菊苣根總苷提取工藝研究

紀(jì) 可， 邱芳萍， 王長(zhǎng)周

（長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué) 化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130012）

0 引 言

菊苣根主要含有三萜類、倍半萜內(nèi)酯、生物堿等成分［1－2］?！吨袊?guó)大藥典》記載菊苣根的乙醇提取物具有抗菌作用，其有效成分可能是一種倍半萜［3］，在植物病害防治方面具有潛在的開發(fā)利用價(jià)值。還可降低肝臟總脂質(zhì)和三酰甘油，使肝臟組織病理改變恢復(fù)正常［4］。

目前，國(guó)內(nèi)對(duì)菊苣根的研究甚少。本實(shí)驗(yàn)著重對(duì)菊苣根總苷提取工藝進(jìn)行了研究，得到了菊苣根總苷類最佳提取工藝，為今后菊苣根總苷大規(guī)模生產(chǎn)和其產(chǎn)品的深加工提供了可行性依據(jù)，對(duì)菊苣根綜合利用及新產(chǎn)品的開發(fā)具有實(shí)用價(jià)值。

菊苣根如圖1所示。

圖1 菊苣根

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

KQ－250B型超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司；

粉碎機(jī)，北京德天佑科技發(fā)展有限公司；

752紫外－可見分光光度計(jì)，上海精密科學(xué)儀器有限公司；

WGL－45B型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，天津泰斯特儀器有限公司；

齊墩果酸（批號(hào)0709－9803），中國(guó)藥品生物制品鑒定所；

香草醛以及其它試劑均為分析純；

原料來源于吉林省和龍市東勝鄉(xiāng)。

PITC采取“知情不拒絕”原則，由醫(yī)務(wù)人員幫助就診者做出決定，積極鼓勵(lì)就診者接受HIV抗體檢測(cè)，簡(jiǎn)化了知情同意和敏感信息的詢問，減少了就診者的“羞辱感”，就診者容易接受［5］。有研究表明［6-7］，在醫(yī)療機(jī)構(gòu)開展PITC服務(wù)，可以有效增加HIV抗體檢測(cè)量，有效發(fā)現(xiàn)感染者。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 測(cè)定波長(zhǎng)的確定

以齊墩果酸為對(duì)照品，精密稱取干燥至恒重的對(duì)照品9.80mg，置于10.0mL容量瓶中，用甲醇溶解定容至刻度，搖勻得1mg／mL的對(duì)照品儲(chǔ)備液。在特定條件下，用紫外分光光度計(jì)于波長(zhǎng)400～800nm范圍內(nèi)掃描［5］。測(cè)得齊墩果酸的最大吸收峰在548nm處，經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)得菊苣根總苷提取液的最大吸收峰與其一致，故選擇548nm為其檢測(cè)波長(zhǎng)。

1.2.2 線性范圍的考察

精密吸取齊墩果酸對(duì)照品儲(chǔ)備液20，40，60，80，100μL，分別加入到5支干燥具塞試管中，按照1.2.1方法在548nm處測(cè)量吸光度。以吸光度為縱坐標(biāo)，齊墩果酸含量為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得回歸方程為：

在0.002 0～0.120 0mg，線性關(guān)系良好。

1.2.3 菊苣根總苷的提取方法

經(jīng)過多次試驗(yàn)比較，得出菊苣根總苷的提取工藝流程為：菊苣根－粉碎－超聲提?。^濾、離心－減壓濃縮［6］－提取物浸膏－烘干。

1.2.4 樣品含量的測(cè)定

稱取菊苣根粉末5g，用80%的乙醇，料液比為1∶25，70℃超聲提取5h，過濾后旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)回收乙醇，得浸膏。用甲醇溶解烘干后物質(zhì)并定容至250mL，為樣品儲(chǔ)備液。精密吸取樣品儲(chǔ)備液0.1mL，按照1.2.1方法，以相同試劑為空白［7］，測(cè)吸光度。

1.2.5 響應(yīng)面設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

根據(jù)響應(yīng)面中的Box－Benhnken的中心組合設(shè)計(jì)試驗(yàn)基本原理為基礎(chǔ)［8－9］，以菊苣根總苷提取率為響應(yīng)值，用乙醇體積分?jǐn)?shù)、浸提時(shí)間、浸提溫度和料液比4個(gè)因素設(shè)計(jì)了4因素3水平的響應(yīng)面分析法試驗(yàn)，優(yōu)化總苷提取工藝的最佳參數(shù)。試驗(yàn)各個(gè)因素和水平設(shè)計(jì)見表1。

表1 響應(yīng)面設(shè)計(jì)因素和水平

2 結(jié)果與分析

2.1 菊苣根總苷提取的單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 乙醇濃度對(duì)菊苣根總苷提取率的影響

乙醇濃度對(duì)菊苣根總苷提取率的影響，其結(jié)果如圖2所示。

圖2 乙醇濃度對(duì)菊苣根總苷提取率的影響

由圖2可以看出，隨著提取液乙醇濃度的增加，提取率成正比升高。當(dāng)乙醇濃度為80%時(shí)，是提取率的最高點(diǎn)，因此，乙醇濃度采用80%為宜。

