葛根全原粉中葛根素的提取工藝研究

陳訓(xùn)等

摘要[目的] 優(yōu)化葛根全原粉中葛根素的提取工藝。[方法]采用傳統(tǒng)浸提法來提取葛根全原粉中的葛根素，考察提取時間、乙醇濃度、提取溫度、固液比4個單因素對葛根素提取率的影響，并在此基礎(chǔ)上，通過正交試驗(yàn)確立葛根全原粉中提取葛根素的工藝。[結(jié)果]試驗(yàn)表明，提取時間、乙醇濃度、提取溫度以及固液比對葛根素的提取率均有影響，影響的大小順序?yàn)橐掖紳舛?提取溫度>固液比>提取時間。正交試驗(yàn)確定葛根素提取最佳工藝為：提取溫度為80 ℃、提取時間為60 min、乙醇濃度為50%、固液比為1∶30 g/ml。[結(jié)論] 研究可為工廠規(guī)?；崛「鸶靥峁┻m宜的參數(shù)。

關(guān)鍵詞葛根全原粉；葛根素；提取

中圖分類號R284.2；S609.9文獻(xiàn)標(biāo)識碼

A文章編號0517-6611（2014）36-13018-03

Abstract [Objective] To optimize extraction technique for puerarin in pueraria original powder. [Method] Using traditional extraction method， effects of time， ethanol concentration， temperature， solidliquid ratio on extraction rate of puerarin were investigated， on the basis of this， orthogonal test was conducted to determine the extraction technique for puerarin in pueraria original powder. [Result] The results showed that four factors all affect the extraction yield of puerarin， the order is as following： ethanol concentration > extraction temperature > solidliquid ratio > extraction time. The optimal conditions are： extraction temperature 80 ℃， extraction time 60 min， ethanol concentration 50%， solidliquid ratio 1∶30 g/ml. [Conclusion] The study can provide appropriate parameters for largescale extraction of puerarin.

Key words Pueraria original powder； Puerarin； Extraction 葛屬（Pueraria DC.），隸屬豆科蝶形花亞科，主要分布于溫帶和亞熱帶，該屬植物在全世界約有35種，在我國有8種及2變種。葛根是葛中可食用或藥用的不定根，在葛根中可食用或藥用的葛有兩種及一個變種：葛（野葛）[Pueraria lobata （ Willd. ）Ohwi]、食用葛[Pueraria edulis Pampan]以及葛的變種——粉葛[P. var thomsouii （ Benth. ）Vander Maesen]。葛根生于山地疏或密林中，葛在我國除新疆、青海及西藏外，其他各省區(qū)均有分布[1-3]，目前栽培的葛根品種為粉葛和食用葛。

以新鮮葛根為原料，經(jīng)過挑選、清洗、去皮、切片、護(hù)色、干燥、粉碎、去粗纖維和超微粉碎等工藝過程，得到的除葛根粗纖維以外的全部干物質(zhì)的粉末狀產(chǎn)品統(tǒng)稱為葛根全原粉[3]。葛根全原粉中包含了大量的葛根功能性成分——葛根素，葛根素化合物具有降血糖、降血脂、增強(qiáng)免疫力、抗腫瘤、抗骨質(zhì)疏松、促進(jìn)心腦血管及視網(wǎng)膜血流等功能與作用[4-6]。筆者以富含葛根素的葛根全原粉為原料，采用傳統(tǒng)浸提方法，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過正交試驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化研究，期望能夠?yàn)楣S工業(yè)化生產(chǎn)葛根素提供參數(shù)。

1材料與方法

1.1材料

1.1.1原料。葛根全原粉，武岡市和鑫農(nóng)產(chǎn)品有限責(zé)任公司。

1.1.2主要試劑。葛根標(biāo)準(zhǔn)品，中國食品藥品檢定研究院，純度96.0%。

1.1.3主要儀器。恒溫水浴槽（SY1210 數(shù)顯），上?？戮S儀器有限公司；紫外分光光度計（4802 UV＼VIS），尤尼科（上海）儀器有限公司。

1.2方法

1.2.1標(biāo)準(zhǔn)品溶液和樣品溶液的制備。

標(biāo)準(zhǔn)品溶液的制備：精密稱取在105 ℃中干燥至恒重的葛根素標(biāo)準(zhǔn)品5.5 mg，首先用少量95%乙醇溶解，再將溶液轉(zhuǎn)移到50 ml的容量瓶中，加蒸餾水至刻度，制備成110 μg/ml的葛根素標(biāo)準(zhǔn)品溶液。

