CN102023191A - 一种从蔬果中提取抗坏血酸的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属分析化学领域，具体涉及一种利用氮气保护微波辅助萃取技术从蔬果中提取抗坏血酸的方法。本方法取新鲜蔬果，加入1∶6-1∶12g/ml倍体积一定浓度的弱酸水溶液作为提取溶剂，采用氮气保护装置排除体系中的氧气后，在一定时间、一定功率的微波条件下进行萃取，放冷、补重，混匀后离心，取出上清液，稀释后用高效液相色谱分析测定蔬果中抗坏血酸的含量。本方法将氮气保护与微波辅助萃取相结合，排除体系中的氧气，减少抗坏血酸的氧化，可显著提高提取率。本法与高效液相色谱结合，可用于准确测定蔬果中抗坏血酸的含量，并可应用于其他易受热氧化成分的提取分离。
Description
技术领域
本发明属分析化学领域，涉及一种从蔬果中提取抗坏血酸的方法，尤其涉及一种利用氮气保护微波辅助萃取技术从蔬果中提取抗坏血酸的方法。
背景技术
分析化学的前处理技术始终是进行仪器分析实验的一个重要内容。尤其对于食品、中药等成分繁多复杂的样品，如何高效快捷地提取所需的化合物是一个关键性的问题。
微波辅助提取(Microwave-assisted Extraction，MAE)是以微波能来提取植物中的可溶性材料的一系列技术，其主要在有机溶剂中进行。研究显示了微波具有很强的穿透力，可以在物料内外同时均匀、迅速地加热，能使细胞破裂，胞内有效成分自由流出，传递到周围介质被溶解。与传统提取技术相比，微波辅助提取具有提取率高、提取时间短、样品用量少等优点。由于上述特点，微波辅助提取技术已经逐渐广泛运用于各种食品、药品中受热稳定成分的提取。
L-抗坏血酸(L-Asoorbic acid，下简称抗坏血酸)即维生素C。抗坏血酸是一种酸性己糖衍生物，即化学结构上与糖类相似。它的分子结构中具有烯二醇结构、内酯环，使抗坏血酸性质极为活泼。研究已证实其是维持机体正常生理功能的重要维生素之一，是多种食物的重要营养素。它具有较强的还原性，广泛参与机体氧化、还原等复杂代谢过程，还促进体内胶原蛋白和粘多糖的合成，增加机体抵抗力。缺乏时可引起造血机制障碍、贫血、微血管壁变脆通透性增加等坏血病症状。
研究还显示，抗坏血酸不稳定，在受热条件下，易受空气中的氧气影响被氧化，发生脱水、脱二氧化碳、开环、闭环等一系列复杂降解反应，失去营养价值。抗坏血酸分子中的烯二醇基具极强的还原性，易被氧化为二酮基而成为去氢抗坏血酸，但仍可还原，而在碱性或强酸性溶液中抗坏血酸能进一步水解为二酮古洛糖酸，由于此步不可逆，故抗坏血酸容易因此失活。
发明内容
本发明的目的在于提供一种从蔬果中提取抗坏血酸的方法，尤其涉及一种利用氮气保护微波辅助萃取技术从蔬果中提取抗坏血酸的方法。
本发明方法将氮气保护与微波辅助萃取相结合，建立氮气保护-微波辅助萃取技术(Nitrogen Protected Microwave-assisted Extraction，NPMAE)。该方法排除体系中的氧气，减少抗坏血酸的氧化，可以显著提高提取率。本方法与高效液相色谱结合，可准确测定蔬果中抗坏血酸的含量，并可应用于其他易受热氧化成分的提取分离。
更具体的，本发明提供的从蔬果中提取抗坏血酸的方法，其特征在于：取一定质量的新鲜蔬果，加入1∶6-1∶12(g/ml)倍体积一定浓度的弱酸水溶液作为提取溶剂，采用氮气保护装置排除体系中的氧气后，在一定时间、一定功率的微波条件下进行萃取，放冷、补重，混匀后离心，取出上清液，稀释后用高效液相色谱分析测定蔬果中抗坏血酸的含量。
