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(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝園林學(xué)院,湖南長(zhǎng)沙 410128)

響應(yīng)面法優(yōu)化超聲波提取雞蛋棗原花青素工藝

劉瓊,王仁才*,吳小燕,石浩

(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝園林學(xué)院,湖南長(zhǎng)沙 410128)

本文采用單因素實(shí)驗(yàn)和響應(yīng)面分析法對(duì)雞蛋棗中原花青素進(jìn)行提取工藝優(yōu)化。在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,根據(jù)中心組合(BOX-Behnken)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),采用四因素三水平對(duì)各個(gè)因素進(jìn)行研究與分析,結(jié)果表明:雞蛋棗中原花青素的最佳提取工藝為超聲時(shí)間16 min、超聲功率為618 W、超聲溫度為65 ℃、料液比為1∶21,在此工藝下的雞蛋棗原花青素得率1.82%。證實(shí)超聲波提取雞蛋棗中原花青素的工藝是可行的。體外抗氧化實(shí)驗(yàn)表明:雞蛋棗原花青素對(duì)DPPH自由基、羥基自由基的清除具有顯著效果,同時(shí)還原力顯著,且不輸于VC。

雞蛋棗,原花青素,得率,超聲波,響應(yīng)面

棗(ZiziphusjujubaMill.)為鼠李科棗屬植物,已有 3000多年的栽培歷史,是中國(guó)最古老的果樹(shù)之一[1]。棗果是集營(yíng)養(yǎng)與醫(yī)療保健于一體的優(yōu)質(zhì)滋補(bǔ)品,不僅營(yíng)養(yǎng)豐富、味道甜美,同時(shí)又為補(bǔ)中益氣、養(yǎng)血安神、緩和藥性的常用中藥[2]。雞蛋棗,是指形如雞蛋大的紅棗。其適應(yīng)性強(qiáng),結(jié)果早,豐產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn),果實(shí)大,果肉金黃,品質(zhì)優(yōu)良而深受消費(fèi)者喜愛(ài)[3]。近年來(lái),隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展、人民生活水平顯著提高和人們的消費(fèi)觀的變化,藥食同源的棗果實(shí)越來(lái)越受到人們的青睞,其功能成分及醫(yī)療保健作用已成為研究熱點(diǎn)[4]。

原花青素提取常見(jiàn)的方法溶劑提取法、超聲輔助提取法、微波輔助提取法、超臨界CO2提取法及酶輔助提取法等。由于超聲波提取具有無(wú)污染、高效率、低耗能等優(yōu)點(diǎn),近年來(lái)該方法逐漸在沙棗、葡萄籽、蓮房等果實(shí)原花青素提取研究并應(yīng)用[5-7]。徐亞維等[8]山東小棗為原料,研究了乙醇浸提法和正交實(shí)驗(yàn)提取原花青素的最佳提取工藝,山東小棗中原花青素的含量為2.06%;張娜等[9]研究駿棗在常壓和蒸制方式下活性成分含量的變化情況,研究表明干棗在常壓和高壓蒸制下,原花青素含量均呈升高趨勢(shì)而鮮棗則相反,為紅棗提供一種科學(xué)的食用方法,也為生產(chǎn)加工棗產(chǎn)品提供科學(xué)依據(jù);游鳳等[10]探討棗皮顏色變化與生物活性成分含量的關(guān)系,并通過(guò)清除DPPH自由基能力初步評(píng)價(jià)各階段棗皮抗氧化能力的大小,研究表明冬棗原花青素含量約為4.297～30.186 mg/g,其中青紅棗皮的含量最高且DPPH自由基清除能力最好,為合理開(kāi)發(fā)和利用紅棗資源提供參考和借鑒,而對(duì)于祁東雞蛋棗原花青素提取工藝及其抗氧化活性的研究尚未見(jiàn)報(bào)道。

本文首次以湖南祁東雞蛋棗為試材,采用響應(yīng)面法探討其超聲波提取工藝,并將提取后的原花青素通過(guò)大孔吸附樹(shù)脂純化后,探究其體外抗氧化活性,為雞蛋棗的開(kāi)發(fā)和綜合利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1材料與儀器

