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番石榴葉黃酮的微波提取及其抗氧化作用研究 徐金瑞 1 張瑞芬 2 潘國偉 1 （1廣東藥學(xué)院食品科學(xué)學(xué)院廣州510310 2廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所 農(nóng)業(yè)部功能食品重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室廣州510640） 摘要以番石榴葉為原料，采用微波技術(shù)優(yōu)化番石榴葉中黃酮類物質(zhì)的提取工藝，并研究番石榴葉黃酮對油脂 的抗氧化作用。試驗(yàn)結(jié)果表明，番石榴葉中黃酮類物質(zhì)的最佳微波萃取工藝參數(shù)是：微波提取時(shí)間10 min，微波 功率400 W，料液比130，乙醇體積分?jǐn)?shù)50。 在此提取條件下，番石榴葉中總黃酮的提取率為134.46 mg/g。 番 石榴葉黃酮提取物對植物油脂具有一定的抗氧化作用，可作為植物油脂的天然抗氧化劑。 關(guān)鍵詞番石榴葉； 黃酮； 微波提取； 油脂； 抗氧化作用 文章編號1009-7848（2010）05-0166-05 油脂氧化是食物變質(zhì)的主要原因之一。 油脂 氧化降低了食物的營養(yǎng)價(jià)值， 有些氧化產(chǎn)物還有 毒副作用，給人類健康造成極大的威脅。 防止油脂 氧化酸敗，可以添加抗氧化劑。 合成抗氧化劑，如 BHT、BHA及TBHQ等具有顯著的抗氧化性能。但 近年來頻繁發(fā)生的食品安全事件， 使其安全性不 斷受到質(zhì)疑， 如BHA對白鼠有致癌作用，BHT可 引起動物肝臟增大等1。 因此，從自然界尋求高效、 低毒且經(jīng)濟(jì)的天然抗氧化劑， 是當(dāng)前食品科學(xué)研 究的熱點(diǎn)之一。 番石榴葉（Psidium guajava L.）為桃金娘科番 石榴屬植物的葉片，我國廣東、廣西、四川、福建等 地均有分布，全年可采摘，資源十分豐富。 現(xiàn)代藥 理及臨床研究表明，番石榴葉具有降血糖、抑菌、 抗輪狀病毒等功效2-5。 黃建林6等研究發(fā)現(xiàn)，番石 榴葉中含有多種重要的芳香類二級代謝產(chǎn)物，如 多酚黃酮類化合物等。 有學(xué)者認(rèn)為正是這些酚類 化合物賦予番石榴葉多種藥用功效， 其中最主要 的是其抗氧化活性7-8。截至發(fā)稿前，將番石榴葉作 為天然抗氧化劑，應(yīng)用于食品中，尚未見報(bào)道。 針 對合成抗氧化劑存在安全性問題的質(zhì)疑， 加強(qiáng)對 天然動植物資源的開發(fā)與利用顯得尤為迫切。 本文以番石榴葉為材料， 采用微波技術(shù)優(yōu)化 番石榴葉中的總黃酮類提取工藝， 研究其對油脂 的抗氧化作用， 為番石榴葉抗氧化功能因子的開 發(fā)、利用以及油脂的貯藏保鮮提供技術(shù)依據(jù)。 1材料和方法 1.1試驗(yàn)材料 采摘新鮮番石榴葉， 烘干， 粉碎至40目，備 用；花生油，新鮮花生采用物理壓榨而成，低溫、避 光保存，備用。 三吡啶三吖嗪 （2,4,6-tripyridyl- s- triazine， TPTZ），購自Fluka公司；TBHQ，廣州泰邦食品添 加劑有限公司；蘆丁等均為國產(chǎn)分析純試劑。 1.2主要儀器與設(shè)備 紫外-可見分光光度計(jì)（752C型）、手提式高 速中藥粉碎機(jī)（DFT-50型）、微波爐（MP17C-KE 型）、電熱恒溫干燥箱（101AS-1型）、旋轉(zhuǎn)濃縮蒸 發(fā)儀（RE-2000型）、冷凍干燥機(jī)（FD-1E-80型） 等。 1.3試驗(yàn)方法 1.3.1總黃酮含量的測定采用硝酸鋁顯色法測 定總黃酮含量9。 吸取5.0 mL待測樣品于10 mL 比色管中，加入0.5 mL 5% NaNO2溶液，搖勻，放 置5 min后加入0.5 mL 10% Al(NO3)3溶液，搖勻， 放置5 min，再加入4 mL 1 mol/L NaOH，搖勻，放 置10 min， 于波長510 nm處測定吸光度。 