竹叶黄酮的微波提取及工艺优化
秦明有
摘要：探究了竹叶黄酮的微波提取工艺，并通过正交实验设计优化了竹叶黄酮的提取条件，所得的最佳工艺参数为：微波时间Smin，微波温度50℃，料液比1：21g/mL，微波功率200W，竹叶黄酮提取率达5.574%。微波提取快速高效，可以为竹叶黄酮的工业化提取及在饲料工业中的进一步应用提供参考.
关键词：竹叶;黄酮;微波;正交优化：提取
前言
竹叶用于饲料中，能提高鸡、猪、羊等家禽饲养效果及经济效益。黄酮作为竹叶的主要活性成分之一，在饲料工业中具有重要的作用，可促进家禽的脂质代谢、机体的生产性能、提高机体免疫功能，是一种具有广阔发展前景的新型饲料添加剂，而且其安全性已经得到了实验验证。在日粮中加入一定量的竹叶黄酮，畜禽的增重效果良好，竹叶黄酮还可改善持续高温状态下的肉鸡生长性能和屠宰性能，除此之外，还能提高产蛋率和鸡蛋品质。本文对竹叶黄酮的微波提取工艺进行研究.旨在为其在饲料工业中的安全及高效应用提供参考。
1 实验材料及方法
1.1 实验材料及仪器
竹叶（陕西理工大学校内），清洗，干燥粉碎后过筛备用;芦丁标准品（中国药品生物制品检验所，纯度≥99%）;乙醇、亚硝酸钠，硝酸铝、氢氧化钠等均为分析纯。
SHB-ⅢT循环水式多用真空泵：苏州江东精密仪器有限公司;MCR-3微波化学反应器：上海凌科实业发展有限公司;岛津UV- 260紫外可见分光光度計：日本岛津;TGL16M型离心机：湖南凯达科学仪器有限公司;DHG-9075A型电热鼓风干燥箱：上海一恒科技有限公司;SE3001F电子天平：上海奥豪斯仪器有限公司;DHG-9203A电热鼓风干燥机：上海览浩仪器设备有限公司。
1.2 实验
1.2.1 芦丁标准曲线的绘制
精确量取0.5g的芦丁标准样品，用体积分数为30%的乙醇溶解后转入500mL的容量瓶中.配制1mg/mL的黄酮溶液，精密移取1mL放人100mL的容量瓶中用体积分数为30%的乙醇定容，配制10μg/mL的黄酮标准液。分别精密移取0，l，2，3，4，5，6mL放入7个50mL的容量瓶中，各加入1.0mL浓度为50g/L的NaN02溶液混匀，放置6min后加入1.0mL浓度为100g/L的Al（N03）3溶液混匀，放置6min，再加入10.0mL浓度为40g/L的NaOH溶液，最后用30%乙醇定容至刻度，再放置15min后于510.00nm波长处测其吸光度.并以其为纵坐标，黄酮待测液浓度为横坐标绘制标准曲线，得同归方程为：y=0.1206x -0.0208，R2=0.9972，说明黄酮浓度在0—10μg/mL范围内线性关系良好。
1.2.2 竹叶黄酮提取率的计算
黄酮提取率/%=100Q[（y+0.0208）v/0.1206]/m
式中：y-待测液吸光度;
v-待测液的体积（rnL）：
m-每次提取时所用竹叶质量：
Q-稀释倍数：
2 单因素实验结果与分析
2.1 微波时间的选择
实验过程中设定料液比1：15g/mL，微波功率200W，微波温度50℃，当微波时间在2min—6min范围内变化时对竹叶黄酮提取的影响如图l所示。由图l可知：在2—6min范围内，竹叶黄酮提取率随微波时间的延长先增大后减小，微波时间为5min时提取率最大。合适的微波时间下，竹叶中黄酮的热运动不断加剧而达到活化状态，容易提取。微波时间短，不能竹叶中黄酮提取不完全，过长又增加了其他水溶性成分的溶出，干扰黄酮的测定，因此5min的微波时间最佳。
2.2 微波温度的选择
实验过程中设定料液比1：15g/mL，微波功率200W，微波时间5min，当微波温度在30—70℃范围内变化时对竹叶黄酮提取的影响如图2所示。微波温度是微波辐射能的一个重要反映.微波提取竹叶黄酮过程中产生的热能会迅速穿透竹叶颗粒细胞壁进入分子内部，加快黄酮的热运动，随着微波温度的升高，黄酮溶出速率不断增大，微波温度为50℃时提取率最大，过高的微波温度则易造成局部热量聚集，容易破坏黄酮结构，因此提取率下降，综上，选择50℃为较佳微波温度。
2.3 料液比的选择
实验过程中设定微波功率200W，微波时间5min，微波温度50℃，当料液比在1：9～1：21g/mL范围内变化时对竹叶黄酮提取的影响如图3所示。由图3可知，竹叶黄酮提取率在1：9—1：21g/mL的料液比范围内，随着料液比的增大而增大，1：21g/mL时提取率最大。料液比小，竹叶黄酮在提取剂中的传质速率也相对较小，提取率低：随着料液比的增大传质速率增大，竹叶中大部分黄酮都能溶出，因此提取率不断增大，但是当料液比大于1：18g/mL时，黄酮提取率的增幅很小，综合考虑提取率和提取成本，选择1：18g/mL为较佳料液比。