雞蛋棗 湖南省衡陽(yáng)市祁東縣采集的地方棗品種(成熟期:八月中旬,采摘時(shí)間:2016.8.16);原花青素標(biāo)準(zhǔn)品、1,1-二苯基-2-苦肼基 上海源葉生物科技公司;無(wú)水乙醇、甲醇、正丁醇、37%濃鹽酸、雙氧水、硫酸亞鐵、水楊酸、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、鐵氰化鉀、三氯乙酸、三氯化鐵 均為國(guó)產(chǎn)分析純。

ZW1105051705紫外可見(jiàn)分光光度計(jì) 上海光譜儀器有限公司;SB-3200D超聲波清洗機(jī) 寧波新芝生物科技股份有限公司;AUW220D電子天平 日本shimadzu公司;DR-1001旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司;TG16臺(tái)式高速離心機(jī) 長(zhǎng)沙英泰儀器有限責(zé)任公司;DK-98-IIA電熱恒溫水浴鍋 天津市泰斯特儀器有限公司;DHG-9246A電熱恒溫干燥箱 上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;粉碎機(jī) FW-100(中興)高速萬(wàn)能粉碎機(jī)。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 雞蛋棗粉的制備 雞蛋棗鮮棗切成塊狀,經(jīng)70 ℃烘干至恒重,粉碎過(guò)40目篩,備用。

1.2.2 雞蛋棗花青素的超聲提取單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.2.1 超聲時(shí)間對(duì)雞蛋棗原花青素得率的影響 精確稱(chēng)取0.2 g棗粉,選擇60%的乙醇溶劑,在料液比1∶20、溫度60 ℃、提取功率700 W的條件下,分別在10、15、20、25、30 min的不同提取時(shí)間下超聲提取,以原花青素得率為指標(biāo),考察提取時(shí)間對(duì)雞蛋棗原花青素提取得率的影響。

1.2.2.2 超聲功率對(duì)雞蛋棗原花青素得率的影響 精確稱(chēng)取0.2 g棗粉,選取60%的乙醇溶劑,料液比1∶20,溫度60 ℃,提取時(shí)間15 min,分別在500、600、700、800、900 W的不同提取功率下超聲提取,以原花青素得率為指標(biāo),考察超聲功率對(duì)雞蛋棗原花青素提取得率的影響。

1.2.2.3 提取溫度對(duì)雞蛋棗原花青素得率的影響 精確稱(chēng)取0.2 g棗粉,選擇60%的乙醇溶劑,料液比1∶20,提取功率700 W,分別在50、60、70、80、90 ℃的不同提取溫度下超聲提取,以原花青素得率為指標(biāo),考察提取溫度對(duì)雞蛋棗原花青素提取得率的影響。

1.2.2.4 料液比對(duì)雞蛋棗原花青素得率的影響 精確稱(chēng)取0.2 g棗粉,選擇60%的乙醇溶劑,溫度60 ℃,提取功率700 W,分別在1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30不同料液比下超聲提取,以原花青素得率為指標(biāo),考察料液比對(duì)雞蛋棗原花青素提取得率的影響。

1.2.2.5 乙醇濃度對(duì)雞蛋棗原花青素得率的影響 精確稱(chēng)取0.2 g棗粉,選擇料液比1∶20,溫度60 ℃,提取功率700 W,分別以40%、50%、60%、70%、80%的乙醇為提取液超聲提取,以原花青素得率為指標(biāo),考察乙醇濃度對(duì)雞蛋棗原花青素提取得率的影響。

1.2.2.6 提取次數(shù)對(duì)雞蛋棗原花青素得率的影響 精確稱(chēng)取0.2 g棗粉,選擇料液比1∶20,溫度60 ℃,60%乙醇,提取功率700 W的條件,分別提取1、2、3、4、5次,以原花青素得率為指標(biāo),考察提取次數(shù)對(duì)雞蛋棗原花青素提取得率的影響。

