黑豆餾油提取工藝優(yōu)化及其含量的比較*

李 霄，朱衍治，李萬寧，張 彎，李 嬌

(1 榆林學(xué)院化學(xué)與化工學(xué)院，陜西 榆林 719000；2 蘭州生物制品研究所，甘肅 蘭州 730000；3 海則灘九年制學(xué)校，陜西 榆林 718500)

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黑豆餾油提取工藝優(yōu)化及其含量的比較*

李 霄1，朱衍治2，李萬寧3，張 彎1，李 嬌3

(1 榆林學(xué)院化學(xué)與化工學(xué)院，陜西 榆林 719000；2 蘭州生物制品研究所，甘肅 蘭州 730000；3 海則灘九年制學(xué)校，陜西 榆林 718500)

以黑豆為原料，研究黑豆餾油的最佳提取工藝。在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)，對(duì)黑豆餾油的提取工藝進(jìn)行優(yōu)化，確定最佳條件為：以正丁醇為溶劑，料液比為1:25(g/mL)、粉碎度為40目、索氏提取135 min，在最佳條件下比較全豆(完整的黑豆)、豆黃(黑豆去皮)、豆皮的餾油含量。為改善民間藥物黑豆餾油的不良性狀和使用局限性，提供參考依據(jù)。

黑豆；黑豆餾油；不同部分餾油；索氏提取

黑豆餾油為豆科植物黑大豆(Glycinemax(L.)Merr.)的種子，經(jīng)干餾而得的黑色粘稠液體[1-2]，在陜西和山西民間常用來治療濕疹、玫瑰糠疹、神經(jīng)性皮炎和銀屑病等臨床常見、多發(fā)的皮膚病[3-4]。目前主要的制備方法是傳統(tǒng)干餾法。據(jù)報(bào)道, 以黑豆餾油為主要成分的復(fù)方制劑, 具有消炎、收斂、止癢、使角質(zhì)再生的功能, 對(duì)神經(jīng)性皮炎, 亞急性、慢性皮炎及慢性濕疹等皮膚病有顯著療效[5-7]。

黑豆餾油在國內(nèi)臨床應(yīng)用較普遍，其優(yōu)點(diǎn)是與西藥相比療效好，刺激性小，治療皮膚病患范圍廣，療效高，周期短，價(jià)廉、易于制作。但是其缺點(diǎn)是黑豆餾油濃黑焦臭，涂抹不方便，清洗困難，氣味濃重影響患者的正常工作與學(xué)習(xí)，給患者造成很大的身心壓力。因此研究黑豆餾油中的有效成分或改進(jìn)制作方法來改良餾油性狀，使其便于使用是非常必要的。

我國黑豆資源豐富，營養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值都極高[8-10]，但目前大量的黑豆通過簡單的加工包裝出口，深加工研究主要集中于對(duì)黑豆的發(fā)酵制醬等[11-12]，綜合利用程度很低，對(duì)于黑豆的藥用價(jià)值開發(fā)不足[13-15]?，F(xiàn)有的黑豆餾油在使用過程中存在的弊端，需要通過改善餾油的制備工藝來改善。

本課題對(duì)黑豆餾油的索氏提取工藝進(jìn)行優(yōu)化，為黑豆餾油性狀的改良及黑豆餾油的廣泛應(yīng)用提供理論參考。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 材料與試劑

黑豆購于榆林市橫山縣主產(chǎn)區(qū)，成熟期采摘，自然晾干。異丙醇，正丁醇，正己烷，無水乙醇，乙酸乙酯，石油醚，所用試劑均為分析純，實(shí)驗(yàn)用水為二次蒸餾水。

1.2 儀器與設(shè)備

WK-200B小型高速粉碎機(jī)，濰坊市北方制藥設(shè)備制造有限公司；BS224S電子天平，賽多利斯科學(xué)儀器(北京)有限公司；RE-2000A旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器，鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司；SHB-III循環(huán)水式多用真空泵，鄭州匯成科工貿(mào)易有限公司；MH-250電子調(diào)溫電熱套，北京科偉永興儀器有限公司；DHG-9013A鼓風(fēng)干燥箱，上海一恒科學(xué)儀器有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 原料預(yù)處理