2.4 微波功率的选择
实验过程中设定料液比1：15g/mL，微波时间5 min，微波温度50℃.当微波功率在100—500W范围内变化时对竹叶黄酮提取的影响如图4所示。微波功率是微波能量的直接体现，在合适的微波功率范围内，微波功率越大破壁效果越好，但是过大的微波功率虽然在提取初期有利于竹叶黄酮的溶出，但是随着提取时间的延长，产生的局部过热现象会破坏黄酮的结构，导致提取率降低。由图4可知，在100—300W微波功率范围内，竹叶黄酮的提取率先增大后减小，300W时对应的提取率最大，故选择300W的微波功率较合适。
3 正交结果及分析
单因素实验探究了微波时间、微波温度、料液比、微波功率等四个因素对竹叶黄酮提取的影响，并为正交优化实验筛选较佳的水平区间。正交优化实验以竹叶黄酮提取率作为指标，采用L9（34）正交优化设计确定竹叶黄酮提取最优工艺参数.实验结果见右表。
正交试验结果中的各因素对应的极值能很好的反应其在正交设定的水平范围内的变化对竹叶黄酮提取效果的影响，极值越大说明此因素的变化对实验结果影响越大。比较表l中各因素所对应的极值可知，影响竹叶黄酮提取的因素的主次顺序为：微波时间>料液比>微波温度>微波功率。正交实验优选的最优组合为A2B2C3D2，即微波时间5min，微波温度50℃，料液比1：21g/mL，微波功率200W，在此条件下进行竹叶黄酮的三次平行提取验证实验，得平均提取率为5.574%，确定为最优提取条件。
4 结论
实验采用水作为溶剂，通过微波提取竹叶中的黄酮，快速高效，绿色安全。在单因素探究的基础上优化了竹叶黄酮的微波提取，所得的最佳工艺参数为：微波时间5min，微波温度50℃，料液比1：21g/mL，微波功率200W，竹叶黄酮提取率为5.574%，提取效果比较理想。我国竹叶资源非常丰富，利用微波技术将这部分资源利用起来作为绿色饲料工业的储备原料具有重要的现实意义。
参考文献（略）
摘要：探究了竹叶黄酮的微波提取工艺，并通过正交实验设计优化了竹叶黄酮的提取条件，所得的最佳工艺参数为：微波时间Smin，微波温度50℃，料液比1：21g/mL，微波功率200W，竹叶黄酮提取率达5.574%。微波提取快速高效，可以为竹叶黄酮的工业化提取及在饲料工业中的进一步应用提供参考.
关键词：竹叶;黄酮;微波;正交优化：提取
前言
竹叶用于饲料中，能提高鸡、猪、羊等家禽饲养效果及经济效益。黄酮作为竹叶的主要活性成分之一，在饲料工业中具有重要的作用，可促进家禽的脂质代谢、机体的生产性能、提高机体免疫功能，是一种具有广阔发展前景的新型饲料添加剂，而且其安全性已经得到了实验验证。在日粮中加入一定量的竹叶黄酮，畜禽的增重效果良好，竹叶黄酮还可改善持续高温状态下的肉鸡生长性能和屠宰性能，除此之外，还能提高产蛋率和鸡蛋品质。本文对竹叶黄酮的微波提取工艺进行研究.旨在为其在饲料工业中的安全及高效应用提供参考。
1 实验材料及方法
1.1 实验材料及仪器
竹叶（陕西理工大学校内），清洗，干燥粉碎后过筛备用;芦丁标准品（中国药品生物制品检验所，纯度≥99%）;乙醇、亚硝酸钠，硝酸铝、氢氧化钠等均为分析纯。
SHB-ⅢT循环水式多用真空泵：苏州江东精密仪器有限公司;MCR-3微波化学反应器：上海凌科实业发展有限公司;岛津UV- 260紫外可见分光光度計：日本岛津;TGL16M型离心机：湖南凯达科学仪器有限公司;DHG-9075A型电热鼓风干燥箱：上海一恒科技有限公司;SE3001F电子天平：上海奥豪斯仪器有限公司;DHG-9203A电热鼓风干燥机：上海览浩仪器设备有限公司。
1.2 实验
1.2.1 芦丁标准曲线的绘制
精确量取0.5g的芦丁标准样品，用体积分数为30%的乙醇溶解后转入500mL的容量瓶中.配制1mg/mL的黄酮溶液，精密移取1mL放人100mL的容量瓶中用体积分数为30%的乙醇定容，配制10μg/mL的黄酮标准液。分别精密移取0，l，2，3，4，5，6mL放入7个50mL的容量瓶中，各加入1.0mL浓度为50g/L的NaN02溶液混匀，放置6min后加入1.0mL浓度为100g/L的Al（N03）3溶液混匀，放置6min，再加入10.0mL浓度为40g/L的NaOH溶液，最后用30%乙醇定容至刻度，再放置15min后于510.00nm波长处测其吸光度.并以其为纵坐标，黄酮待测液浓度为横坐标绘制标准曲线，得同归方程为：y=0.1206x -0.0208，R2=0.9972，说明黄酮浓度在0—10μg/mL范围内线性关系良好。
