乙醇提取麦麸中辅酶Q10的工艺研究

王丽霞，张秀媛，刘坤，何扩

（1.河北北方学院农林科技学院，河北张家口075000；2.张家口市食品质量安全监督检验中心，河北张家口075000）

辅酶Q10是动物、植物、微生物等细胞体内与线粒体内膜相结合，在呼吸链中作为重要的氢的传递者，也是细胞内的天然抗氧化剂及代谢激活剂。近年来，一些研究表明，辅酶Q10能提高免疫力，预防动脉硬化，并且在治疗肿瘤、心力衰竭及扩张性心肌病变、高血压等疾病中发挥着重要的作用[1-4]。在欧美等发达国家，辅酶Q10的安全性已经得到普遍认可，并且作为食品添加剂投入市场[5]。目前获得辅酶Q10的方法中，化学合成辅酶Q10的前体物来源有限，且反应难度大、效率低；而微生物发酵法，因很难找到理想的菌种，而且发酵产率低、成本高，制约其应用研究[6]。麦麸作为小麦加工面粉的副产品，其中辅酶Q10含量较高。本实验使用乙醇浸提法从麦麸中分离、提取辅酶Q10，确定最佳提取条件，旨在研究麦麸中辅酶Q10的提取分离方法，以期提高辅酶Q10的产量[7]。

1 材料与方法

1.1 原料及试剂

麦麸：河北北方学院农学系自制并提供。

石油醚（30-60 分析纯）、无水乙醇（分析纯）：天津市北方天医化学试剂厂。

1.2 仪器

组织捣碎机、电子天平：上海精密科学仪器有限公司；电热恒温水浴锅：山西省文水医疗器械厂；电热鼓风干燥箱：天津市泰斯特仪器有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 工艺流程

1.3.2 辅酶Q10的提取

1.3.2.1 提取

将2 g 麦麸用组织捣碎机捣碎，与不同浓度的乙醇按比例（m/v）用索氏抽提方法，一定温度下回流一定时间，过滤，得滤液。

1.3.2.2 萃取

在分液漏斗中，滤液用0.5 倍的石油醚萃取3 次，收集橙黄色上清液，合并萃取液。

1.3.2.3 称量

将锥形瓶与辅酶Q10一同称量得m1，然后将锥形瓶洗净烘干称重得m2，计算辅酶Q10的含量进而得出提取率。

1.3.3 辅酶Q10提取率的测定

辅酶Q10提取率的测定与计算：在设定的实验条件下求出辅酶Q10的含量。从而按照如下公式计算其提取率，根据提取率检验提取条件的合理性，为后续试验提供有力的数据。提取率=（提取量/麦麸总量）×100%

提取量=m1－m2

2 结果与讨论

2.1 单因素试验

2.1.1 乙醇浓度对提取率的影响

在70 %、75 %、80 %、85 %、90 %不同乙醇浓度下，回流温度90 ℃，料液比1 ∶20，提取时间120 min进行提取，筛选出对辅酶Q10提取效果最佳的乙醇浓度。结果如图1 所示。

图1 不同乙醇浓度下辅酶Q10 的提取率Fig.1 Effects of different ethanol concentration on the ratio of CoQ10

由图1 可知，随着乙醇浓度的提高，辅Q10的提取率也随之上升，在乙醇浓度达到90%之后曲线逐渐持平，本研究选择乙醇浓度为90%。

2.1.2 回流温度对提取率的影响

将水浴锅的温度分别设定为50、60、70、80、90 ℃，乙醇浓度为90%，料液比1 ∶20，提取时间120 min 进行提取，筛选出对辅酶Q10提取效果最佳的回流温度。结果如图2 所示。

由图2 可知，随着提取温度的上升，辅酶Q10的含量也随之显著上升，但在温度超过70 ℃后，辅酶Q10的含量出现明显的下降趋势，这可能是辅酶Q10在高温情况下发生了氧化被分解，因此在本研究中选择提取的温度为70 ℃。