樣品溶液的制備：準(zhǔn)確稱取5.0 g葛根全原粉，加入70%乙醇100 ml，在70 ℃水浴下提取60 min，將提取完以后的溶液3 000 r/min離心10 min，將上清液倒出并用等濃度乙醇定容至100 ml，作為樣品溶液待測，沉淀物作為下次提取的樣品。

1.2.2標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制。

用0～1 000 μl的移液槍精確吸取葛根素標(biāo)準(zhǔn)品溶液0、0.5、1.0、1.5、2.0、3.0 ml分別置于10 ml刻度試管中，并用蒸餾水定容（相當(dāng)于0、5.5、110、16.5、22.0、33.0 μg/ml的葛根素），混勻、靜置。以0號作空白對照，在波長250 nm處測定各自吸光度。以葛根素質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，吸光度值為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.2.3葛根全原粉中葛根素總含量的測定。

將“1.2.1”中的沉淀物在同條件下反復(fù)提取至提取液中葛根素的含量趨近于零。提取液中葛根素含量趨近于零，近似認(rèn)為葛根素己被完全提出。按上述“1.2.2”項的方法操作，測定吸光度，根據(jù)線性回歸方程計算各提取液中葛根素的含量。

1.2.4單因素對葛根全原粉中葛根素提取率的影響。

稱取5.0 g葛根全原粉，按一定固液比加入一定濃度的乙醇，在不同的水浴溫度下提取一段時間后將提取液在離心機(jī)中以3 000 r/min離心10 min，將上清液倒出并用等濃度乙醇定容至150 ml。精密吸取葛根全原粉葛根素提取液1 ml于50 ml容量瓶中，用蒸餾水稀釋定容，按上述“1.2.2”項的方法操作，測定吸光度，根據(jù)線性回歸方程計算各提取液中葛根素的含量。由此得出葛根中葛根素的提取率為[7]：

1.2.4.1提取時間對葛根素提取率的影響。

稱取5.0 g干燥葛根全原粉，按固液比1∶20 g/ml加入70%的乙醇，70 ℃水浴分別提取40、60、80、100、120 min，考察不同提取時間對葛根素提取率的影響。

1.2.4.2乙醇濃度對葛根素提取率的影響。

稱取5.0 g干燥葛根全原粉，按固液比1∶20 g/ml分別加入10%、30%、50%、70%、90%的乙醇，70 ℃水浴提取80 min，考察不同乙醇濃度對葛根素提取率的影響。

1.2.4.3提取溫度對葛根素提取率的影響。

稱取5.0 g干燥葛根全原粉，按固液比1∶20 g/ml加入70%的乙醇，改變提取溫度，分別為40、50、60、70、80、90 ℃，提取時間為80 min，考察不同水浴加熱溫度對葛根素提取率的影響。

1.2.4.4固液比對葛根素提取率的影響。

稱取5.0 g干燥葛根全原粉，按固液比分別為1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30 g/ml的比例加入70%乙醇溶液，提取溫度為80 ℃，提取時間為80 min，測定并計算相應(yīng)條件下葛根全原粉葛根素的提取率，考察不同固液比對葛根素提取率的影響。

1.2.5葛根全原粉中葛根素提取工藝優(yōu)化。

單因素試驗(yàn)表明，提取次數(shù)、提取時間、溶劑體積分?jǐn)?shù)、提取溫度以及固液比對葛根總黃酮提取率均有影響?，F(xiàn)采用正交試驗(yàn)設(shè)計， 選取提取溫度（A）、提取時間（B）、乙醇濃度（C）、固液比（D）為考察因素， 以葛根素提取率為考察指標(biāo)， 采用L9（34）表進(jìn)行正交試驗(yàn)。正交試驗(yàn)因素水平設(shè)計見表1。

2.2測定葛根全原粉中葛根素的總含量

如圖2所示，隨著提取次數(shù)的增加，葛根素提取率呈下降趨勢。當(dāng)提取次數(shù)大于2次時，葛根素提取率接近于0。考慮到工廠生產(chǎn)成本，葛根素提取選擇2次提取。將6次的提取液中葛根素的含量相加可得到葛根中總葛根素含量η值為15.58 mg/g。

