超聲波輔助提取白蒿總黃酮工藝優(yōu)化

權(quán)美平

摘要：用超聲波輔助技術(shù)提取白蒿（Artemisia sieversiana）總黃酮，用亞硝酸鈉-硝酸鋁比色法測(cè)定總黃酮濃度。通過(guò)單因素和正交試驗(yàn)，確定了白蒿總黃酮的最佳提取工藝為乙醇體積分?jǐn)?shù)50%，超聲處理時(shí)間45 min，超聲處理溫度50 ℃，料液比1∶40（g:mL）。在此條件下，總黃酮提取率為2.18%。

關(guān)鍵詞:超聲波；白蒿（Artemisia sieversiana）；總黃酮；提取工藝

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ914文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ文章編號(hào)：0439－８114（２０14）08－1885-03

Optimizing Technological Parameters of Extracting Total Flavone From

Artemisia sieversiana by Ultrasonic Wave

QUAN Mei-ping

（Key Lab of Wet Land Ecology and Environment of Duoheliu of Shanxxi Province,Weinan Normal Untversity ,Weinan 714000，Shaanxi，China）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： The method of extracting total flavones in Artemisia sieversiana by ultrasonic wave assistance was introduced. The content of flavone was measured with NaNO2-Al(NO3)3 colorimetry. Based on the single factor and orthogonal experiment, the optimal parameters of total flavone extraction were ethanol concentration of 50%, ultrasonic wave dealing time of 45 min, ultrasonic wave dealing temperature of 50 ℃ and the ratio of material to solvent of 1:40 （g:mL）. The total flavone yield under the optimal condition was 2.18%.

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ultrasonic；white artemisia （Artemisia sieversiana）；ｔｏｔａｌ ｆｌａｖｏｎｅ； ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

白蒿（Artemisia sieversiana）為菊科植物冷蒿（Artemisia Frigida Willd）的干燥地上部分，具有止血、消腫之功效［1］。用于各種出血、關(guān)節(jié)腫脹、腎熱、月經(jīng)不調(diào)、瘡?fù)?。?jù)文獻(xiàn)報(bào)道［2］，白蒿主要含揮發(fā)油、多烯炔衍生物類(lèi)、黃酮類(lèi)、萜類(lèi)化合物、香豆精類(lèi)、生物堿類(lèi)等化學(xué)成分，故開(kāi)發(fā)利用白蒿資源有重要的意義。

來(lái)源于植物提取物的黃酮類(lèi)化合物具有廣泛的生理活性，可用作食品、化妝品的天然添加劑，如甜味劑、抗氧化劑、食用色素等［3］。常規(guī)法提取總黃酮時(shí)間長(zhǎng)，影響提取率。研究表明，利用超聲波可以加速有效成分進(jìn)入溶劑，從而提高提取率，縮短提取時(shí)間，節(jié)約溶劑，并且免去了高溫對(duì)提取成分的影響［4］，且超聲波能產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)、提高加速度及其強(qiáng)烈的空化效應(yīng)、攪拌作用等特點(diǎn)［5］，可有效提高活性成分的提取效率。超聲波法可從竹葉、銀杏葉、槐花、大豆等中提取黃酮類(lèi)物質(zhì)［6-9］，但對(duì)于白蒿的文獻(xiàn)報(bào)道比較少見(jiàn)。本試驗(yàn)采用超聲波輔助法對(duì)白蒿總黃酮的提取工藝進(jìn)行了研究，以期探索出一種快速、簡(jiǎn)便、提取率高的白蒿總黃酮提取方法，為有效利用白蒿資源和總黃酮活性物質(zhì)的生產(chǎn)提供依據(jù)。