图2 不同回流温度辅酶Q10 的提取率Fig.2 Effects of different temperature on the ratio of CoQ10

2.1.3 料液比对提取率的影响

分别选取1∶5、1∶10、1∶15、1 ∶20、1∶25（g/mL）不同的料液比，乙醇浓度为90 %，温度为70 ℃，提取时间120 min 进行提取，筛选出对辅酶Q10提取效果最佳的料液比，结果如图3 所示。

图3 不同料液比辅酶Q10 提取率Fig.3 Effects of different ratio of material to ethanol on the ratio of CoQ10

从图3 可以看出，料液比为1 ∶25 处提取率最大，料液比为1 ∶20 时提取率略小一些，考虑到试剂的用量，所以选择料液比为1 ∶20。

2.1.4 提取时间对提取率的影响

将水浴提取时间分别设定为60、90、120 min，料液比1 ∶20，乙醇浓度为90%，温度为70 ℃进行提取，筛选出辅酶Q10提取效果最佳的提取时间。结果如图4所示。

图4 不同提取时间辅酶Q10 的提取率Fig.4 Effects of extraction time on the ratio of CoQ10

图4 结果表明，在前90 min 时间内，随着提取时间的延长，辅酶Q10含量也随之显著上升，但当提取时间超过90 min 后，提取率出现下降趋势，由于时间较长，发生了氧化反应，因此本研究选择提取时间为90 min。

2.2 正交试验

在单因素实验的基础上，以乙醇浓度、料液比、回流温度、提取时间为四因素，选择L9（34）正交试验。根据单因素确定因素水平，正交试验因素水平见表1，正交试验及结果见表2。

表1 正交试验因素水平Table 1 Table for factor level

表2 正交试验设计及结果Table 2 The orthogonal results

由表2 分析表明，四因素对提取效果的影响大小依次为：乙醇浓度＞回流温度＞回流时间＞料液比。提取率最高组合为A3B3C2D1。

2.3 验证试验

正交试验确定的最佳结果的提取率与正交试验结果的最优组合提取率比较结果见表3。

表3 提取率比较结果Table 3 The results compare

按正交试验确定的最优提取条件，在乙醇浓度95%，液料比1 ∶25（g ∶mL），提取温度70 ℃，提取时间80 min 情况下，测得玉米须总黄酮的提取率为1.35%，比正交试验结果中的较优组合A3B2C2D2含量高，表明此正交试验得出的最优组合是符合实际的。

3 结论

辅酶Q10见光易分解、易氧化，这为辅酶Q10提取分离带来了很大难处，而植物中除了辅酶Q10还有色素、脂类等其他一些很复杂的亲脂性的物质，这些情况进一步增大了辅酶Q10提取分离试验的难度[8]。为了防止光线对提取辅酶Q10的影响，该研究均在较暗的光线下进行试验操作。

本实验获得的产物为辅酶Q10粗提物。结果表明，提取最佳条件为乙醇浓度95%、料液比1 ∶25、回流温度70 ℃和回流时间80 min。为了进一步提高辅酶Q10的提取率，还应该尝试其他的提取方法，比如利用一些辅助超声波、微波等。

[1] 马志科,昝林森,陈芳.辅酶Q10制备技术及其在医学中的应用[J].动物医学进展,2006,27(8):15-18

[2] Watt G F,Playford D A,Croft N C,et al.Conenzyme Q10improves endothelial dysfunction of the branchial artery in type II diabetesmellitus[J].Diabetologia,2002,45(4):420-426

[3] Lockwood K,Mosegarard S,Wu Zu-fu.Apparent partial remission of breast caneer in high risk[J].MolAspeets med,1994(15):231-240

[4] 陈炳志,赵瑾.辅酶Q10的应用概况与合成进展[J].化学研究,1999,10(1):29-33

[5] 马菊,石宁.食品中应用辅酶Q10的研究进展[J].食品科技,2009,34(2):18-21

[6] 王辛,乔海鸥,穆敏杰.保健食品中辅酶Q10含量的测定及其提取条件的研究[J].中国卫生检验杂志,2008,18(7):1321-1323

[7] 吕春茂,李英华,安艳秋,等.辅酶Q10几种提取工艺的优化研究[J].食品科学,2007,28(12):132-135

[8] 高健,付进.碱蓬中辅酶Q10的提取分离[J].安徽农业科学,2008,36(10):3943-3944,3963