黑豆中提取大豆异黄酮研究

    陈燕

    

    

    摘 ?????要： 针对当前异黄酮在多方面的功能，结合当前的试验提取技术，提出一种基于溶液萃取与超声辅助的异黄酮提取方法。试验以黑豆中的异黄酮提取作为研究对象，通过溶液萃取的方式将黑豆中的异黄酮提取，并辅助超声提取方法，提高异黄酮的得率。在采用上述试验方法的同时，探讨了不同提取温度、料液比、乙醇浓度和提取时间对异黄酮得率的影响，最终得到最佳试验配比。

    关 ?键 ?词：异黄酮;溶液萃取;黑豆;超声辅助萃取

    中图分类号：S565 ??????文献标识码： A ??????文章编号： 1671-0460（2019）01-0074-04

    Abstract： Aiming at the various functions of isoflavones， a new extraction method of isoflavones based on solution extraction and ultrasonic assisted extraction was proposed. In this experiment， isoflavones in black soybean were extracted by solution extraction method， and ultrasonic extraction method was used to improve the yield of isoflavones. At the same time， the effect of extraction temperature， ratio of material to liquid， concentration of ethanol and extraction time on the yield of isoflavone was discussed， and the optimum extraction condition was determined.

    Key words： Isoflavones; Solution extraction; Black soybeans;Ultrasound assisted extraction

    大豆是人们生活饮食中一种常见的食物，深受人们的喜爱。之所以大豆受欢迎，是因为在大豆中富含大量的维生素、氨基酸等物质。除上述营养物质以外，在大豆中的异黄酮类物质，被认为是大豆的精华。研究发现，大豆中的异黄酮是一类非常重要的活性物质，并且具有抗癌、防止动脉硬化，以及消炎等作用，对此使得对异黄酮的提取和检测成为当前研究的一个重点。目前，针对大豆异黄酮的提取，主要采用溶液萃取法、微波辅助萃取、超临界流体萃取等方法，同时在检测方法上，采用HPLC、液相谱分析等方法，这些方法都为当前的大豆异黄酮的提取提供了大量的研究基础。对此，本文在以上研究的基础上，提出一种正交试验法的大豆异黄酮提取方法，并对提取条件进行全面优化[1]。

    1 ?大豆异黄酮结构组成

    研究认为，大豆异黄酮类物质是一种混合物质，包括苷元及其葡萄糖苷两类物质。具体结构见图1所示。

    通过上述的结构看出，大豆异黄酮具有非常重要的活性。在异黄酮结构的组成中，包含芳香烃或羟基，这些结构比较稳定，可通过细胞膜与雌激素受体酶结合，进而发挥雌激素效应，并且没有雌二醇带来的副作用。在实际中人们正是因为上述的优点，又将大豆异黄酮称为“植物雌激素”。对此，有必要对大豆异黄酮进行提取，并做深入的研究[2]。

    2 ?试验部分

    2.1 ?试验材料

    在本文中，主要材料和试验设备见表1和表2所示。

    2.2 ?试验方法

    2.2.1 ?試验思路

    通过以上物质构成看出，在大豆中提取异黄酮是非常复杂的工艺。其主要体现在异黄酮类物质本身就是一类混合物。在大豆类产品中，除包含异黄酮类物质外，还包含脂肪、单糖等其他的物质[3]。

    2.2.2 ?试验方法

    1）在大豆粉碎过滤部分，通过中草药搅拌机将黑豆搅拌成30目大小的粉末，然后过筛粉末，并加入250 mL的正己烷。在70 ℃的水浴锅中进行萃取，萃取时间30 min;除去萃取后的上层油脂，并重复萃取3次，最后在80 ℃的水浴锅中挥干溶剂。

    2）在去除油脂后，还需去除黑豆中的蛋白质。在脱蛋白中，往脱脂粉末中加入乙醇，并在4 ℃的温度下存放48 h，最后取出并在350 r/min的离心机下离心10 min，以出去黑豆中的蛋白。

    3）最后取上清液浓缩，直到乙醇挥发无味。取上述浓缩液50 mL，放在分液漏斗中，同时加入等量的乙酸乙酯，摇匀，静置，然后取上层液;下层液继续加入乙酸乙酯，反复重复3次，最后合并上清液。蒸馏上清液，至有固体出现，最后对固体进行干燥，最后得上纯提取物[4]。

    2.2.3 ?异黄酮测定方法

    对异黄酮的测定中，采用分光光度法进行测定。具体原理是采用分光光度计测量在240、260、280 nm三个波长处测定不同浓度溶液下的吸光度，最后计算平均吸光度。具体计算公式为：

    （1）

    在上述的测定中，首先是要配制标准溶液。本文以异黄酮中的染料木苷标准溶液的配制为例，分别取不同量的染料木苷标准品，同时加入95%的乙醇中，并将溶液定容。由此得到3、5、6、9、12、15 mg/L的标准溶液，并结合对应的空白对照组，测定在260 nm波长处的吸光度，由此得到浓度X与吸光度A之间的标准方程。