1.2.3 響應(yīng)面法優(yōu)化超聲提取工藝 在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上分別選擇超聲時(shí)間(h)、超聲功率(W)、超聲溫度(℃)、料液比4個(gè)因素的3個(gè)水平,以雞蛋棗原花青素得率(Y)為考察指標(biāo),進(jìn)行Box-Behnken實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),優(yōu)化超聲波提取雞蛋棗原花青素得率的工藝條件,實(shí)驗(yàn)因素及水平編碼如表1。

表1 Box-Behnken響應(yīng)曲面設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)因素水平和編碼Table 1 Response surface experimental design of Box-Behnken of factor levels and code

1.2.4 原花青素的測(cè)定

1.2.4.1 原花青素標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 采用鐵鹽催化比色法[11]。稱(chēng)10 mg原花青素標(biāo)準(zhǔn)品加入至10 mL容量瓶,用甲醇定容得1 mg/mL原花青素標(biāo)準(zhǔn)品溶液,分別量取1 mg/mL的原花青素標(biāo)準(zhǔn)溶液0.1、0.25、0.5、1、1.5、2 mL轉(zhuǎn)入10 mL容量瓶中,各容量瓶加甲醇補(bǔ)至10 mL得10、25、50、100、150、200 μg/mL原花青素標(biāo)準(zhǔn)液。分別取1 mL加入9 mL的反應(yīng)液(正丁醇∶鹽酸∶硫酸鐵銨=83∶6∶1)迅速振蕩搖勻,放入100 ℃水浴鍋,反應(yīng)40 min后,迅速冷卻靜止20 min,以1 mL甲醇加9 mL反應(yīng)液作為空白,在吸光度A550 nm處測(cè)定溶液吸光值。以原花青素得率C(μg)為橫坐標(biāo),溶液吸光值A(chǔ)為縱坐標(biāo),得到回歸方程為y=0.0028x+0.0254,R2=0.999。

1.2.4.2 雞蛋棗原花青素的測(cè)定 取少量已制備好的雞蛋棗原花青素溶液,將其稀釋至合適倍數(shù)(單因素實(shí)驗(yàn)中稀釋一般為2倍,而響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)中稀釋一般為4倍),取1 mL加9 mL反應(yīng)液,放入100 ℃水浴鍋,反應(yīng)40 min后,迅速冷卻靜止20 min,用1 mL甲醇代替提取液重復(fù)以上操作,作為參比,在吸光度A550 nm處測(cè)定溶液吸光值,并計(jì)算原花青素的得率。

式(1)

式中:V為提取液體積,mL;C為待測(cè)溶液中雞蛋棗原花青素的質(zhì)量濃度,mg/mL;n為提取溶液的稀釋倍數(shù);m為雞蛋棗粉的質(zhì)量,g。

1.2.5 雞蛋棗原花青素粗提物的純化 將1 mg/mL雞蛋棗原花青素提取物作為上樣液,在預(yù)處理好的AB-8型大孔吸附樹(shù)脂上樣,徑高比1∶10,以1 mL/min的流速上樣,上樣液pH 5.0,上樣量1.5 BV,用蒸餾水洗至流出液呈無(wú)色后,用2.5 BV的60%乙醇對(duì)大孔樹(shù)脂吸附柱洗脫,洗脫流速1 mL/min,將60%乙醇洗脫液收集,減壓濃縮至無(wú)醇味后,冷凍干燥為粉末備用,經(jīng)鐵鹽催化法測(cè)得雞蛋棗原花青素純度為73.07%。

1.2.6 原花青素的抗氧化能力評(píng)價(jià)

1.2.6.1 雞蛋棗原花青素DPPH自由基清除能力測(cè)定 參照吳小燕等[12]方法,取不同濃度雞蛋棗原花青素和0.2 mmol·L-1DPPH自由基溶液各2 mL,加入同一試管中,混勻 30 min后在517 nm處測(cè)吸光度,測(cè)定值為Ai;同時(shí)測(cè)定Ao值:2 mL DPPH自由基溶液與2 mL蒸餾水混合;以及測(cè)定Aj值:2 mL樣品溶液與2 mL蒸餾水混合。每個(gè)樣品重復(fù)處理3次,求其平均值。以VC溶液作對(duì)照,并計(jì)算DPPH清除率。