2.1.2 提取時(shí)間對(duì)菊苣根總苷提取率的影響

提取時(shí)間對(duì)菊苣根總苷提取率的影響，其結(jié)果如圖3所示。

圖3 提取時(shí)間對(duì)菊苣根總苷提取率的影響

由圖3可知，隨浸提時(shí)間增加，總苷提取率也隨之增加，而在5h后，總苷提取率呈下降趨勢(shì)，提取時(shí)間過長(zhǎng)也可能導(dǎo)致有效成分被破壞，綜合考慮，提取時(shí)間采用5h為宜。

2.1.3 浸提溫度對(duì)總苷提取效果的影響

浸提溫度對(duì)總苷提取效果的影響，其結(jié)果如圖4所示。

圖4 提取溫度對(duì)菊苣根總苷提取率的影響

由圖4可知，隨浸提溫度的升高，總苷提取率也隨之增加，當(dāng)溫度達(dá)到70℃后，總苷提取率增加不明顯，綜合考慮，浸提溫度采用70℃為宜。

2.1.4 料液比對(duì)菊苣根總苷提取率的影響

料液比對(duì)菊苣根總苷提取率的影響，其結(jié)果如圖5所示。

圖5 料液比對(duì)菊苣根總苷提取率的影響

由圖5可以看出，隨料液比的增大，總苷提取率也隨之提高，當(dāng)料液比為1∶25時(shí)，提取率最高。料液比采用1∶25為宜。

綜上所述，在浸提溫度為70℃，乙醇體積分?jǐn)?shù)80%，浸提時(shí)間為5h，料液比為1∶25的條件下，提取率可達(dá)到8.72%。

2.2 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)響應(yīng)面中的Box－Benhnken的中心組合設(shè)計(jì)試驗(yàn)基本原理為基礎(chǔ)，對(duì)各單因素的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行綜合分析可知，乙醇體積分?jǐn)?shù)、浸提時(shí)間、浸提溫度和料液比對(duì)提取率的影響比較顯著，選取這4個(gè)影響顯著的因素設(shè)計(jì)了4因素3水平的響應(yīng)面分析法試驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化。響應(yīng)面中心組合試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 響應(yīng)面中心組合試驗(yàn)結(jié)果

經(jīng)Design－Expert對(duì)各因素回歸擬合，得到最終回歸方程為：

方差分析結(jié)果見表3。

表3 方差分析結(jié)果

根據(jù)表3響應(yīng)面二次模型的方差分析和可信度分析，可以看出試驗(yàn)所選用的模型的F值為293.23，表明該模型是高度顯著的。Pr＞F值小于0.000 1，表明模型因素水平極顯著，即試驗(yàn)是可靠的。方程的一次項(xiàng)和二次項(xiàng)是高度顯著的，說明各試驗(yàn)因素對(duì)響應(yīng)值的影響不是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系。

由回歸模型各項(xiàng)的方差分析結(jié)果表明：B，AC，BD 為高度顯著項(xiàng)；A，C，AB，A2，B2，C2，D2為顯著項(xiàng)。該二次模型相關(guān)系數(shù)平方值99.66%，校正相關(guān)系數(shù)平方值為99.32%，失擬項(xiàng)不顯著，說明因變量與全體自變量間回歸方程關(guān)系擬合度好。經(jīng)過Design－Expert對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，得二次回歸方程的響應(yīng)面三維立體圖，分別如圖6～圖8所示。

圖6 乙醇濃度與提取溫度交互作用對(duì)提取率的影響

圖7 乙醇濃度與料液比交互作用對(duì)提取率的影響

圖8 料液比與浸提時(shí)間交互作用對(duì)提取率的影響

比較圖6～圖8可知，料液比對(duì)總苷提取率的影響最為顯著，表現(xiàn)為曲線較陡；而乙醇濃度和提取溫度次之，表現(xiàn)為曲線較平滑。由F檢驗(yàn)可以得到因子貢獻(xiàn)率為：B＞C＞A＞D，即料液比＞浸提溫度＞乙醇濃度＞浸提時(shí)間。根據(jù)回歸模型預(yù)測(cè)的總苷提取的最佳工藝條件為：料液比1∶25，浸提時(shí)間5h，浸提溫度為70℃，乙醇體積分?jǐn)?shù)80%。在此條件下，總苷的提取率可達(dá)到8.91%。為檢驗(yàn)RSA法的可靠性，采用上述最優(yōu)提取條件對(duì)菊苣根總苷進(jìn)行提取試驗(yàn)，進(jìn)行3次平行試驗(yàn)［10］，其結(jié)果見表4。

計(jì)算菊苣根總苷類提取率為8.21%，說明重復(fù)性也很好，優(yōu)化結(jié)果準(zhǔn)確。

表4 重復(fù)驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié) 語

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，利用響應(yīng)面分析法優(yōu)化菊苣根總苷的提取工藝條件，總苷的提取率可達(dá)到8.27%。此方法提取菊苣根總苷提取率高，可應(yīng)用于其它植物根部總苷的提取。根據(jù)企業(yè)提供的信息，每年菊苣根部的產(chǎn)量是葉的十幾倍，葉部作為應(yīng)季蔬菜可食用，根部產(chǎn)量大，無利用，未能綜合開發(fā)。本研究成果可為保健品原料提供必要理論數(shù)據(jù)，且具有無污染、環(huán)保、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，具有潛在的工業(yè)生產(chǎn)和應(yīng)用價(jià)值。

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