苦苣菜黃酮超聲提取工藝的研究

秦俊哲， 楊汗偉

(陜西科技大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院， 陜西 西安，710021)

0 引言

苦苣菜(SonchusoleraceusL.)系菊科(Compositae)苦苣菜屬(Sonchus) 1～2年生的草本植物[1]，味苦，性寒，具有清熱解毒、涼血止血等作用，主治腸炎、痢疾、黃疸、咽喉腫痛、吐血、尿血等癥[2].其常生于路邊及田野間，我國(guó)大部分地區(qū)均有分布，資源豐富.苦苣菜既是良好的的中藥材又是營(yíng)養(yǎng)豐富的優(yōu)良野菜，主要含有木犀草素、芹菜素及其苷類等黃酮類化合物[3]及倍半萜類活性成分.黃酮類化合物具有抗氧化、抗癌、抑菌消炎和防動(dòng)脈粥樣硬化等許多生理活性[4，5]，已有報(bào)道苦苣菜總黃酮對(duì)實(shí)驗(yàn)性肝損傷具有明顯的保護(hù)作用[6]，民間常將其用于治療黃疸性肝炎，但對(duì)苦苣菜總黃酮的超聲波提取工藝尚未見報(bào)道.為進(jìn)一步開發(fā)利用該植物資源，本文采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)苦苣菜全草總黃酮超聲波提取工藝進(jìn)行了優(yōu)化，以期為苦苣菜的合理開發(fā)和利用提供一定的科學(xué)依據(jù).

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

苦苣菜：4～5月份采集于西安市北郊.

蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品：陜西科技大學(xué)藥物制劑實(shí)驗(yàn)室提供；氫氧化鈉、濃鹽酸、硝酸鋁、亞硝酸鈉均為分析純?cè)噭?

RE-52AA旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：上海亞榮生化儀器廠；UV-2450紫外分光光度計(jì)：日本島津公司；SHZ-D(Ⅲ)循環(huán)水式真空泵：鞏義市英峽予華儀器廠；KQ3200DE數(shù)控超聲波清洗器：昆山市超聲儀器有限公司.

1.2 方法

1.2.1 苦苣菜的前處理

將苦苣菜清洗干凈，切絲，置于烘箱內(nèi)(55 ℃)24 h，充分干燥，將干燥后的苦苣菜粉碎，過(guò)40目篩，取1份(以質(zhì)量計(jì))苦苣菜粉，加入10份(以體積計(jì))石油醚，熱水浴回流2 h，脫除脂溶性色素，通風(fēng)櫥內(nèi)揮干石油醚，備用.

1.2.2 蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制[7]

標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作：稱取干燥至恒重的蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品10.00 mg，用30%的乙醇超聲波下使其溶解，轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶中定容，此溶液濃度為0.1 mg/mL，吸取0.1 mg/mL蘆丁標(biāo)準(zhǔn)液0.0、1.0、2.0、3.0、4.0，5.0 mL分別置于10 mL的比色管中，30%乙醇補(bǔ)足至5 mL，各加入10%硝酸鋁0.3 mL，靜置5 min，加入5%亞硝酸鈉0.3 mL，靜置5 min，加入4%氫氧化鈉3 mL，30%乙醇定容至10 mL，搖勻，靜置15 min，以空白溶液作為對(duì)照，于510 nm測(cè)其吸光度.

表1 蘆丁質(zhì)量濃度-吸光度關(guān)系表

以吸光值(A)為縱坐標(biāo)Y，蘆丁質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)X，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(見圖1).得到蘆丁質(zhì)量濃度X與吸光度Y關(guān)系曲線的回歸方程為：

Y= 0.010X-0.001，R2= 0.999

(1)

圖1 蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線 圖2 乙醇濃度對(duì)黃酮提取率的影響

1.2.3 苦苣菜黃酮得率的測(cè)定

稱取苦苣菜干粉1.000 g，提取完畢后，容量瓶定容至100 mL，取2 mL提取液測(cè)其吸光度，測(cè)定方法同1.2.2，根據(jù)公式(1)計(jì)算提取液中黃酮的濃度.

黃酮得率的計(jì)算公式為：

W=CX(10/2)×100×100%/1×106

(2)

式中：W-苦苣菜黃酮得率(%)；C由標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算的黃酮濃度(μg/mL)

1.2.4 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)正交試驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法，選取乙醇濃度、提取溫度、料液比和提取時(shí)間為考察因素，因素的水平設(shè)定見表2.

2 結(jié)果與分析

2.1 乙醇濃度對(duì)苦苣菜總黃酮提取率的影響

稱取1.000 g樣品若干份，加入40 mL濃度分別為30%、40%、50%、60%、70%、80%的乙醇溶液，60 ℃超聲提取45 min，抽濾，定容，測(cè)其吸光度A值，計(jì)算相應(yīng)的黃酮得率.