1.2.6.2 雞蛋棗原花青素羥基自由基清除能力的測(cè)定 采用Fetion反應(yīng),測(cè)定羥基自由基清除能力[13],依次加入2 mL 6 mmol·L-1的 FeSO4溶液,2 mL不同濃度雞蛋棗原花青素,6 mmol·L-1的雙氧水2 mL,搖勻,靜置 10 min,再加入2 mL 6 mmol·L-1水楊酸,搖勻,靜置 30 min 后于510 nm處測(cè)吸光值A(chǔ)i;用水代替水楊酸時(shí)測(cè)Aj;用水代替抗氧化劑測(cè)得空白對(duì)照Ao。每個(gè)樣品重復(fù)處理3次,求其平均值。并以VC溶液作對(duì)照。清除率按下式計(jì)算:

1.2.6.3 雞蛋棗原花青素還原力測(cè)定 參照朱麗蓉等[14]方法,取2.5 mL不同濃度雞蛋棗原花青素(空白用2.5 mL蒸餾水代替),加入2.5 mL PBS緩沖液(0.2 mol·L-1,pH=6.6)及1.0%的K3Fe(CN)6溶液2.5 mL,搖勻,50 ℃水浴20 min后用冷水迅速冷卻,加入10%的三氯乙酸2.5 mL,充分反應(yīng),取上述反應(yīng)液5 mL,加入5 mL蒸餾水和1 mL 0.1%的 FeCl3溶液,混勻,10 min后以水為空白在700 nm處測(cè)定吸光度。吸光度值越大,代表其還原能力越強(qiáng)。每個(gè)樣品重復(fù)處理3次,求其平均值。并以VC溶液作對(duì)照。

1.3數(shù)據(jù)處理

采用 Design-Expert v8.0.6.1軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與回歸分析。

2 結(jié)果與分析

2.1單因素實(shí)驗(yàn)

2.1.1 超聲時(shí)間對(duì)雞蛋棗原花青素得率的影響 由圖1可知,隨著超聲時(shí)間的增長(zhǎng),雞蛋棗原花青素的提取得率先增加后下降,有可能是由于超聲時(shí)間過(guò)長(zhǎng)從而導(dǎo)致原花青素的結(jié)構(gòu)被破壞,原花青素的得率降低[15]。故選取超聲時(shí)間為20 min。

圖1 超聲時(shí)間對(duì)雞蛋棗原花青素提取效果的影響Fig.1 The effect of ultrasonic time on the extraction of proanthocyanidins from egg jujube

2.1.2 超聲功率對(duì)雞蛋棗原花青素得率的影響 由圖2可知,隨著超聲功率的提高,雞蛋棗原花青素得率先增加后減少,推測(cè)其原因超聲波功率過(guò)大,其產(chǎn)生的熱效應(yīng)、空化效應(yīng)和機(jī)械作用越劇烈,破碎細(xì)胞作用越強(qiáng),導(dǎo)致原花青素發(fā)生降解,得率下降[16]。因此,適宜的超聲波功率為600 W。

圖2 超聲功率對(duì)雞蛋棗原花青素提取效果的影響Fig.2 The effect of ultrasonic power on the extraction of proanthocyanidins from egg jujube

2.1.3 提取溫度對(duì)雞蛋棗原花青素得率的影響 由圖3知,隨超聲溫度的升高,原花青素的得率先增后降,其原因應(yīng)該是溫度過(guò)高會(huì)加速分子運(yùn)動(dòng)速度加快,擴(kuò)散、滲透、溶解速度加快,原花青素的提取量會(huì)增多;但同時(shí)過(guò)高的溫度導(dǎo)致原花青素的氧化,結(jié)構(gòu)被破壞[17]。故最適宜的超聲溫度為60 ℃。

