，Guangdong 510507，China）

Abstract：Taking rutin as the prototype，banana flower extract medium yellow ketone amount as reference indexes，drying and microwave processing of banana flower with ethanol and water as extracting agent the best extraction process，by single factor and orthogonal experiment，the best extraction technology and determination of DPPH radical scavenging capacity.Results show that the fire in the microwave in the microwave oven after 4 min，with 55℃oven drying，crushing 60 purpose banana flower，distilled water as extraction agent，1∶30 material liquid ratio，extraction temperature 70℃，extraction of 3 h each time，extracting 2 times and determine flavonoid content is 20.36 mg/g，DPPH free radical clearance rate is 76.63%.

Key words：banana flower；microwave；dried；flavonoids content