响应面法优化提取啤酒花中黄腐酚的工艺研究

围内呈良好线形关系。标准品溶液在 － 30℃ 条件 下保存。 2． 2 24 供试品溶液的准备
— —夏娜， 响应面法优化提取啤酒花中黄腐酚的工艺研究 — 赵仲凯， 魏洁麟， 崔满满，张莉， 贾佳佳， 冯作山
份 2． 000g， 置于 100 mL 三角瓶中， 按料液比为 1∶10 80 % ， 30W、 加入 的乙醇 在超声功率分别为 20W、 40W、 50W、 60W、 下提取 30min。过滤， 滤液经0． 45 μm 微孔滤膜过滤， 测定并计算黄腐酚提取率。 2． 6． 5 响应面试验 Behnken 中 在单因素试验基础上， 根据 Box心设计原理， 以黄腐酚提取率为响应值， 以乙醇浓 提取温度、 超声功率、 提取时间为自变量， 运用 度、 DesignExpert 8． 0 软件进行 4 因素 3 水平响应面 试验设计， 因素水平设计见表 1 ， 每个试验点重复 2 次取其平均值。 共 29 个响应面分析试验 （ 24 个析因点试验 和 5 个零点试验） 。
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包装与食品机械 2012 年第 30 卷第 3 期
的提取主要是运用超声波提取及超临界 CO2 提 取和微波辅助提取， 采用的数学模型主要是正交 试验法， 未对其试验结果进行优化以得到最优的 提取参数。本文在前人研究的基础上采用超声波 提取方法对酒花中黄腐酚进行提取， 采用单因素 和响应面分析法， 优化活性成分黄腐酚的提取工 艺， 为黄腐酚的提取制备及酒花资源的充分利用 提供理论参考。 1 1． 1 试验材料与仪器
［8 ］ 取率迅速增加 ； 当温度为 60℃ 时黄腐酚含量最 －1 高为 3． 865 mg． g ， 当提取温度大于 60℃ 时， 随 着温度的上升黄腐酚的提取含量反而下降 ， 这可
HPLC 法测定黄腐酚的含量 － 外标法 （ 标准 曲线法） 色谱条件 色谱柱： C18 硅 胶 柱， 流动相∶ 甲醇∶ 水∶ 磷酸
2． 1． 1
（ 300 ∶ 100 ∶ 1． 5 ） ， 流 速 1 mL / min， 检 测 波 长 368 ［6 ］ nm 。 2． 1． 2 标准曲线的制备 精密称取黄腐酚标准品 5． 0mg 于 10 mL 容 量瓶中， 加甲醇定容至刻度， 得到黄腐酚标准品溶 1mL、 2 mL、 3 mL、 量取标 准 品 溶 液 0． 5 mL、 液， 5mL 于 10 mL 容量瓶中， 加甲醇至刻度， 所得溶液 50 mg / L、 100 mg / L、 150 mg / L、 分别为 25 mg / L、 250 mg / L。分别取 10 μL 进行 HPLC 分析， 记录 峰面积， 以浓度 C 和峰面积 A 进行直线回归， 得
－1 黄腐酚含量（ mg·g ） =
试验原料与试剂 SIGMA 公司； 苦型 试验材料： 黄腐酚标准品， 颗粒型啤酒花， 品种为青岛大花 （ 新疆方睿啤酒
原料制品有限责任公司 2010 年 11 月生产） 。 主要试剂： 甲醇、 乙醇为色谱纯； 氢氧化钠、 磷 酸等试剂均为分析纯； 二次蒸馏水。 1． 2 试验仪器与设备 Lc － 10A 型高效液相色谱仪（ 岛津公司 ） ； KQ － 100VDE 型双频数控超声波清洗器 （ 昆山市超 声仪器有限公司 ） ； XP1203S 型精密天平 （ 北京京 海佳业科贸有限公司） 。 2 2． 1 试验方法
黄腐酚浓度（ mg / mL） × 乙醇体积（ mL） 酒花粉末的质量（ g） － 酒花含水的质量（ g） 2． 6 2． 6． 1 的影响 每 2 份为一组， 精密称取 10 份啤酒花粉末， 每份 2． 000g， 置于 100mL 三角瓶中， 在超声功率 50W 下按料液比为 1∶ 10 分别加入浓度为 60 % 、 70 % 、 80 % 、 90 % 、 100 % 的乙醇， 60℃ 下提取 60 min， 过滤， 滤液经 0． 45 μm 微孔滤膜过滤， 测定 并计算黄腐酚提取率。 2． 6． 2 提取温度对酒花中黄腐酚含量的影响 精密称取 10 份啤酒花粉末， 每 2 份为一组， 每份 2． 000g， 置于 100mL 三角瓶中， 在超声功率 50W 下按料液比为 1∶ 10 加入 80 % 的乙醇， 在提 50℃ 、 60℃ 、 70℃ 、 80℃ 下提 取温度分别为 40℃ 、 取 30min。过滤， 滤液经 0． 45 μm 微孔滤膜过滤， 测定并计算黄腐酚提取率。 2． 6． 3 提取时间对酒花中黄腐酚含量的影响 精密称取 10 份啤酒花粉末， 每 2 份为一组， 单因素试验 乙醇浓度对提取液中酒花中黄腐酚含量
酒花颗粒粉碎后过 40 目筛， 加入规定量的乙 ， ， 醇溶液 超 声 波 辅 助 提 取 提 取 液 过 滤， 滤液经 0． 45 μm 微孔滤膜过滤即得， 测定并计算黄腐酚 提取率。每个样品重复 2 次取其平均值。 2． 3 精密度试验 取酒花颗粒粉末样品按 2． 2 中方法制备供试 供试品溶液在上述色谱条件下连续进样 品溶液， 5 次， 黄 腐 酚 特 征 峰 相 对 保 留 时 间 的 RSD 值 为 1． 817% 。 2． 4 稳定性试验 取同一批供试品溶液在上述色谱条件下分别 2、 4、 6、 8、 10 、 12 、 20 h 进样分析， 于 0、 黄腐酚特征 峰相对保留时间的 RSD 为 2． 31% ， 结果表明供试 品溶液在 20h 内稳定。 2． 5 提取液中黄腐酚含量的计算方法 黄腐酚含量按下式计算：