圖3 超聲溫度對(duì)雞蛋棗原花青素提取效果的影響Fig.3 The effect of ultrasonic temperature on the extraction of proanthocyanidins from egg jujube

2.1.4 料液比對(duì)雞蛋棗原花青素得率的影響 由圖4可知,隨料液比的增大,得率也升高,但料液比1∶20后,升幅比較平穩(wěn)。這是因?yàn)樘崛∪軇w積增大時(shí),樣品與提取液的接觸面積增大,有利于原花青素提取。但當(dāng)料液比增大到一定程度后,原花青素已經(jīng)充分溶出,過(guò)高的溶劑會(huì)造成溶劑的浪費(fèi)[18]。故最適宜的料液比為1∶20。

圖4 料液比對(duì)雞蛋棗原花青素提取效果的影響Fig.4 The effect of the ratio of material to liquid on the extraction of proanthocyanidins from eggs

2.1.5 乙醇濃度對(duì)雞蛋棗原花青素得率的影響 由圖5可知,隨乙醇體積的增大,原花青素的提取得率逐漸升高,當(dāng)乙醇濃度大于60%時(shí),原花青素得率開(kāi)始下降。根據(jù)相似相溶的原理,當(dāng)原花青素極性與乙醇體積分?jǐn)?shù)相當(dāng)時(shí),原花青素溶出量最大,而當(dāng)乙醇體積分?jǐn)?shù)過(guò)大時(shí),脂溶性雜質(zhì)大量溶出,與原花青素競(jìng)爭(zhēng)與乙醇結(jié)合,原花青素提取得率降低[19]。故選擇乙醇濃度為60%。

圖5 乙醇濃度對(duì)雞蛋棗原花青素提取效果的影響Fig.5 The effect of ethanol concentration on the extraction of proanthocyanidins from egg jujube

2.1.6 提取次數(shù)對(duì)雞蛋棗原花青素得率的影響 由圖6可知,提取次數(shù)增多,原花青素得率也增多,但在兩次后,原花青素得率升幅很少。因此從生產(chǎn)效率和節(jié)約能源的角度來(lái)說(shuō),提取2次即可。

圖6 提取次數(shù)對(duì)雞蛋棗原花青素提取效果的影響Fig.6 The effect of extraction times on the extraction of proanthocyanidins from egg jujube

在圖1～圖6中,圖5中乙醇濃度60%時(shí),其原花青素得率最大,比乙醇濃度50%和70%原花青素得率幅度升幅并不大,同時(shí)圖6中提取次數(shù)在兩次以后,升幅也不大,考慮到溶劑消耗和生產(chǎn)效益等方面的因素,故在響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中舍棄這兩個(gè)因素。

2.2響應(yīng)面分析實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

2.2.1 回歸模型的建立 在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,依據(jù)Box-Behnken中心組合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行了29組實(shí)驗(yàn),其中5組中心點(diǎn)重復(fù)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。對(duì)表2數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合,得到模型:

Y=1.7835-0.041572A+0.0271429B+0.0163095C+0.0790724D-0.016071AB-0.030357AC+0.0538542AD-0.029286BC+0.0053571BD+0.0178571CD-0.031785A2-0.074143B2-0.041108C2-0.116606D2

表2 超聲波提取雞蛋棗原花青素響應(yīng)面分析實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果Table 2 Experimental design and results of ultrasonic extraction of proanthocyanidins from egg jujube

表3 方差分析表Table 3 Analysis of variance table

注:**表示極顯著(p<0.01);*表示顯著(p<0.05)。

2.2.2 回歸方程及方差分析 通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)的方差分析,結(jié)果如表3所示,可知p模<0.0001,表示模型極顯著,有很好的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;模型p失擬項(xiàng)=0.2386>0.05,說(shuō)明回歸方程擬合度高,其他外來(lái)因素對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響小;其中模型決定系數(shù)R2值為0.9580,說(shuō)明該模型能夠解釋95.8%響應(yīng)值的變化,證實(shí)該實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛯?duì)超聲波提取雞蛋棗原花青素工藝優(yōu)化是可行的;回歸方程的一次項(xiàng)A、B、D 均極顯著(p<0.01),其中對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響順序?yàn)镈(料液比)>A(超聲時(shí)間)>B(超聲功率)>C(超聲溫度)。交互項(xiàng) AC、BC 顯著,AD極顯著,這表明超聲時(shí)間和超聲溫度、超聲功率和超聲溫度、超聲時(shí)間和料液比對(duì)原花青素提取得率均具有明顯交互作用。平方項(xiàng)B2、C2、D2極顯著(p<0.01),A2顯著(p<0.05)。