表2 因素水平表

由圖2可見，隨著乙醇濃度的增加，苦苣菜總黃酮的提取率逐漸增大，乙醇濃度達(dá)到60%后，隨著乙醇濃度的增加，總黃酮提取率反而減小.乙醇濃度較低時(shí)，苦苣菜中的一些水溶性物質(zhì)容易提取出來(lái)，影響黃酮的溶出.乙醇濃度為80%以上時(shí)，脂溶性物質(zhì)的溶出量增加，給后面的純化帶來(lái)很大的干擾.

2.2 料液比對(duì)苦苣菜總黃酮提取率的影響

稱取1.000 g樣品若干份，分別加入60%的乙醇溶液10、20、30、40、50 mL，60 ℃超聲提取45 min，抽濾，定容，測(cè)其吸光度A值，計(jì)算相應(yīng)的黃酮得率.

圖3 料液比對(duì)黃酮提取率的影響 圖4 提取時(shí)間對(duì)總黃酮提取率的影響

由圖3可見，隨著料液比的增大，苦苣菜總黃酮的提取率逐漸升高，料液比達(dá)到1∶40后，隨著乙醇濃度的增加，總黃酮提取率反而減小.

圖5 提取溫度對(duì)總黃酮 提取率的影響

2.3 提取時(shí)間對(duì)苦苣菜總黃酮提取率的影響

稱取1.000 g樣品若干份，加入60%的乙醇溶液40 mL，提取溫度為60 ℃，超聲波作用時(shí)間分別為15、30、45、60、75 min，抽濾，定容，測(cè)其吸光度A值，計(jì)算相應(yīng)的黃酮得率.

由圖4可見，隨著提取時(shí)間的延長(zhǎng)黃酮提取率先增大后減小.

2.4 提取溫度對(duì)苦苣菜總黃酮提取率的影響

稱取1.000 g樣品若干份，加入60%的乙醇溶液40 mL，提取溫度為30、40、50、60、70、80 ℃，超聲波作用時(shí)間45 min，抽濾，定容，測(cè)其吸光度A值，計(jì)算相應(yīng)的黃酮得率.

由圖5可見，隨提取溫度的升高，黃酮提取率先增大，溫度繼續(xù)升高，黃酮提取率反而降低.升高溫度，一方面可能使溶出的黃酮化合物結(jié)構(gòu)遭到破壞，另一方面，可能加速其它物質(zhì)的溶出，影響黃酮提取率.

2.5 正交試驗(yàn)

由上述各單因素試驗(yàn)確定的參數(shù)的適宜范圍，進(jìn)行四因素三水平的正交試驗(yàn)，正交試驗(yàn)結(jié)果如表3所示.

表3 正交試驗(yàn)結(jié)果

表4 方差分析

正交試驗(yàn)結(jié)果及極差分析見表3，影響苦苣菜總黃酮提取因素的順序?yàn)椋阂掖紳舛?提取時(shí)間>料液比>提取溫度.

2.6 方差分析

由方差分析表可知：A因素影響極顯著，B、C因素影響顯著，應(yīng)選較優(yōu)水平A2B2C2；D因素影響非常小，從成本角度考慮，選D1，但A2B2C2D1不包括在正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)表內(nèi)，因此通過(guò)驗(yàn)證試驗(yàn)證明該條件下的黃酮提取效果是否穩(wěn)定且比試驗(yàn)號(hào)5更好.

表5 驗(yàn)證試驗(yàn)

2.7 驗(yàn)證試驗(yàn)

在A2B2C2D1工藝條件下進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，結(jié)果見表5.

在A2B2C2D1工藝條件下，黃酮得率穩(wěn)定，其平均值為2.24%，比試驗(yàn)號(hào)5提高了0.10%，進(jìn)一步確定了苦苣菜黃酮超聲波提取的最佳條件是A2B2C2D1，即60%乙醇，提取溫度55 ℃，料液比l∶40，提取時(shí)間45 min.

3 結(jié)論

本試驗(yàn)首次通過(guò)正交設(shè)計(jì)對(duì)苦苣菜總黃酮的超聲波提取工藝進(jìn)行了初步探討.結(jié)果表明，苦苣菜總黃酮的提取工藝條件：以60%乙醇，料液比(m∶v)1∶40，55 ℃超聲提取45 min，黃酮提取率高達(dá)2.24%.經(jīng)過(guò)極差和方差分析，影響苦苣菜總黃酮提取因素的順序?yàn)椋阂掖紳舛?提取時(shí)間>料液比>提取溫度，且乙醇濃度、料液比、提取時(shí)間差異顯著，其中乙醇濃度極為顯著.

參考文獻(xiàn)

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