1材料與方法

1.1 材料

1.1.1原料和試劑白蒿原料采自長(zhǎng)安縣郊。主要試劑為盧丁標(biāo)品，購(gòu)于中國(guó)生物制品檢定所，其余試劑均為分析純。

1.1.2主要儀器與設(shè)備KQ-500DE型數(shù)控超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司）；UV-755B型紫外分光光度計(jì)（上海分析儀器總廠）；恒溫水浴鍋（上海愛(ài)朗儀器有限公司）；DZF-150型恒溫鼓風(fēng)干燥箱（鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)易有限公司）；RE-52AA型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器（上海亞榮生化儀器廠）。

1.2方法

1.2.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)取5.0 g潔凈、干燥的白蒿樣品進(jìn)行粉碎（40目）后，加入50 mL乙醇浸提，超聲波處理后過(guò)濾，濾渣再按照上述步驟進(jìn)行，合并兩次的濾液得到濃縮液取樣以備檢測(cè)。采用單因素和正交試驗(yàn)法測(cè)定乙醇體積分?jǐn)?shù)、料液比（m/V，g∶mL）、超聲時(shí)間、超聲溫度對(duì)白蒿總黃酮提取率的影響。

1.2.2測(cè)定方法總黃酮含量的測(cè)定采用亞硝酸鈉-硝酸鋁絡(luò)合分光光度法［10］。標(biāo)準(zhǔn)曲線的制備：將20 mg 蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品移入小燒杯中，加95%乙醇溶解， 在100 mL容量瓶中定容，搖勻，得 0.20 mg/mL的蘆丁標(biāo)準(zhǔn)液。分別移取0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0 mL的蘆丁標(biāo)準(zhǔn)液于 8 個(gè)100 mL容量瓶中，各加1.0 mL 5％的 NaNO2溶液，搖勻，放置6 min。再各加1.0 mL 10％的Al（NO3）3溶液，搖勻放置6 min。繼續(xù)加入10.0 mL 4％的 NaOH 溶液，用水稀釋到刻度，放置10 min。在 510 nm 處測(cè)定吸光度，以蘆丁濃度x （μg/mL）為橫坐標(biāo)，吸光度y為縱坐標(biāo)作標(biāo)準(zhǔn)曲線，蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為：y = 0.011 6 x- 0.010 4 （r2=0.994 5）。樣品中總黃酮濃度測(cè)定：準(zhǔn)確移取1.0 mL 的樣品濃縮液于100 mL 容量瓶中，測(cè)吸光度，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算總黃酮濃度?？傸S酮提取率按照下式計(jì)算：總黃酮提取率=［（總黃酮濃度×總黃酮溶液體積 ）/樣品重］×100%。

2結(jié)果與分析

2.1蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線見(jiàn)圖1。

2.2單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.2.1乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)提取率的影響以總黃酮提取率為指標(biāo)，按料液比（m/V，g:mL，下同）1∶10，在45 ℃水浴中以30%、40%、50%、60%、70%乙醇超聲浸提40 min（圖2）。由圖2可知，隨著乙醇體積分?jǐn)?shù)升高，白蒿總黃酮提取率增加。但當(dāng)乙醇體積分?jǐn)?shù)達(dá)到60%以后，再提高體積分?jǐn)?shù)，對(duì)總黃酮提取率影響不大，所以選取60%為適宜的乙醇體積分?jǐn)?shù)。

2.2.2超聲時(shí)間對(duì)提取率的影響以總黃酮提取率為指標(biāo)，加入60%乙醇，按料液比1∶10，在45 ℃水浴中分別超聲處理10、20、30、40、50 min（圖3）。由圖3可知，隨著處理時(shí)間延長(zhǎng)，白蒿總黃酮提取率增加，30 min后，提取率變化不明顯，故選取30 min為適宜超聲時(shí)間。

2.2.3超聲溫度對(duì)提取率的影響以總黃酮提取率為指標(biāo)，加入60%乙醇，按料液比1∶10，分別在35、45、55、65、75 ℃超聲處理樣品30 min（圖4）。由圖4可知，隨著處理溫度的升高，總黃酮得率增加，溫度超過(guò)65 ℃以后提取率雖有增加，但不明顯，從成品活性成分質(zhì)量考慮，以65 ℃為適宜超聲溫度。