另以 0.10.5 mg/mL蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液代替樣品作標(biāo)準(zhǔn)曲 收稿日期：2009-12-24 作者簡介： 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 國 食 品 學(xué) 報(bào) 第10卷第5期 2 0 1 0年10月 第10卷 第5期 線，得到回歸方程Y1.0435x0.0003，R20.9999。 1.3.2總抗氧化能力（TAC）測定采用FRAP法 測定總抗氧化能力10-11。實(shí)際加樣量擴(kuò)大20倍，即 0.2 mL樣品0.6 mL水6 mL 37 的FRAP工作 液（10 mmol/L TPTZ、20 mmol/L FeCl3、0.3 mmol/L 醋酸鈉緩沖液以1:1:10的質(zhì)量比混合），搖勻后放 置4 min，于波長593 nm處測定吸光值。 另以0.1 1.0 mmol/L FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液代替樣品作標(biāo)準(zhǔn)曲線， 得到回歸方程y=0.3117x-0.006， 相關(guān)系數(shù)R2= 0.9994。 樣品的總抗氧化能力以mmol FeSO4/g提 取物表示，單位mmol/g。 1.3.3番石榴葉黃酮的提取方法取番石榴葉干 粉2 g，按130（g/V）加入50%乙醇，在一定條件下 進(jìn)行微波處理，過濾。 用相應(yīng)溶劑定容至原體積， 測定其總抗氧化能力和黃酮含量。 將提取液置于 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中濃縮，冷凍、干燥，用于油脂抗氧化 試驗(yàn)。 1.3.4微波萃取試驗(yàn)設(shè)計(jì) 1.3.4.1單因素試驗(yàn)準(zhǔn)確稱取2 g番石榴葉干 粉， 以乙醇體積分?jǐn)?shù) （0100%）、 超聲波功率 （200600 W）、提取時(shí)間（525 min）和料液比（1: 101:50）為考察因子，以總黃酮含量和總抗氧化 能力為指標(biāo)做單因素試驗(yàn)。 1.3.4.2正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上， 對影響黃酮提取的微波功率（A）、提取時(shí)間（B）、 料液比（C）做三因素三水平正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)，見表1。 1.3.5油脂抗氧化試驗(yàn)采用Schaal烘箱法12， 將番石榴葉提取物分別按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?jǐn)噭颉?將經(jīng)過處理的花生油和空白對照置 于（621）烘箱中強(qiáng)制氧化，定時(shí)攪拌，每隔24 h取樣測定花生油的過氧化值(POV)。 1.3.6過氧化值測定參照GB/T 5538-2005動 植物油脂過氧化值測定方法13測定過氧化值。 2結(jié)果與分析 2.1提取劑濃度對提取效果的影響 取2.0 g番石榴葉干粉， 設(shè)定微波功率300 W，料液比1:40，提取時(shí)間15 min，用不同體積分 數(shù)的乙醇提取總黃酮，試驗(yàn)結(jié)果見圖1。 番石榴葉 提取物中總黃酮含量及總抗氧化能力隨著乙醇體 積分?jǐn)?shù)的增大而增大， 在乙醇體積分?jǐn)?shù)50時(shí)上 述指標(biāo)均達(dá)到最大值。 然而乙醇體積分?jǐn)?shù)進(jìn)一步 提高，其總黃酮含量和總抗氧化能力反而下降。 這 是因?yàn)橐掖俭w積分?jǐn)?shù)越高，溶液的沸點(diǎn)越低，揮發(fā) 越快，在溶劑化及其熱效應(yīng)的共同作用下，番石榴 葉提取物中總黃酮含量及抗氧化能力降低， 所以 以50乙醇作提取劑較適宜。