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user: 3. 结果与分析 3.1. 匀浆单因素分析 3.1.1. 匀浆过程中乙醇体积分数对总黄酮提取效果的影响 溶剂浓度是提取过程中的一个重要参数。本实验取10.0 g竹叶(绝干)分别加入140 mL 30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%的乙醇水溶液后，放入功率为200 W的匀浆机匀浆210 s，依据2.2.2项所述方法测定总黄酮含量。由图1(a)，当乙醇体积分数从30%增至70%时，总黄酮提取率由44.45 mg/g升至58.45 mg/g，当乙醇体积分数继续增至80%时，总黄酮提取率反而降至41.24 mg/g。因此，70%乙醇匀浆提取竹叶总黄酮效果最好。 图1. 匀浆萃取竹黄酮单因素分析 3.1.2. 匀浆过程中料液比对总黄酮提取效果的影响 为了提高萃取效率，降低溶剂消耗，本实验对料液比进行了优化。取10.0 g竹叶(绝干)分别加入60、80、100、120、140、160、180 mL的70%的乙醇水溶液后，放入功率为200 W的匀浆机匀浆210 s，依据2.2.2项所述方法测定总黄酮含量。由图1(b)，当料液比从1:6至1:14 g/mL时，总黄酮提取率明显增加，由43.24 mg/g增至66.18 mg/g，当料液比从1:14至1:18 g/mL时，总黄酮提取率增加不明显，且成本增加。因此，当料液比为1:14 g/mL时较为合适。 3.1.3. 匀浆时间对总黄酮提取效果的影响 匀浆过程可以粉碎原料，得到均匀的细小颗粒，同时破坏植物细胞壁，匀浆时间会影响粉碎颗粒大小，本实验对匀浆时间进行了优化。取10.0 g竹叶(绝干)分别加入140 mL的70%的乙醇水溶液后，放入功率为200 W的匀浆机分别匀浆10、20、30、60、90、120、150、180、210、240 s，依据2.2.2项所述方法测定总黄酮含量。由图1(c)可知，匀浆时间由10 s增加到210 s时，总黄酮提取率由17.11 mg/g升至63.38 mg/g，增长迅速。这是由于随着匀浆时间延长，植物粒径变小，较小的粒径可以提供更高的比表面积，从而缩短传质路径，提高传质效率。而匀浆时间由210 s增加到240 s时，总黄酮提取率增加较少，只增加了0.16 mg/g。考虑到时间成本及能耗问题，故最佳匀浆时间选择210 s。 3.2. 最佳空化条件的选择 匀浆导致的细胞壁破裂，比表面积的增大加速了空化过程中楠竹叶总黄酮的扩散和传质。空化是一种由负压产生的流体动力过程，由于负压，空气被不断引入空化仪器中，数以百万计的小气泡不断生长，在液体或液固界面溃灭，不仅导致细胞肿胀或细胞壁的击穿，使溶剂可以扩散到楠竹叶颗粒的内部，而且提高萃取溶剂与楠竹叶颗粒之间的碰撞和传质，可以高效的萃取楠竹叶中的总黄酮。 空气流速是影响提取率的关键参数，直接影响溶剂与楠竹叶颗粒湍流、碰撞和传质。而气泡产生于仪器壁，仪器形状也会对气泡产生量有一定影响，进而影响萃取效果。因此我们对空化过程中的仪器形状和空气流速进行优化。取10.0 g竹叶(绝干) 21份，加入140 mL的70%的乙醇水溶液后，放入功率为200 W的匀浆机分别匀浆210 s后，将楠竹叶匀浆提取物分别置于空气流速为100 mL/min的圆柱形空化仪器，空气流速为200 mL/min的圆柱形空化仪器，空气流速为200 mL/min的梨形空化仪器中，空化萃取70 min，每隔10 min取样，依据2.2.2项所述方法测定总黄酮含量。由图2可知，相同的圆柱形空化仪器，空气流速为200 mL/min的提取率始终大于空气流速为100 mL/min，而空气流速均为200 mL/min时，梨形空化仪器提取率始终大于圆柱形空化仪器，这是由于空气流速大，单位时间产生的气泡量大，湍流效果好，有利于碰撞，湍流和传质。而梨形空化仪器底部比表面积大，仪器壁上产生的气泡量大，因仪器上部半径较小，气泡的上升的过程中受到的压力急速减小而破裂，气泡的崩溃产生气蚀，使楠竹叶颗粒的表面被腐蚀，溶剂可以扩散到楠竹叶颗粒的内部，总黄酮转移到溶剂中。因此我们应选取空气流速为200 mL/min梨形空化仪器，使用该仪器空化50 min时，总黄酮提取率明显增加，由52.20 mg/g增至76.05 mg/g，而空化时间增加到70 min时，提取率与50 min时基本持平，因此空气流速为200 mL/min梨形空化仪器空化50 min最佳。 3.3. 竹黄酮提取物稳定性分析 3.3.1. pH对楠竹叶黄酮稳定性的影响 由表1可知，楠竹叶黄酮的pH在5~7时，楠竹叶黄酮含量变化不大，小于1.0%，且始终为浅黄色；pH为3和4时，楠竹叶黄酮含量分别减少8.3%和6.9%，不变色；当pH在8~11时，黄酮由浅黄色变为棕黄色，且pH越大，楠竹叶黄酮含量降低越多，当pH为11时，含量降低12.5%。