    异黄酮得率=提取液中异黄酮总量/黑豆总量×100% （2）

    3 ?结果与分析

    3.1 ?不同因素对异黄酮得率的影响

    研究认为异黄酮得率的影响与料液比、提取温度、乙醇浓度和超声辅助提取时间有很大的关系。对此，本文选择以上的四个因素进行单因素试验和正交试验，以确定最佳的试验提取工艺。

    3.1.1 ?不同料液比对异黄酮得率的影响

    设定提取的温度70 ℃，超声辅助提取时间设定为30 min，乙醇浓度80%，料液比设置为1：4、1：6、1：8、1：10四组不同比例。由此根据上述的分析可得到如图3所示的异黄酮得率。

    通过上述的结果看出，随着料液比的增加，异黄酮得率不断上升，但是在1：6以后，其得率的增加不多。因此，料液比的比例为1：6最佳[5]。

    3.1.2 ?不同提取温度对异黄酮得率的影响

    料液比设定为1：8，提取时间30 min，乙醇浓度为80%，提取温度设定为60、70、80、90 ℃四个不同的温度等级。通过上述的试验方法，可得到如图4所示的结果。

    通过上述的结果看出，当温度在80 ℃的时候，异黄酮的提取得率最大。因此根据以上的分析，取80 ℃作为最佳的提取温度。

    3.1.3 ?不同乙醇浓度下的异黄酮得率

    温度取70 ℃，料液比取1：8，同时超声辅助提取时间设定为30 min，乙醇浓度取60%、70%、80%、90%、100%五种不同浓度。根据上述的试验方法，可以得到图5所示的结果。

    3.1.4 ?不同辅助提取时间对得率的影响

    设定乙醇浓度80%，提取温度70 ℃，料液比1：8，设定超声辅助提取时间分别为10、20、30、40 min。根据上述试验步骤，可以得到图6所示的结果。

    通过上述的结果看出，当提取时间保持在30 min的时候，其得率最大，此后随着时间的增加，得率略有减小。因此最佳的提取时间取30 min。

    3.2 ?正交试验结果

    3.2.1 ?正交试验表设计

    在上述最佳单因素分析的情况下，要得到最佳的异黄酮提取工艺，必须要综合不同的试验条件进行综合考虑。对比，本文设定表3所示的正交试验组，以探讨不同因素对异黄酮得率的整体影响[6]。

    3.2.2 ?正交结果分析

    根据以上试验方法和正交试验配比，得到表4所示的计算结果。

    通过以上的正交试验结果统计看出，在对黑豆中的异黄酮进行提取的过程中，其最佳的提取方案为A3B2C1D3，即当料液比为1∶8，乙醇浓度60%，提取时间为30 min，以及提取温度设定为80 ℃的时候，得到的异黄酮提取率最大，为3.47%。同时，通过以下的极差看出，在不同因素中，影响因素最大的是乙醇，最小的是提取温度。

    （2）对于水泥浆的力学性能，16 g加量的胶乳液可以提高水泥石18%的抗压强度;8 g加量的胶乳液水泥石可以提升50%的抗冲击强度;32 g加量的胶乳液水泥石可以降低34.7%的弹性模量。因此胶乳液可以显著改善水泥石的力学性能，降低水泥石的脆性。

    （3）胶乳液水泥石的微观形貌中可以清楚的看见聚合而成的胶乳膜与水泥石水化产物共同形成的立体网状结构。

    参考文献：

    [1]刘凯. 储气库固井水泥浆体系的研究与应用[D].东北石油大学，2014.

    [2]辜涛，李明，魏周胜，王小娜，李早元，劉小利，郭小阳.页岩气水平井固井技术研究进展[J].钻井液与完井液，2013，30（04）：75-80+97-98.

    [3]耿国伟. 固井胶乳水泥研制及性能评价[D].天津科技大学，2014.

    [4]许明标，彭雷，张春阳，王晓亮.聚合物胶乳水泥浆的流体阻隔性能研究[J].油田化学，2009，26（01）：15-17.

    [5]王玎. XAN-JR胶乳固井液体系试验研究[D].西安石油大学，2014.

    [6] 何英，徐依吉，熊生春，杨正明，阮新芳.丁苯胶乳的研制及其水泥浆性能评价[J].中国石油大学学报（自然科学版），2008（05）：121-125.

    [7]赵林，罗鸣.丁苯胶乳对油井水泥浆性能的影响研究[J].天然气工业，2004（12）：74-76+190-191.

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    [9]姜宏图，肖志兴，鲁胜，马树梅，王月霞，蒋忠军.丁苯胶乳水泥浆体系研究及应用[J].钻井液与完井液，2004（01）：32-35+65.

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