微波辅助提取花生壳总黄酮的工艺优化

樊牡丹，屈 攀，杨 凡

（陕西理工学院化学与环境科学学院，陕西汉中723000）

花生壳是花生加工后的副产物，大多作为废弃物或垃圾被焚烧，造成资源浪费。花生壳中富含黄酮类化合物，黄酮化合物在体内具有增强免疫功能、抗衰老、降血脂与胆固醇和抗炎症等药理作用。随着花生壳提取物在食品的抗氧化与抗菌活性方面的大量研究，得出其具有良好的抗氧化与抗菌活性，因此花生壳黄酮的提取具有重要的研究价值[1-3]。本研究以花生壳为原料，探讨微波提取花生壳总黄酮的工艺条件，旨在为花生壳的开发利用提供参考。

1 材料和方法

1.1 材料、试剂及仪器

花生（去仁，花生壳备用）；芦丁标准品（纯度＞99%）：购于西安荣升有限公司；无水乙醇、氢氧化钠、硝酸铝等均为分析纯。

Cary50紫外可见分光光度计:北京普析通用仪器有限公司；GR-200电子天平：日本AND公司；SHB-3型循环水多用真空泵：郑州杜甫仪器厂；RE-52AA旋转蒸发器：上海亚荣生化仪器厂；FW177粉碎机：天津泰斯特仪器有限公司；WF-2000型微波细胞破碎仪：上海屹尧分析仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 提取花生黄酮的方法

将花生壳置于55℃恒温干燥箱烘至绝干后，用粉碎机粉碎，过40目筛。准确称取1.0 g花生壳粉末于50 mL烧杯中，按一定料液比加入一定体积分数乙醇，在一定功率下微波辅助提取一定时间，减压抽滤，用对应浓度乙醇定容至50mL容量瓶中备用。

1.2.2 标准曲线绘制

芦丁于120℃烘至恒重，于干燥器中冷却后准确称取芦丁样品0.0615g，用70%乙醇溶解，定容到250mL，摇匀，得浓度为 0.246mg/mL标准液。分别吸取 0、3、6、9、12、15mL于 50mL容量瓶中，加入 1.5mL5%NaNO2，摇匀静置6min后加入1.5mL 10%Al（NO3）3，摇匀，6min后加入4mL 4%NaOH，用70%乙醇定容10min后于510nm测吸光度A，得芦丁浓度（mg/mL）与吸光度回归方程:

由R2=0.9898，说明芦丁浓度在10～80μg/mL具有良好的线性关系。

1.2.3 花生壳总黄酮的测定

从1.2.1取1.0mL待测液于50mL容量瓶中,按照测定芦丁标准液吸光度的步骤测定吸光度A。花生壳总黄酮提取率按下列公式计算:

花生壳总黄酮提取率（%）

式中：C—根据回归方程计算得到的芦丁浓度，mg/mL；V1—提取液体积，mL；V2—稀释后提取液体积，mL；V3—待测液体积，mL；W—花生壳质量，g；T—花生壳总黄酮平均含量，%。

1.3 单因素实验和正交实验

选取乙醇体积分数、提取时间、料液比（g/mL）和温度进行单因素实验，在单因素实验的基础上进行正交设计实验，根据正交试验结果得出花生壳中总黄酮的最佳提取工艺条件。

2 单因素实验

2.1 乙醇体积分数对提取率的影响

在提取温度为70℃，微波功率为300W，料液比（g/mL）为1∶20，提取时间为2min的条件下，分别加入体积分数为50%、60%、70%、80%的乙醇溶液，研究不同体积分数的乙醇对花生壳中总黄酮提取率的影响，结果见表1。

由表1可知，花生壳总黄酮的提取率随着乙醇体积分数的增加先增大后减小，乙醇体积分数为70%时提取率达到最大，乙醇体积分数过小和过大都不利于提取。说明乙醇体积分数对提取率影响较显著，体积分数过小致使原料提取不完全，过大可能会产生很大的渗透压，影响黄酮类化合物的提取[4]。故乙醇体积分数控制在70%为宜。

2.2 提取温度对提取率的影响

在乙醇体积分数为70%，微波功率为300W，料液比（g/mL）为1∶20，提取时间为2min的条件下，选取提取温度分别为50℃、60℃、70℃、80℃，研究不同的提取温度对花生壳中总黄酮提取率的影响，结果见表2。