表1 超声波法提取啤酒花中黄腐酚响应曲面分析与水平 X1 X2 X3 X4 水平 （ 乙醇浓度 （ 提取温度 （ 提取功率 （ 提取时间 /% ） /℃ ） / W） / min） －1 0 +1 70 80 90 50 60 70 20 30 40 20 30 40
提取液中黄腐酚的含量逐步增加 ， 度的逐渐升高， 这是由于温度的提高增加了溶剂分子和溶质分子 的动能， 促进扩散作用的进行， 从而使黄腐酚的提
－5 R2 = 直线方程 Y = 1 ． 71316 × 10 X + 0 ． 3336471 ， 0． 9997 。表明黄腐酚在 25 mg / L ～ 250 mg / L 范
每份 2． 000g， 置于 100 mL 三角瓶中， 在超声功率 50W 下按料液比为 1 ∶ 10 加入 80 % 的乙醇， 60℃ 30 min、 40min、 50 min、 60min。 下分别提取 20min、 过滤， 滤液经 0． 45 μm 微孔滤膜过滤， 测定并计 算黄腐酚提取率。 2． 6． 4 超声功率对酒花中黄腐酚含量的影响 精密称取 10 份啤酒花粉末， 每 2 份为一组， 每
— —夏娜， 响应面法优化提取啤酒花中黄腐酚的工艺研究 — 赵仲凯， 魏洁麟， 法优化提取啤酒花中黄腐酚的工艺研究
夏 娜， 赵仲凯， 魏洁麟， 崔满满， 张 莉， 贾佳佳， 冯作山
（ 新疆农业大学食品科学学院， 乌鲁木齐 830052 ） 摘要： 通过单因素结合响应面分析， 采用超声波辅助提取方法， 对啤酒花活性成分黄腐酚的提取工 Benhnken） 试验设计原理， 艺进行优化。在单因素试验的基础上， 根据中心组合（ Box采用 4 因素 3 水平 的响应面分析法， 以黄腐酚提取率为响应值进行回归分析 。结果表明， 啤酒花中黄腐酚的最佳提取工艺 为： 提取时间 20min、 乙醇浓度 90% 、 提取温度 50℃ 、 提取功率 33W； 黄腐酚最大提取率为 4． 766mg / g， 与 模型预测值基本相符。 关键词： 啤酒花； 黄腐酚； 响应面分析 中图分类号： TS262． 5 文献标识码： A 文章编号： 1005 － 1295 （ 2012 ） 03 － 0023 － 05 doi： 10． 3969 / j． issn． 1005 － 1295． 2012． 03． 006 Study on the Optimal Extract Process of Xanthohumol in Hops by Response Surface Method XIA Na， ZHAO Zhongkai， WEI Jielin， CUI Manman， ZHANG Li， JIA Jiajia， FENG Zuoshan （ College of Food Science，Xinjiang Agricultural University， Urumqi 830052 ， China） Abstract： Extraction technology of xanthohumol from Humulus lupulus Iupulus was investigated in this paper． Single factor experiments were first performend using ultrasonicassisted （ UAE ） ，then Box － Benhnken design （ 4 factors and 3 levels） combined with regression analysis was applied． Finally，response surface and contour were graphed with the extraction yield of fulvic phenolic as the response value． According to the above design and results the optimal condition was obtained as follows： the extracting time was 22min， the extracting power was 33W， the ethanol concentration was 90% ， and the extracting temperature was 50℃ ． Under this optimal condition， the yield of fulvic phenolic was 4． 766mg / g． The experimental values agreed with the predicted values． Key words： humulus lupulus； xanthohumol； response surface analysis 占酒花干重的 0． 1% ～ 1% ， 有很强的生 泌产生， 理活性， 对人类乳腺癌， 结肠癌和卵巢癌中癌细胞 的增殖活性有抑制作用， 主要通过抑制诱导前致 啤酒花 （ Humulus lupulus L ） 又名忽布 （ 英语 蛇麻花、 酒花， 属于桑科葎草属多年生 俗名 hop） 、 草本植物， 是酿造啤酒的主要原料之一， 目前， 通 常将其用于酿造工业以便增加啤酒的苦味和香 味。酒花中含有大量黄酮类化合物， 黄腐酚是其 中一种主要的查尔酮类化合物， 由酒花蛇麻腺分 癌物向致癌物转变的酶的活性来阻止癌细胞在早 期的生长