因此，pH对楠竹叶 图2. 空化仪器形状，空气流速和空化时间对总黄酮提取效果的影响 Table 1 Effect of pH on the stability of flavonoids extracts from bamboo leave pH 总黄酮提取率 Extraction rate of total flavonoids (mg∙g −1 ) 颜色 Colour 3 52.2 浅黄Light yellow 4 53.03 浅黄Light yellow 5 56.51 浅黄Light yellow 6 56.96 浅黄Light yellow 7 56.35 棕黄Brown yellow 8 52.97 棕黄Brown yellow 9 51.98 棕黄Brown yellow 10 51.15 棕黄Brown yellow 11 49.82 棕黄Brown yellow 表1. pH对楠竹叶黄酮稳定性的影响 黄酮稳定性有一定影响，在提取和使用过程中应将pH控制在5~7之间。而我们提取楠竹叶总黄酮的匀浆辅助空化提取法，整个过程pH始终在5~7之间，避免黄酮的降解。 3.3.2. 受热对楠竹叶黄酮稳定性的影响 由表2可知，楠竹叶黄酮在加热温度为20℃~40℃时，楠竹叶黄酮损失不大，且始终为浅黄色；温度升高至50℃~80℃，楠竹叶黄酮损失较大，且由浅黄色变为棕黄色，尤其在80℃加热20 h后楠竹叶黄酮的保留率仅为56.5%，所以在提取时应注意避免50℃以上的高温。机械粉碎楠竹叶是一个放热过程，在这个过程中，热敏化合物竹黄酮可能会降解，因此我们选取匀浆粉碎的方法，在楠竹叶中加入适量的溶剂可避免匀浆过程中因温度升高而引起的黄酮降解。我们选取的匀浆辅助空化提取楠竹叶黄酮的方法，相比于热水提取法与回流提取法，全程没有加热过程，温度始终在40℃以下，能有效防止楠竹叶黄酮受热分解。因此，匀浆辅助空化是一种极佳的提取楠竹叶中总黄酮的方法。 Table 2 Effect of being heated on the stability of flavonoids extracts from bamboo leaves (mg∙g−1 时间(Time/h) 温度(Temperature/℃) 0 4 8 12 16 20 颜色 Colour 20 64.32 63.49 61.44 59.39 57.79 52.31 浅黄Light yellow 30 64.32 63.49 61.44 59.39 57.79 52.31 浅黄Light yellow 40 64.32 63.49 61.44 59.39 57.79 52.31 浅黄Light yellow 50 64.32 63.32 58.62 52.53 48.60 43.90 棕黄Brown yellow 60 64.32 62.82 57.18 51.31 45.83 40.58 棕黄Brown yellow 70 64.32 61.55 57.57 50.20 44.17 38.69 棕黄Brown yellow 80 64.32 61.05 54.24 48.16 40.85 36.37 棕黄Brown yellow 表2. 受热对楠竹叶黄酮稳定性的影响(mg∙g −1 ) 3.3.3. 光照对楠竹叶黄酮稳定性的影响 由表3可知，楠竹叶总黄酮在室内避光条件下损失很少，约为0.5%左右；在室内日光，UVA灯照射下损失较小，20 h后分别还能保留98.8%，90.3%，且颜色始终不变；20 h长时间UVB，UVC灯照射，楠竹叶黄酮不仅会大量降解，分别降解17.6%，39.5%，而且颜色还会由浅黄色变为棕黄色。因此影响竹黄酮稳定性的光照次序为UVC > UVB > UVA。由此可知楠竹叶总黄酮的日照光稳定性较好，但要避免紫外光近距离长时间的照射。 3.4. 匀浆空化机理分析 本研究以楠竹叶为原料，采用匀浆辅助空化的方法萃取总黄酮。匀浆过程可以粉碎原料，不仅得到均匀的细小颗粒，而且破坏植物细胞壁。随着匀浆时间延长，植物粒径变小，较小的粒径可以提供更高的比表面积，从而缩短传质路径，提高传质效率，同时加速了空化过程中楠竹叶总黄酮的扩散和传质。空化是一种由负压产生的流体动力过程，由于负压，空气被不断引入空化仪器中，数以百万计的小气泡不断生长，在液体或液固界面溃灭，不仅导致细胞肿胀或细胞壁的击穿，使溶剂可以扩散到楠竹叶颗粒的内部，而且提高萃取溶剂与楠竹叶颗粒之间的碰撞和传质，可以高效的萃取楠竹叶中的总黄酮。空化过程中空气流速大，单位时间产生的气泡量大，湍流效果好，有利于碰撞，湍流和传质。而梨形空化仪器底部比表面积大，仪器壁上产生的气泡量大，因仪器上部半径较小，气泡的上升的过程中受到的压力急速减小而破裂，气泡的崩溃产生气蚀，使楠竹叶颗粒的表面被腐蚀，溶剂可以扩散到楠竹叶颗粒的内部，总黄酮转移到溶剂中。