1.2.2 竹叶黄酮提取率的计算
黄酮提取率/%=100Q[（y+0.0208）v/0.1206]/m
式中：y-待测液吸光度;
v-待测液的体积（rnL）：
m-每次提取时所用竹叶质量：
Q-稀释倍数：
2 单因素实验结果与分析
2.1 微波时间的选择
实验过程中设定料液比1：15g/mL，微波功率200W，微波温度50℃，当微波时间在2min—6min范围内变化时对竹叶黄酮提取的影响如图l所示。由图l可知：在2—6min范围内，竹叶黄酮提取率随微波时间的延长先增大后减小，微波时间为5min时提取率最大。合适的微波时间下，竹叶中黄酮的热运动不断加剧而达到活化状态，容易提取。微波时间短，不能竹叶中黄酮提取不完全，过长又增加了其他水溶性成分的溶出，干扰黄酮的测定，因此5min的微波时间最佳。
2.2 微波温度的选择
实验过程中设定料液比1：15g/mL，微波功率200W，微波时间5min，当微波温度在30—70℃范围内变化时对竹叶黄酮提取的影响如图2所示。微波温度是微波辐射能的一个重要反映.微波提取竹叶黄酮过程中产生的热能会迅速穿透竹叶颗粒细胞壁进入分子内部，加快黄酮的热运动，随着微波温度的升高，黄酮溶出速率不断增大，微波温度为50℃时提取率最大，过高的微波温度则易造成局部热量聚集，容易破坏黄酮结构，因此提取率下降，综上，选择50℃为较佳微波温度。
2.3 料液比的选择
实验过程中设定微波功率200W，微波时间5min，微波温度50℃，当料液比在1：9～1：21g/mL范围内变化时对竹叶黄酮提取的影响如图3所示。由图3可知，竹叶黄酮提取率在1：9—1：21g/mL的料液比范围内，随着料液比的增大而增大，1：21g/mL时提取率最大。料液比小，竹叶黄酮在提取剂中的传质速率也相对较小，提取率低：随着料液比的增大传质速率增大，竹叶中大部分黄酮都能溶出，因此提取率不断增大，但是当料液比大于1：18g/mL时，黄酮提取率的增幅很小，综合考虑提取率和提取成本，选择1：18g/mL为较佳料液比。
2.4 微波功率的选择
实验过程中设定料液比1：15g/mL，微波时间5 min，微波温度50℃.当微波功率在100—500W范围内变化时对竹叶黄酮提取的影响如图4所示。微波功率是微波能量的直接体现，在合适的微波功率范围内，微波功率越大破壁效果越好，但是过大的微波功率虽然在提取初期有利于竹叶黄酮的溶出，但是随着提取时间的延长，产生的局部过热现象会破坏黄酮的结构，导致提取率降低。由图4可知，在100—300W微波功率范围内，竹叶黄酮的提取率先增大后减小，300W时对应的提取率最大，故选择300W的微波功率较合适。
3 正交结果及分析
单因素实验探究了微波时间、微波温度、料液比、微波功率等四个因素对竹叶黄酮提取的影响，并为正交优化实验筛选较佳的水平区间。正交优化实验以竹叶黄酮提取率作为指标，采用L9（34）正交优化设计确定竹叶黄酮提取最优工艺参数.实验结果见右表。
正交试验结果中的各因素对应的极值能很好的反应其在正交设定的水平范围内的变化对竹叶黄酮提取效果的影响，极值越大说明此因素的变化对实验结果影响越大。比较表l中各因素所对应的极值可知，影响竹叶黄酮提取的因素的主次顺序为：微波时间>料液比>微波温度>微波功率。正交实验优选的最优组合为A2B2C3D2，即微波时间5min，微波温度50℃，料液比1：21g/mL，微波功率200W，在此条件下进行竹叶黄酮的三次平行提取验证实验，得平均提取率为5.574%，确定为最优提取条件。
4 结论
实验采用水作为溶剂，通过微波提取竹叶中的黄酮，快速高效，绿色安全。在单因素探究的基础上优化了竹叶黄酮的微波提取，所得的最佳工艺参数为：微波时间5min，微波温度50℃，料液比1：21g/mL，微波功率200W，竹叶黄酮提取率为5.574%，提取效果比较理想。我国竹叶资源非常丰富，利用微波技术将这部分资源利用起来作为绿色饲料工业的储备原料具有重要的现实意义。
参考文献（略）