2.2.4料液比對(duì)提取率的影響以總黃酮提取率為指標(biāo)，以60%乙醇，在65 ℃按照料液比1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50超聲處理30 min（圖5）。由圖5可知，隨著乙醇用量的增大，白蒿總黃酮提取率增大，當(dāng)料液比達(dá)到1∶30時(shí)，提取率較高，此后再增加乙醇用量，提取率增加不明顯，因此確定料液比為1∶30最適宜。

2.3正交試驗(yàn)結(jié)果

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用L9（34）進(jìn)行正交試驗(yàn)，因素與水平設(shè)置見(jiàn)表1，正交試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

對(duì)正交試驗(yàn)結(jié)果分析可知，影響超聲波提取白蒿總黃酮各因素的主次順序?yàn)镈=B>A>C，即料液比與超聲時(shí)間對(duì)提取率的影響最大，然后是乙醇體積分?jǐn)?shù)，最后是超聲溫度。

方差分析結(jié)果表明，因素D和B不同水平間有顯著差異，故選取總黃酮提取率最高水平D3和B3；因素A、C沒(méi)有顯著差異，說(shuō)明乙醇體積分?jǐn)?shù)和超聲處理溫度在正交設(shè)計(jì)的范圍內(nèi)對(duì)提高總黃酮得率無(wú)顯著影響，其水平可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇，因此，從經(jīng)濟(jì)角度和保護(hù)總黃酮生物活性質(zhì)量方面考慮，最后確定超聲處理提取白蒿總黃酮的最佳工藝參數(shù)是A1B3C1D3，即乙醇體積分?jǐn)?shù)50%，超聲處理時(shí)間45 min，超聲處理溫度50 ℃，料液比1∶40，正交表中無(wú)此項(xiàng)組合，在此條件下進(jìn)行再次試驗(yàn)，總黃酮提取率為2.18%。

3結(jié)論與討論

超聲提取白蒿總黃酮的最佳工藝參數(shù)是A1B3C1D3，即乙醇體積分?jǐn)?shù)50%，超聲處理時(shí)間45 min，超聲處理溫度50℃，料液比1∶40。在此條件下，超聲處理后總黃酮提取率為2.18%。

植物活性成分提取的效率、質(zhì)量及安全成為了一個(gè)引人注目的問(wèn)題，成為人們關(guān)注的中心。因?yàn)閭鹘y(tǒng)提取植物中活性成分的方法效率低，耗時(shí)、耗溶劑、耗能且其提取過(guò)程不安全及產(chǎn)物活性成分的質(zhì)量不高（尤其對(duì)于熱敏性物質(zhì)），分離純化難等，造成了一些提取技術(shù)上的障礙，以至于喪失了傳統(tǒng)中草藥的潛在優(yōu)勢(shì)。近年來(lái)，超聲波輔助提取植物中有效成分發(fā)展很快［4-9］，本研究證實(shí)，就白蒿總黃酮而言，超聲處理提取溫度較低（50 ℃）有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量，故可以探索超聲處理技術(shù)在提取植物總黃酮方面的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

［１］ 內(nèi)蒙古自治區(qū)衛(wèi)生廳．內(nèi)蒙古藥材標(biāo)準(zhǔn)［Ｍ］．呼和浩特：內(nèi)蒙古科學(xué)技術(shù)出版社，１９８６．

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［３］ 張鞍靈，高錦明，王姝清．黃酮類(lèi)化合物的分布及開(kāi)發(fā)利用［Ｊ］．西北林學(xué)院學(xué)報(bào)，２０００，１５（１）：６９－７４．