2.2.3 響應(yīng)面交互作用分析 根據(jù)回歸模型,將任兩水平固定在零水平,可以得到另外兩因素交互作用的響應(yīng)面圖及對(duì)應(yīng)等高線圖,反映了各因素交互對(duì)提取得率的影響。本研究中各因素交互作用見(jiàn)圖7～圖12。

由圖7～圖12可知,超聲時(shí)間與料液比、超聲功率與超聲溫度、超聲時(shí)間和超聲溫度之間的交互作用顯著,表現(xiàn)為圖8～圖10的等高線為橢圓形。對(duì)比各圖可知,料液比對(duì)雞蛋棗原花青素的提取得率影響最大,表現(xiàn)為圖(9、11、12)的曲面較陡。超聲溫度雞蛋棗原花青素得率影響不明顯,表現(xiàn)為曲線相對(duì)平緩,可能是原花青素超聲波處理下溶出速度都較大,故提取溫度的變化對(duì)雞蛋棗原花青素得率相對(duì)其他三個(gè)因素要小。

圖7 超聲時(shí)間和超聲功率交互作用的響應(yīng)面圖Fig.7 Response surface and contour map of interaction between ultrasonic time and ultrasonic power

圖8 超聲時(shí)間和超聲溫度交互作用的響應(yīng)面圖Fig.8 Response surface and contour map of interaction between ultrasonic time and ultrasonic temperature

圖9 超聲時(shí)間和料液比交互作用的響應(yīng)面圖Fig.9 Response surface and contour map of interaction between ultrasonic time and material liquid ratio

圖10 超聲功率和超聲溫度交互作用的響應(yīng)面圖Fig.10 Response surface and contour map of interaction between ultrasonic power and ultrasonic temperature

圖11 超聲功率和料液比交互作用的響應(yīng)面圖Fig.11 Response surface and contour map of interaction between ultrasonic power and material liquid ratio

圖12 超聲溫度和料液比交互作用的響應(yīng)面圖Fig.12 Response surface and contour map of interaction between ultrasonic temperature and material liquid ratio

2.2.4 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn) 由Design-Expert 8.0.6軟件計(jì)算得到雞蛋棗原花青素提取的最佳工藝條件為:超聲時(shí)間16.29 min、超聲功率為618.15 W、超聲溫度為64.53 ℃、料液比為1∶21.04。在此工藝下的雞蛋棗原花青素提取率理論可達(dá)1.81%。根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況對(duì)以上工藝參數(shù)進(jìn)行修正,超聲時(shí)間、超聲功率、超聲溫度、料液比分別為16 min、618 W、65 ℃、1∶21,在此工藝條件下,實(shí)際測(cè)得雞蛋棗原花青素平均得率為1.82%(SD=0.04),與理論預(yù)測(cè)值相比,其相對(duì)誤差約為0.01%,而且重復(fù)性也很好,說(shuō)明該模型可以較好地預(yù)測(cè)棗原花青素與各實(shí)驗(yàn)條件之間的關(guān)系,具有一定的實(shí)用價(jià)值。

2.3體外抗氧化活性的測(cè)定

2.3.1 DPPH自由基清除能力 由圖13可知,在濃度為5～20 μg/mL時(shí),雞蛋棗原花青素對(duì)DPPH自由基的清除能力較VC清除效果好;當(dāng)兩者濃度上升為20 μg/mL后,兩者對(duì)DPPH清除能力相當(dāng)。且樣品IC50為11.88 μg/mL,VC的IC50為15.88 μg/mL。