2.3單因素試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.3.1提取時間對葛根素提取率的影響。

如圖3所示，在其他提取條件相同的情況下，在40～80 min時間段，葛根素的提取率呈增加趨勢。當(dāng)時間為80 min時，葛根全原粉中葛根素提取率達(dá)到最大值；當(dāng)提取時間大于80 min時，葛根素提取率反而呈下降趨勢。這是因?yàn)楦鸶仉S著時間的延長向溶劑的擴(kuò)散也逐漸充分，葛根細(xì)胞內(nèi)外的溶劑濃度逐漸達(dá)到平衡。當(dāng)加熱的時間超過80 min后，異黃酮類物質(zhì)氧化從而被破壞，造成部分葛根素的降解而導(dǎo)致提取率降低。而當(dāng)提取時間大于100 min，則可能葛根素析出與損失的速度幾乎達(dá)到動態(tài)平衡，所以葛根全原粉中葛根素含量處于一個穩(wěn)定的水平。因此該試驗(yàn)提取時間單因素選擇為80 min。

2.3.2乙醇濃度對葛根素提取率的影響。

從圖4可看出，在乙醇濃度低于50%時，葛根素的提取率有隨乙醇濃度增大而增大；在

乙醇濃度50%～70%時，葛根素提取率基本保持不變；當(dāng)乙醇濃度大于70%時，葛根素提取率反而急速下降。這是因?yàn)槿芤簶O性會隨乙醇濃度的增大而增大，當(dāng)乙醇濃度達(dá)到一定濃度時，溶液的極性與葛根葛根素的極性最為接近，這個濃度的乙醇提取葛根素提取率達(dá)到最大。此次試驗(yàn)選擇乙醇濃度單因素為70%。

2.3.3提取溫度對葛根素提取率的影響。

從圖5可看出，提取溫度在40～80 ℃，葛根素的提取率隨溫度的升高而增加，當(dāng)溫度達(dá)到80 ℃時，葛根素提取率達(dá)到最大，但是當(dāng)溫度大于80 ℃時葛根素提取率反而下降。這是因?yàn)殡S著溫度的升高，擴(kuò)散系數(shù)也隨著增大，使葛根素的浸出速度也加快，從而提取率也較高。但高溫會引起部分葛根素的結(jié)構(gòu)破壞，即表現(xiàn)為葛根素提取率下降。該試驗(yàn)選擇提取溫度為80 ℃。

2.3.4固液比對葛根素提取率的影響。

從圖6可看出，葛根素的提取率會隨著溶劑用量的增大而提高，但是當(dāng)固液比達(dá)到1∶20 g/ml后，提取率增大的趨勢并不明顯。這是因?yàn)槿軇┝康脑龃螅瑫苯佑绊懙礁鸶?xì)胞內(nèi)外部之間葛根素的擴(kuò)散平衡，該試驗(yàn)選擇固液比為1∶20 g/ml。

2.4葛根全原粉中葛根素提取工藝優(yōu)化

由表2正交試驗(yàn)結(jié)果分析可知，影響葛根素提取率的因素的主次順序?yàn)镃>A >D>B，即乙醇濃度>提取溫度>固液比>提取時間，其中乙醇濃度對葛根全原粉中葛根素提取率的影響最大，而提取時間和固液比對葛根素的提取效果無顯著影響。葛根全原粉中葛根素提取率的最佳工藝為：A2B1C1D3，即提取溫度為80 ℃、提取時間為60 min、乙醇濃度為50%、固液比為1∶30 g/ml。在最佳優(yōu)化工藝條件下進(jìn)行3次平行驗(yàn)證試驗(yàn)，葛根素提取率分別為92.06%、91.48%、92.25%，RSD為044%。

3結(jié)論

該試驗(yàn)通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)相結(jié)合的方法，以葛根素提取率為指標(biāo)對葛根全原粉中葛根素的提取工藝進(jìn)行了統(tǒng)計分析，得到了合理的提取葛根全原粉中葛根素的提取參數(shù)。通過該試驗(yàn)可得知：提取溫度、提取時間、乙醇濃度和固液比對葛根全原粉的葛根素提取率均有影響，影響的大小順序?yàn)橐掖紳舛?提取溫度>固液比>提取時間。葛根全原粉中葛根素提取最佳工藝為：提取溫度為80 ℃、提取時間為60 min、乙醇濃度為50%、固液比為1∶30 g/ml。

安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)2014年

參考文獻(xiàn)

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