圖1還表明，番石榴 葉提取物中總黃酮含量的變化趨勢與抗氧化能力 的變化趨勢相同， 說明番石榴葉中的黃酮類物質(zhì) 含量越高，其總抗氧化能力越強(qiáng)，提示黃酮是番石 榴葉提取物抗氧化作用的物質(zhì)基礎(chǔ)。 2.2微波功率對提取效果的影響 取2.0 g番石榴葉干粉， 設(shè)定料液比140，提 取時(shí)間15 min，乙醇體積分?jǐn)?shù)50%，不同微波功率 條件下的總黃酮含量和總抗氧化能力如圖2所 示。在微波功率200600 W范圍，總黃酮含量和總 抗氧化能力隨微波功率的增大而增大， 但微波功 率過高，二者呈下降趨勢，說明黃酮類物質(zhì)具有一 定的耐熱性，但過熱，即微波功率過高會破壞黃酮 類物質(zhì)及總抗氧化能力， 導(dǎo)致番石榴葉提取物中 黃酮含量及抗氧化能力降低。 1101:20300 2151:30400 3201:40500 A （提取時(shí)間/min） B （料液比） C （微波功率/W） 試驗(yàn) 水平 試驗(yàn)因素 表1正交試驗(yàn)因素水平表 Table 1Factors and levels of orthogonal tests 120 100 80 60 40 20 0 20 15 10 5 0 總黃酮 TAC 總黃酮含量/mgg-1 TAC/mmolg-1 0305080100 乙醇體積分?jǐn)?shù)/% 圖1乙醇體積分?jǐn)?shù)對提取效果的影響 Fig.1Effect of ethanol concentration on extraction result 番石榴葉黃酮的微波提取及其抗氧化作用研究 167 中 國 食 品 學(xué) 報(bào) 2010年第5期 2.3微波提取時(shí)間對提取效果的影響 取2.0 g番石榴葉干粉， 設(shè)定料液比140，微 波功率300 W，乙醇體積分?jǐn)?shù)50%，不同提取時(shí)間 對總黃酮含量和總抗氧化能力的影響如圖3所 示。 隨著提取時(shí)間的延長，番石榴葉提取物中總黃 酮含量及抗氧化能力均呈增大趨勢， 但提取時(shí)間 超過15 min后，總黃酮含量及抗氧化能力反而降 低。 可能是因?yàn)闀r(shí)間過長時(shí)，微波的熱效應(yīng)破壞了 黃酮類物質(zhì)，導(dǎo)致其抗氧化活性降低。 2.4料液比對提取效果的影響 取2.0 g番石榴葉干粉， 設(shè)定微波功率300 W，提取時(shí)間15 min，乙醇體積分?jǐn)?shù)50%，不同料 液比對總黃酮含量和總抗氧化能力的影響如圖4 所示。 當(dāng)料液比為130時(shí)，番石榴葉提取物中總 黃酮含量及抗氧化能力均達(dá)到最大值， 表明此時(shí) 番石榴葉中的抗氧化物質(zhì)及黃酮類物質(zhì)已基本溶 出，再提高料液比，黃酮含量及總抗氧化能力反而 降低。 推測是番石榴葉中的雜質(zhì)成分競爭性溶出， 不利于提取抗氧化物質(zhì)。 2.5番石榴葉中黃酮類物質(zhì)微波萃取的最佳工 藝 單因素試驗(yàn)結(jié)果表明，微波功率、料液比、提 取時(shí)間、 提取劑體積分?jǐn)?shù)均對提取番石榴葉中的 黃酮類物質(zhì)及抗氧化能力影響較大。 考慮到微波 過程中乙醇的揮發(fā)性以及黃酮含量與抗氧化能力 變化趨勢一致，以黃酮含量為指標(biāo)，對微波功率、 料液比和提取時(shí)間3個(gè)因素進(jìn)行L9（33） 正交設(shè) 計(jì)，試驗(yàn)結(jié)果見表2。 由表2中試驗(yàn)結(jié)果和極差分析可知， 最優(yōu)水 平組合為A1B2C2，即最佳提取工藝條件是：微波提 取時(shí)間10 min，微波功率400 W，料液比1:30。 在 所選定的試驗(yàn)范圍，3個(gè)因素的主次順序?yàn)锳C B，其中FA（57.60）FC（18.30）F0.01(2,2)=14.04，表 明微波提取時(shí)間和功率在試驗(yàn)設(shè)計(jì)水平下對總黃 酮的影響達(dá)到極顯著水平，而FB（2.37）F0.05(2,2)= 9.36，表明料液比對總黃酮得率無顯著影響。 影響 最大的因素是微波提取時(shí)間，其次是微波功率，料 液比對其影響最小。