首先將黑豆洗凈，一部分直接備用，另一部分將豆皮和豆黃分離分別備用。于40 ℃的鼓風(fēng)干燥箱中烘干后，將原料用小型高速粉碎機(jī)粉碎，分別密封保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 餾油提取率的計(jì)算公式

式中：W1——餾油的質(zhì)量，g

W0——原料的質(zhì)量，g

1.3.3 索氏提取法提取黑豆餾油的工藝流程

準(zhǔn)確稱取一定量已經(jīng)粉碎備用的黑豆粉→按照特定的料液比加入有機(jī)溶劑→索氏提取法提取→室溫冷卻→真空濃縮→計(jì)算黑豆餾油提取率

2 結(jié)果與討論

2.1 單因素分析

2.1.1 不同有機(jī)溶劑對(duì)黑豆餾油提取率的影響

有機(jī)溶劑乙酸乙酯(ethyl acetate)、無水乙醇(ethyl alcohol)、正丁醇(n-butyl alcohol)、正己烷(n-hexane)、石油醚(PE)，各50.0 mL，分別按照索氏提取法提取黑豆中的餾油，提取60 min，料液比為1:25(g/mL)，每種溶劑分別做三組平行實(shí)驗(yàn)。比較不同有機(jī)溶劑提取黑豆餾油的提取率，選取最佳提取劑。

圖1 不同提取劑對(duì)黑豆餾油提取率的影響

如圖1所示，以正丁醇作為提取劑，餾油提取率最高，達(dá)到23.00%，其他有機(jī)溶劑的提取率由高到低依次是乙酸乙酯、正己烷、石油醚、無水乙醇，故選取了正丁醇為最佳提取劑。

2.1.2 不同提取時(shí)間對(duì)黑豆餾油提取率的影響

以正丁醇為提取劑，料液比為1:15(g/mL)，按照索氏提取法提取黑豆餾油，對(duì)不同的提取時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，提取時(shí)間分別為90 min、120 min、135 min、150 min、165 min、180 min，分別做三組平行實(shí)驗(yàn)。比較不同提取時(shí)間對(duì)黑豆餾油提取率影響，選取最佳提取時(shí)間。

圖2 不同提取時(shí)間對(duì)黑豆餾油提取率的影響

如圖2所示，提取時(shí)間小于135 min，黑豆餾油的提取率隨著時(shí)間的延長而提高，135 min達(dá)到最大，提取時(shí)間大于135 min，餾油提取率略有所下降，并保持穩(wěn)定，綜合考慮時(shí)間和提取率等因素，最佳提取時(shí)間為135 min。并選取120 min、135 min、150 min作為正交實(shí)驗(yàn)的三個(gè)水平。

2.1.3 不同料液比對(duì)黑豆餾油提取率的影響

以正丁醇為提取劑，按照索氏提取法提取黑豆餾油，對(duì)不同的料液比進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，料液比分別為1:10、1:15、1:20、1:25、1:30(g/mL)，提取135 min，分別做三組平行實(shí)驗(yàn)。比較不同料液比對(duì)黑豆餾油提取率的影響，選取最佳料液比。

圖3 不同料液比對(duì)黑豆餾油提取率的影響

如圖3所示，隨著溶劑比例的增大，黑豆餾油的提取率也越來越大，當(dāng)料液比為1:20(g/mL)時(shí)提取率達(dá)到最大值，溶劑比例進(jìn)一步增大后，提取率有所下降，然后趨于穩(wěn)定。因此，最佳料液比為1:20(g/mL)。選取料液比1:15、1:20、1:25(g/mL)為正交實(shí)驗(yàn)的三個(gè)水平。