本发明中，定量取新鲜蔬果样品，放入反应器中，加入提取溶剂后，将反应器放置于微波辅助萃取装置(图1)中。所述的微波辅助萃取装置中，A口连接真空泵，B口连接氮气钢瓶，控制三通阀，连通A口封闭B口，抽真空，再连通B口封闭A口，通氮气，循环往复三次。在氮气保护条件下，选择一定的提取溶剂、微波功率和萃取时间后，利用MAE提取蔬果中的抗坏血酸，提取后放冷、补重，混匀后离心，取出上清液。
本发明对影响NPMAE提取效率的因素如：提取溶剂的种类，投料的固液比，微波功率及微波时间，进行了测试并选定。
本发明中，加入的提取溶剂是一定浓度的弱酸水溶液，用量是蔬果量的1∶6-1∶12(g/mL)。
本发明中，使用的微波功率为100-1000瓦。
本发明中，使用的萃取时间为1-20分钟。
鉴于抗坏血酸是水溶性维生素，其在水溶液中的溶解度较高。而水溶液作为极性溶剂，可以有效地吸收微波能量，提高提取效率。此外，在弱酸性环境中，抗坏血酸较稳定，不易被氧化。本发明对极性、溶解度和稳定性这三个因素，分别选用1mM的盐酸水溶液(HCL)，1％的冰醋酸水溶液(GAA)以及不同浓度的偏磷酸水溶液(MPA，0.0025％，0.025％，0.25％，0.5％)作为提取溶剂，在其它实验条件相同的情况下，氮气保护微波辅助提取并分析抗坏血酸的含量，结果显示，0.25％的偏磷酸水溶液作为溶剂时的提取率大于其它几种溶剂。
本发明中，选择0.25％偏磷酸水溶液作为最佳的提取溶剂。
投料的固液比也是影响提取效率的重要因素。以0.25％偏磷酸水溶液作为提取溶剂，分别选择固液比为1∶6，1∶8，1∶10及1∶12，在其它实验条件相同的情况下，进行NPMAE提取并分析抗坏血酸的含量，结果表明，固液比为1∶10时，使用氮气保护微波辅助萃取技术提取抗坏血酸的提取率最高、效果最好。
本发明中，选择1∶10作为最佳的提取固液比。
同时，本发明对不同提取时间和微波功率下抗坏血酸的提取量进行比较，在微波功率分别为200W、400W、600W，提取时间分别为2min、5min、10min、15min的条件下进行实验，结果表明，当微波功率为400W，提取时间为10min时，抗坏血酸的提取率最高。体系内温度随着微波功率和提取时间的增加而提高，基质中活性成分更易解吸附，从而提高提取效率。此外，提取溶剂在较高温度下表面张力和粘度降低，对有效成分的溶解度提高。然而在密闭体系中，过高的微波功率和提取时间会造成体系内温度过高，使得抗坏血酸部分降解，降低提取效率。本发明中，NPMAE提取抗坏血酸的最佳微波功率为400W，提取时间为10min。
抗坏血酸即维生素C，是维持机体正常生理功能的重要维生素之一，是多种食物的重要营养素。新鲜蔬果中含有大量抗坏血酸。提取并分析其含量可用于评价蔬果的质量。
综上所述，本发明中，优选NPMAE提取抗坏血酸最佳的提取条件为：0.25％偏磷酸水溶液作为提取溶剂，提取固液比1∶10，提取功率400W，提取时间10min。
本发明通过实验比较了氮气保护微波辅助萃取与微波辅助萃取、溶剂萃取后得到的蔬果中抗坏血酸的含量。结果表明，氮气保护微波辅助萃取法提取率最高，通过氮气保护的萃取体系有效地降低了抗坏血酸的氧化降解，提高提取率，可适用于易被氧化的抗坏血酸的提取分析。
附图说明
图1为氮气保护微波辅助萃取装置图。
图2为不同提取溶剂条件下，抗坏血酸的提取率差异图。
图3为不同固液比条件下，抗坏血酸的提取率差异图。
图4为不同微波功率和提取时间条件下，抗坏血酸的提取率差异图。