在最佳提取工藝（A1B2C2）條件 下，番石榴葉中總黃酮的提取率為134.46mg/g。 2.6番石榴葉黃酮對油脂的抗氧化作用 由圖5可知， 不同濃度的番石榴葉黃酮對花 生油有一定的抗氧化作用。 在番石榴葉黃酮質(zhì)量 總黃酮 TAC25 140 120 100 80 60 40 20 0 25 20 15 10 5 0 總黃酮含量/mgg-1 TAC/mmolg-1 200300400500600 微波功率/W 圖2微波功率對提取效果的影響 Fig.2Effect of microwave power on extraction result 總黃酮 TAC 140 120 100 80 60 40 20 0 25 20 15 10 5 0 總黃酮含量/mgg-1 TAC/mmolg-1 510152025 圖3提取時(shí)間對提取效果的影響 Fig.3Effect of extraction time on extraction result 提取時(shí)間/min 總黃酮含量 TAC 120 100 80 60 40 20 0 25 20 15 10 5 0 總黃酮含量/mgg-1 TAC/mmolg-1 110120130140150 料液比 圖4料液比對提取效果的影響 Fig.4Effect of flesh and solvent ratio on extraction result 168 第10卷 第5期 試驗(yàn)號A（萃取時(shí)間/min）B（料液比）C（功率/W）總黃酮含量/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?jǐn)?shù)0.10%0.50%范圍，隨黃酮質(zhì)量分?jǐn)?shù)的提高， 抗氧化作用增強(qiáng)， 但其作用效果稍弱于TBHQ的 抗氧化效果。 這一結(jié)果提示，資源豐富的番石榴葉 中的黃酮提取物可以作為食品， 特別是植物油脂 的天然抗氧化劑，這不僅提高食品的安全性，而且 變廢為寶。 由于做油脂抗氧化試驗(yàn)時(shí)所用材料為 番石榴葉的乙醇粗提物， 黃酮類物質(zhì)的有效濃度 較低，若對其進(jìn)行純化，可達(dá)到與化學(xué)合成抗氧劑 相當(dāng)?shù)男Ч?，并最終替代之。 3結(jié)論 1）番石榴葉中黃酮類物質(zhì)的最佳微波萃取工 藝條件是：以50乙醇溶液為提取劑，微波提取時(shí) 間10 min，微波功率400W，料液比1:30。在此最優(yōu) 條件下，番石榴葉中總黃酮的提取率為134.46 mg/ g。 與傳統(tǒng)黃酮物質(zhì)提取方法相比，微波萃取法僅 需10 min，具有節(jié)時(shí)、節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)。 2）番石榴葉黃酮提取物對植物油脂有一定的 抗氧化作用，可以作為植物油脂的天然抗氧化劑。 表2番石榴葉黃酮微波萃取正交試驗(yàn)結(jié)果 Table 2Results of orthogonal tests of flavonoid extraction in guava leaf by microwave 注：F0.05（2，2）=9.36，F(xiàn)0.01（2,2）=14.04。 0.1%樣品 0.4%樣品 空白 0.2%樣品 0.5%樣品 0.3%樣品 0.02%TBHQ 100 80 60 40 20 0 012345678 時(shí)間/d 圖5不同濃度番石榴葉黃酮提取物 對花生油的抗氧化作用 Fig.5 The antioxidation effect of different concentration flavonoid from guava leaf on peanut oil 參考文獻(xiàn) 1馮穎，孟憲軍.無梗五加果黃酮的提取及抗油脂氧化性能的研究J.食品研究與開發(fā)，2006，27（3）：35-36. 2Chiu-Lan Hsieh，Yuh-Charn Lin，Gow-Chin Yen. 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