使用微波辅助提取法(MAE)提取洋葱中的花青素
经过查阅中外文献发现,现如今提取花青素的原料一般为胡柚、浆果等水果类食物,而较少采用常见的蔬菜紫皮洋葱来进行实验。此外,目前所使用的常规提取方法仍较为传统,而这些方法普遍存在着一些弊端。反之,新型的微波辅助提取法(MAE)具有提取充分、得率高、耗时短等优点,从而渐渐受到广泛重视,其原理为在微波辐射下,样品中的水分等极性物质吸收微波能量,大量产热,使得细胞内温度升高迅速,当液态水汽化时产生巨大的压力将细胞膜和细胞壁冲破,从而有利于胞内物质释放到提取液中并充分溶解。
综合上述情况,本实验选取紫皮洋葱作为原料,使用MAE进行辅助提取,并采用析因设计法来确定最为优化的提取条件,同时尝试对高效液相色谱(HPLC)的洗脱梯度进行优化,为后续对紫皮洋葱中花青素的定性和定量实验做好铺垫。
实验材料和方法 样品准备 从超市购买2公斤紫皮洋葱,洗净后切成小块(5mmX5mmX2mm)装入密封袋中,暂时无需使用的样品可储存于冰箱内的冷冻层中(-18℃)。样品前处理 用水、乙醇和甲酸(体积比为94:5:1)混合的提取液对切好的样品(洋葱皮:洋葱球茎=1:4)进行提取。
MEA实验方法(1)经查阅文献,选取三个参数作为本实验中的变量,即微波功率(w,瓦),提取时间(min,分钟)和固液比(样品体积:提取液体积);
(2)变量选择好后,先预估本实验中三个参数的范围,然后进行预实验,以确定微波仪器所能承受的功率和实验容器所能承载的样品体积;(3)考虑到参数彼此间的相互作用,为确定MAE的最优提取条件,对实验中的三个变量进行析因设计,并进行8组实验。HPLC检测方法 紫皮洋葱中含有多种花青素的衍生物,而这些成分在HPLC中的保留值不同,因此在本实验中应用反相HPLC结合梯度洗脱法,来对紫皮洋葱中的多种花青素衍生物进行分离,并对洗脱梯度进行优化,最后进行重复性和再现性实验。
色谱条件 色谱柱:C-18(2.5μm,2.0mmX100mm)。流动相:A为5%的甲酸水溶液;B为5%的甲醇水溶液。检测波长:520nm。流速:0.2ml/min。柱温:30℃。经0.45μm的滤膜过滤后,进样量30μL进行色谱分析。
实验结果 通过MAE预实验,确定微波仪器的最大功率应<300w,实验容器所能承载的样品体积应<10mL,以防止实验样品的外溢和降解。通过完全析因设计的8组实验,可以从提取液的颜色中推断出较合理的参数组合,然后再绘制等值线图对实验结果进行进一步的分析,确定MAE的最优条件为微波功率50w,固液比1:40,提取时间3分钟。通过对不同洗脱梯度下色谱图的分析对比,权衡其出峰时间和峰型效果,对洗脱梯度进行优化(见表1),其中包含了前10分钟的平衡时间和后20分钟的冲洗时间。
表1 花青素的优化洗脱梯度
选择优化梯度下的一个洗脱较快(15-16分钟之间)且形状良好的峰,进行三次平行实验,对每一次的该峰面积进行计算,结果其相对标准偏差(RSD)为2.38%,表明重复性和再现性良好。
吕冠薇 长春医学高等专科学校
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