图5为不同提取方法下，抗坏血酸提取率的比较。
图6为不同蔬果中，抗坏血酸的含量差异图。
具体实施方式
实施例1：NPMAE-HPLC分析不同蔬果中抗坏血酸的含量
仪器：岛津CL-10型液相色谱仪(包括SPD-10A紫外检测器以及CTO-10A柱温箱，20μL手动进样系统，色谱工作站)，LWMC-205型可调功率微波化学反应器，AP-9901S真空泵；TGL-16G台式离心机；Millipore Direct-Q纯净水发生器。
材料：各类新鲜蔬果。偏磷酸(分析纯，国药集团化学试剂有限公司)、盐酸(分析纯，国药集团化学试剂有限公司)、冰醋酸(分析纯，国药集团化学试剂有限公司)、甲醇(色谱纯，江苏汉邦科技有限公司)，抗坏血酸(Sigma，St.Louis，MO，USA)，去离子纯水由Millipore Direct-Q纯净水发生器制得。
样品前处理：
各取2g蔬果样品于100ml圆底烧瓶中，加入20ml 0.25％偏磷酸水溶液，混匀称重，后置于微波反应提取装置，控制三通阀，抽真空、通氮气，循环往复三次。在微波功率400W条件下、微波萃取10min。提取后将样品放冷、补重，混匀后10000rpm离心10min，取上清液过滤稀释后进HPLC分析，得到测定结果。
加样回收率：
精密称量蔬果样品约2g，分别精密加入一定浓度的质控标准溶液，然后按照样品制备方法进行微波萃取，取滤液稀释后进HPLC分析，平均回收率为90.1±7.2(％)。
重复性实验：
精密称量蔬果样品约2g，按照样品制备方法进行微波萃取，取滤液稀释后进HPLC分析，重复测定三次，RSD为7.8％。
Claims (9)
1.一种从蔬果中提取抗坏血酸的方法，其特征在于，取新鲜蔬果，加入1∶6-1∶12g/ml倍体积一定浓度的弱酸水溶液作为提取溶剂，采用氮气保护装置排除体系中的氧气后，在一定时间、一定功率的微波条件下进行萃取，放冷、补重，混匀后离心，取上清液，稀释后用高效液相色谱分析测定抗坏血酸的含量。
2.根据权利要求1所述的从蔬果中提取抗坏血酸的方法，其特征在于，所述氮气保护装置包括使用真空泵对体系进行抽真空、使用氮气钢瓶对体系进行通氮气，循环往复三次。
3.根据权利要求1所述的从蔬果中提取抗坏血酸的方法，其特征在于，所使用的微波功率为100-1000瓦，所述的萃取时间为1-20分钟。
4.根据权利要求1所述的从蔬果中提取抗坏血酸的方法，其特征在于，所述的一定浓度的弱酸水溶液选自1mM的盐酸水溶液，1％的冰醋酸水溶液或0.0025％，0.025％，0.25％或0.5％的偏磷酸水溶液。
5.根据权利要求1所述的从蔬果中提取抗坏血酸的方法，其特征在于，所述的一定浓度的弱酸水溶液为0.25％偏磷酸水溶液。
6.根据权利要求1所述的从蔬果中提取抗坏血酸的方法，其特征在于，所述的方法中，以0.25％偏磷酸水溶液作为提取溶剂，投料的固液比分别为1∶6，1∶8，1∶10或1∶12。
7.根据权利要求1所述的从蔬果中提取抗坏血酸的方法，其特征在于，所述的方法中，以0.25％偏磷酸水溶液作为提取溶剂，投料的固液比为1∶10时。
8.根据权利要求3所述的从蔬果中提取抗坏血酸的方法，其特征在于，所述的微波功率为400W，提取时间为10min。
9.根据权利要求1所述的从蔬果中提取抗坏血酸的方法，其特征在于，所述的提取抗坏血酸的条件为：0.25％偏磷酸水溶液作为提取溶剂，提取固液比1∶10，提取功率400W，提取时间10min。
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