芋艿皮渣生物碱提取工艺研究
芋艿俗称“芋头”，富含淀粉，可供食用。芋艿的营养价值很高，在新鲜芋艿球茎中，水分占82.25%，脂肪占0.14%，蛋白质占1.78%，无氮浸出物占14.04%，粗纤维占0.64%，灰分占0.88%。含有18种氨基酸［1－2］。目前对芋艿的研究仅局限于淀粉的提取与开发利用，此过程中会有大量的加工下脚料。
芋艿加工下脚料含有生物碱，蛋白质及脂类物质等［3］，尤其生物碱具有多种生物活性，在植物体内还具有良好的分布和较强的输导能力［4－5］，是高效、低毒、无污染、对人畜安全的天然产物，在医药和农药领域有广阔的应用前景［6］。以期为芋艿的精深加工提供科学依据。
2·实验材料与方法
2.1实验材料
芋艿皮渣:芋艿加工下脚料，清洗烘干后粉碎备用。
盐酸小檗碱标准品，95%乙醇，三氯甲烷，浓盐酸，浓硫酸，浓硝酸，蒸馏水，柠檬酸，柠檬酸钠，溴甲酚绿，氢氧化钠，邻苯二甲酸氢钾，碘化铋钾，冰乙酸(均为分析纯)紫外可见分光光度计
2.2实验方法
2.2.1芋艿皮渣生物碱提取过程
取干芋艿皮渣5g，研碎，用10mL蒸馏水复水，用乙醇在一定条件下进行浸提，4000r/min，5min离心取上清，旋转蒸发浓缩得提取粗品。并在单因素实验基础上进行正交实验。
2.3标准曲线绘制
准确称取3.70mg盐酸小檗碱标准品，溶于少量蒸馏水中，转移到25mL棕色容量瓶中，定容，最后转移至棕色试剂瓶中保存，得到的盐酸小檗碱标准溶液浓度为150μg/mL，取150μg/mL的盐酸小檗碱标准溶液0mL，0.1mL，0.2mL，0.3mL，0.4mL，0.5mL，0.6mL于25mL试管中，分别加蒸馏水至1mL，加3mL溴甲酚绿缓冲溶液，再加pH5.4的柠檬酸－柠檬酸钠缓冲溶液4mL，再加入5mL三氯甲烷，充分振摇后以三氯甲烷做参比，在414nm处测吸光值，平行测定三次，以浓度为横坐标，以吸光度值为纵坐标绘制标准曲线［7－9］。获得的标准曲线回归方程为Y=0.00604X+0.0561，线性相关系数为0.9984。
2.4生物碱含量测定
将浓缩液用蒸馏水稀释，定容至100mL，取定容后的溶液1mL，加3mL溴甲酚绿缓冲溶液，再加pH5.4的柠檬酸－柠檬酸钠缓冲溶液4mL，再加入5mL三氯甲烷，充分振摇后以三氯甲烷做参比，在414nm处测吸光值，平行测定三次。
其中:C是由标准曲线获得的吸光度值对应的生物碱浓度。
3·实验结果与分析
3.2单因素实验结果
3.2.1乙醇浓度对提取效果影响
取皮渣5g，研碎，加10mL蒸馏水复水，在料液比为1∶10，水浴温度为60℃，水浴时间为3h，乙醇浓度分别为35%、45%、50%、60%、70%、85%和95%的条件下浸提，提取液离心，取上清液蒸发浓缩后进行紫外检测，观察乙醇浓度对提取结果的影响。
由图1可以看出，随着乙醇浓度的增大，浸提液对于被浸提物质，浓度梯度变大，而扩散速率加快，在其他条件相同时，可以浸提出的物质更多，乙醇浓度为70%时提取含量最高。
3.2.2料液比对提取效果影响
取皮渣5g，研碎，加10mL蒸馏水复水，用乙醇浓度获得的最佳浓度，水浴温度为60℃，水浴时间为3h，料液比分别为1∶5，1∶10，1∶15，1∶20，1∶25的条件浸提，提取液离心取上清液蒸发浓缩后进行紫外检测，观察料液比对提取结果的影响。
由图2可以看出，在1∶5到1∶10这个范围内，生物碱的吸光度值的趋势变化明显，料液比在1∶10以后，吸光度值变化逐渐趋缓，在1∶15以后又有所上升，但上升趋势减缓，为生产成本考虑选择最佳料液比为1∶10。
3.2.3提取温度对提取效果影响
取皮渣5g，研碎，加10mL蒸馏水复水，用乙醇浓度获得的最佳浓度，用料液比获得的最佳料液比，水浴时间为3h，水浴温度分别为30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃的条件下浸提，提取液离心取上清液蒸发浓缩后进行紫外检测，观察提取温度对提取结果的影响。
由图3可以看出，随着温度的升高，芋艿总生物碱的浸出量也增加，因为随温度升高，扩散速率增大，当温度达到50℃时，提取量达到最高。
3.2.4提取时间对提取效果影响
取皮渣5g，研碎，加10mL蒸馏水复水，用乙醇浓度获得的最佳浓度，用料液比获得的最佳料液比，提取温度获得的最佳提取温度，提取时间分别为1h、2h、3h、4h、5h的条件下浸提，提取液离心取上清旋转蒸发至浸膏，紫外检测，观察提取时间对提取结果的影响。
随着时间的延长，芋艿总生物碱的浸出量也增加，提取时间在前2h内，生物碱浸出量变化较大，2h后变化逐渐变缓，因此选择最佳提取时间为2h。
3.3正交试验结果
影响生物碱提取的有酒精浓度，时间，温度，料液比四个因素，以此四个因素作为考察因素，每个因素选择三个水平，按L9(34)正交表安排实验，以吸光度值作为提取效果的指标，优选最佳提取工艺，设定的因素水平如表1所示。
由表2看出，由极差大小顺序排出因素的主次顺序为A＞C＞D＞B(乙醇浓度＞料液比＞提取温度＞提取时间)，酒精浓度是影响提取效果最主要的因素，在实验条件最佳因素水平为A3B3C3 D1。即乙醇浓度为70%，料液比为1∶15，提取时间为2.5h，提取温度为60℃。
在此试验条件下，按最佳组合A3B3 C3 D1的条件进行提取，提取的生物碱含量为0.212%。经离子交换树脂纯化处理，与标品对照，可得到纯度90%的生物碱样品。故A3B3C3D1为实验条件下芋艿皮渣生物碱的最佳提取工艺。
4·结论
本实验对芋艿加工下脚料中生物碱的提取工艺做了优选，用酸性乙醇浸提法对生物碱进行提取。通过单因素实验和正交实验获得了影响芋艿总生物碱提取效果的因素主次顺序是乙醇浓度＞料液比＞提取温度＞提取时间。最佳工艺条件:乙醇浓度为70%，料液比为1∶15，提取时间为2.5h，提取温度为60℃，此条件生物碱提取率为0.212%。