2.1.4 不同粉碎度對(duì)黑豆餾油提取率的影響

以正丁醇為提取劑，料液比為1:20(g/mL)，對(duì)不同粉碎度的黑豆進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，粉碎度分別為過20目、40目、60目、80目、100目標(biāo)準(zhǔn)篩的黑豆粉末，按照索氏提取法提取黑豆餾油，提取135 min，分別做三組平行實(shí)驗(yàn)。比較不同粉碎度對(duì)黑豆餾油提取率的影響。

圖4 不同粉碎度對(duì)黑豆餾油提取率的影響

如圖4所示，當(dāng)粉碎度小于60目，提取率隨著標(biāo)準(zhǔn)篩目數(shù)的增大而增加，粉碎度為60目時(shí)提取率達(dá)最大值，大于60目，提取率呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，因此，60目為最佳的粉碎度。選取40目、60目、80目為正交實(shí)驗(yàn)的水平。

2.2 正交分析法

根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果設(shè)計(jì)三因素三水平L9(33)正交實(shí)驗(yàn)水平表，優(yōu)化黑豆餾油提取的最佳工藝條件。

表1 正交實(shí)驗(yàn)水平表

正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

表2 正交實(shí)驗(yàn)表

如表2所示，由極差R可以看出，各個(gè)因素對(duì)黑豆餾油的提取率的影響主次順序?yàn)椋悍鬯槎?料液比>提取時(shí)間。最佳的提取工藝組合條件為A1B3C2，即粉碎度40目，料液比1:25(g/mL)，提取時(shí)間135 min。在最佳條件下進(jìn)行黑豆餾油提取，做三組平行實(shí)驗(yàn)，測得平均提取率為41.50%。

2.3 黑豆不同部分餾油含量的比較

表3 黑豆不同部分的餾油含量

根據(jù)正交實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，在最佳工藝條件下，運(yùn)用索氏提取法對(duì)黑豆不同部分(全豆、豆黃、豆皮)的餾油含量進(jìn)行比較。分別做三組平行實(shí)驗(yàn)，比較黑豆餾油的提取率，如表3所示。

由表3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，黑豆不同部分的黑豆餾油含量不同，其中全豆最高，豆黃次之，豆皮最少。

3 結(jié) 論

根據(jù)以上結(jié)果可知，黑豆中提取餾油含量豐富，文中詳細(xì)探討了索氏提取法制備黑豆餾油的工藝。為黑豆餾油的性狀改良提供有益的參考。實(shí)驗(yàn)得到的最佳提取工藝條件為：原料過40目標(biāo)準(zhǔn)篩、以正丁醇為溶劑、料液比1:25(g/mL)、提取135 min。在最佳提取工藝條件下，比較黑豆不同部分(全豆、豆黃、豆皮)的黑豆餾油含量，高低順序?yàn)椋喝?豆黃>豆皮。

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Extraction Process Optimization of Black Bean Distillate Oil and Comparison of Content of Different Parts of Black Bean*

LIXiao1,ZHUYan-zhi2,LIWan-ning3,ZHANGWan1,LIJiao3

(1 Department of Chemistry and Chemical Engineering, Yulin College, Shaanxi Yulin 719000;(2 Lanzhou Institute of Biological Products Co., Ltd., Gansu Lanzhou 730000;(3 The Haizetan Nine-year School, Shaanxi Yulin 718500, China)

Taking black beans as raw material, the optimum extraction process for black bean distillate oil was researched.Orthogonal experiment was designed to optimize black beans distillate oil extraction process, on the base of single factor experiment.The optimum conditions were as follows: taking n-butanol as a solvent, solid-liquid ratio was 1:25 (g/mL), crush degree was 40 mesh, soxhlet extracted for 135 min.The distillate oil content of the whole black beans, blank beans without peel and the peel of blank beans was compared under optimum conditions.This research provided a reference to improve the bad traits and limitations of black bean distillate oil as medicine in civil.

black bean; black bean distillate oil; different parts of distillate oil; soxhlet extraction

榆林市科技局項(xiàng)目(2014 cxy-01)。

李霄(1983-)，女，實(shí)驗(yàn)師，主要從事農(nóng)產(chǎn)品成分分析與深加工。

S529,R917,O656.32

A

1001-9677(2016)019-0064-03