圖13 雞蛋棗原花青素對(duì)DPPH自由基的清除能力Fig.13 DPPH free radical scavenging capacity of proanthocyanidins from egg jujube

2.3.2 羥基自由基清除能力 由圖14可知,雞蛋棗原花青素與VC對(duì)羥基清除能力隨質(zhì)量濃度的增加,清除率都呈上升趨勢(shì)。在0.2～0.4 mg/mL下,樣品清除能力高于相同質(zhì)量濃度VC的羥基清除能力,0.4 mg/mL后,VC清除率略高于雞蛋棗原花青素,但樣品IC50為0.184 mg/mL,VC的IC50為0.287 mg/mL。

圖14 雞蛋棗原花青素對(duì)羥基自由基的清除能力Fig.14 Hydroxyl radical scavenging capacity of proanthocyanidins from egg jujube

2.3.3 還原力的測(cè)定 由圖15可知,雞蛋棗原花青素與VC的還原力隨質(zhì)量濃度的增加,還原力都呈上升趨勢(shì)。在0.04～0.12 mg/mL下,VC還原力高于相同質(zhì)量濃度雞蛋棗的還原力,但在0.12 mg/mL后,雞蛋棗原花青素還原力高于VC還原力。

圖15 雞蛋棗原花青素的還原力Fig.15 Reductiion force of proanthocyanidins from egg jujube

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)以單因素為基礎(chǔ),通過(guò)采用Box-Behnken實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與響應(yīng)面分析對(duì)超聲波提取雞蛋棗原花青素工藝優(yōu)化,得到了最佳工藝:超聲時(shí)間16 min、超聲功率為618 W、超聲溫度為65 ℃、料液比為1∶21,得到雞蛋棗原花青素提取得率可以達(dá)到1.82%。與理論預(yù)測(cè)值相比,其相對(duì)誤差約為0.01%,重復(fù)性好,說(shuō)明該模型顯著,準(zhǔn)確可靠。體外抗氧化實(shí)驗(yàn)表明,雞蛋棗原花青素對(duì)DPPH、羥基自由基的清除效果顯著,且其還原力極佳,綜合而言優(yōu)于VC。

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Optimizationofultrasonicextractionofproanthocyanidinsfromeggjujubebyresponsesurfacemethodology

LIUQiong,WANGRen-cai*,WUXiao-yan,SHIHao

(College of Horticulture and Landscape,Hunan Agricultural University,Changsha 410128,China)

The extraction of proanthocyanidins from egg jujube was investigated by the single experiments and response surface methodology. On the basis of single factor tests,the method of the central composite experimental design(BOX-Behnken)was used to optimal of ultrasound-assisted extraction of proanthocyanidins form egg jujube by factors and three levels.The results indicated that the extractive conditions were optimized as follows:ultrasonic treatment time of 16 min,ultrasonic power of 618 W,ultrasonic temperature of 65 ℃ and the ratio of material to solvent of 1∶21 (g/mL).Under these conditions,the yield of Procyanidins from egg jujube was 1.82%. Antioxidant activities in egg jujube of the proanthocyanidins indicates that proanthocyandins of egg jujube had strong scavenging effects against DPPH radicals,·OH radicals and reductiion force was significant,it was not lower than that of VC.

egg jujube;proanthocyanidins;the extraction rate;ultrasonic;response surface methodolgy

2017-01-09

劉瓊(1994-) ，女，碩士研究生，主要從事功能產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)與評(píng)價(jià)方面的研究，E-mail:18229470782@163.com。

*通訊作者:王仁才(1962-)，男，博士，教授，主要從事藥用植物資源工程方面的研究，E-mail:409600160@qq.com。

湖南省自然科學(xué)基金委員會(huì)與衡陽(yáng)市政府自然科學(xué)聯(lián)合基金項(xiàng)目(13JJ8010)。

TS255.1

:B

:1002-0306(2017)16-0182-07

10.13386/j.issn1002-0306.2017.16.034