表2 提取温度对提取率的影响

由表2可知，随着提取温度的不断增大，提取率先增加后减小，提取温度在70℃时提取率达到最大。提取温度过高乙醇易挥发，还可能导致提取过程中黄酮成分发生变化，分子结构受到破坏，从而降低总黄酮得率。因此，选取提取温度70℃为宜。

2.3 微波时间对提取率的影响

在乙醇体积分数为70%，微波功率为300W，料液比（g/mL）为1∶20，提取温度为70℃的条件下，选取提取时间分别为1min、2min、3min、4min，研究不同的微波时间对花生壳总黄酮提取率的影响，结果见表3。

表3 微波时间对提取率的影响

由表3可知，随着微波时间的不断延长，花生壳中总黄酮的提取率先增大后减少，微波时间在2min时提取率达到最大。可能由于微波时间过长，黄酮中的有效成分被破坏，导致总黄酮的提取率下降。故选取微波时间2min为宜。

2.4 料液比对提取率的影响

在乙醇体积分数为70%，微波功率为300W，微波时间为2min，提取温度为70℃的条件下，选取料液比（g/mL）分别为 1∶10、1∶15、1∶20、1∶25，研究不同的料液比对花生壳总黄酮提取率的影响，结果见表4。

表4 料液比对提取率的影响

由表4可知，随着料液比不断加大，花生壳中总黄酮的提取率先增大后减小，当料液比（g/mL）为1∶15时，提取率达到最大。溶剂太少，原料不能充分溶解于乙醇中，溶剂量的加大增大了花生壳粉末与溶剂间接触面，利于提取。若加入过多的溶剂量会导致物料吸收的微波能减少，总黄酮溶出不充分。因而，选取料液比1∶15（g/mL）为佳。

3 正交实验设计

在单因素的基础上，选择乙醇体积分数（A）、微波时间（B）、提取温度（D）、料液比（C）为影响因素，提取率为观察指标，选择L16（45）进行正交设计实验及结果，见表5。

由表5可知，四个因素对花生壳黄酮提取率影响的主次顺序为：A（乙醇体积分数）＞B（微波时间）＞C（料液比）＞D（提取温度），提取黄酮的最佳组合是A3B2C4D1，即乙醇体积分数70%、微波时间2min、料液比1∶25（g/mL）、提取温度50℃，在此条件下做3次平行试验，得其平均提取率为8.9436mg/mL。

由表6可知，偏差平方和可判断实验的稳定性，A、B、C三种因素的稳定性相对较差，F＜F临界值（a=0.05），从而可知不显著，即因素的变化对黄酮的提取率影响较小，减小乙醇的体积分数和料液比，可有效地节约成本，减少时间，提高生产效率，同时降低提取温度，降低了能源消耗。

4 结论

通过单因素实验和正交设计实验，优化了微波辅助提取花生壳总黄酮的工艺条件，各因素对花生壳黄酮提取率的影响次序为：A（乙醇体积分数）＞B（微波时间）＞C（料液比）＞D（提取温度），得最佳提取工艺条件为：微波时间2min、乙醇体积分数70%、提取温度50℃、料液比1∶25（g/mL），在此工艺条件下，花生壳中总黄酮的提取率达8.9436mg/mL。

本实验操作简单，提取率相对较高，废弃物对环境无污染，是一个较好的对花生壳的加工利用方法。

表5 正交设计实验及结果

表6 方差分析

[1]王洪燕，全康，蒋燕灵，等.木犀草素抗肿瘤细胞增殖及增敏抗肿瘤药物作用研究[J].浙江大学学报，2010，39（1）：31-32.

[2]叶向库，刘雪霏.不同溶剂花生壳提取物抗氧化性的初步研究[J].农产品加工，2012（12）：42-43.

[3]丁梦影，段晓辉，秦燕，等.花生壳提取液抗小鼠衰老作用的研究[J].医学理论与实践，2011，240（15）：1753-1754.

[4]范金波，周素珍，郑立红，等.微波辅助提取花生壳总黄酮工艺参数的优化[J].中国食品学报，2013，13（11）：56-57.□