［４］ 董嘉德．超聲技術(shù)在中藥提取中的應(yīng)用［Ｊ］．中國(guó)藥業(yè)，２００２，１１（１１）：５５－５６．

［５］ 胡筱，魏毅，沙玫．淫羊藿中總黃酮的超聲提取工藝的研究［Ｊ］．海峽藥學(xué)，２００４，１６（４）：８８－８９．

［６］ 許鋼，張虹，胡劍．竹葉中黃酮提取方法的研究［Ｊ］．分析化學(xué)，２０００，２８（７）：８５７－８５９．

［７］ 張玉祥，邱蔚芬．銀杏葉超聲波提取工藝研究［Ｊ］．時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥，２００６，１７（５）：７８４－７８５．

［８］ 蘭昌云，周崇松，范必威，等．超聲波法提取槐花中黃酮的最佳工藝研究［Ｊ］．天然產(chǎn)物研究與開(kāi)發(fā)，２００５，１７（１）：５５－５８．

［９］ 劉春花，高金鋒，王鵬科，等． 超聲波法提取苦蕎黃酮的工藝研究［Ｊ］． 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào) ２００９，１８（１）：２８１－２８４．

［１０］ 黃鎖義，黎海妮，余美料，等．益母草總黃酮的提取及鑒別［Ｊ］．時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥，２００５，１６（５）：３９８－３９９．

2.2.4料液比對(duì)提取率的影響以總黃酮提取率為指標(biāo)，以60%乙醇，在65 ℃按照料液比1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50超聲處理30 min（圖5）。由圖5可知，隨著乙醇用量的增大，白蒿總黃酮提取率增大，當(dāng)料液比達(dá)到1∶30時(shí)，提取率較高，此后再增加乙醇用量，提取率增加不明顯，因此確定料液比為1∶30最適宜。

2.3正交試驗(yàn)結(jié)果

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用L9（34）進(jìn)行正交試驗(yàn)，因素與水平設(shè)置見(jiàn)表1，正交試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

對(duì)正交試驗(yàn)結(jié)果分析可知，影響超聲波提取白蒿總黃酮各因素的主次順序?yàn)镈=B>A>C，即料液比與超聲時(shí)間對(duì)提取率的影響最大，然后是乙醇體積分?jǐn)?shù)，最后是超聲溫度。

方差分析結(jié)果表明，因素D和B不同水平間有顯著差異，故選取總黃酮提取率最高水平D3和B3；因素A、C沒(méi)有顯著差異，說(shuō)明乙醇體積分?jǐn)?shù)和超聲處理溫度在正交設(shè)計(jì)的范圍內(nèi)對(duì)提高總黃酮得率無(wú)顯著影響，其水平可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇，因此，從經(jīng)濟(jì)角度和保護(hù)總黃酮生物活性質(zhì)量方面考慮，最后確定超聲處理提取白蒿總黃酮的最佳工藝參數(shù)是A1B3C1D3，即乙醇體積分?jǐn)?shù)50%，超聲處理時(shí)間45 min，超聲處理溫度50 ℃，料液比1∶40，正交表中無(wú)此項(xiàng)組合，在此條件下進(jìn)行再次試驗(yàn)，總黃酮提取率為2.18%。

3結(jié)論與討論

超聲提取白蒿總黃酮的最佳工藝參數(shù)是A1B3C1D3，即乙醇體積分?jǐn)?shù)50%，超聲處理時(shí)間45 min，超聲處理溫度50℃，料液比1∶40。在此條件下，超聲處理后總黃酮提取率為2.18%。

植物活性成分提取的效率、質(zhì)量及安全成為了一個(gè)引人注目的問(wèn)題，成為人們關(guān)注的中心。因?yàn)閭鹘y(tǒng)提取植物中活性成分的方法效率低，耗時(shí)、耗溶劑、耗能且其提取過(guò)程不安全及產(chǎn)物活性成分的質(zhì)量不高（尤其對(duì)于熱敏性物質(zhì)），分離純化難等，造成了一些提取技術(shù)上的障礙，以至于喪失了傳統(tǒng)中草藥的潛在優(yōu)勢(shì)。近年來(lái)，超聲波輔助提取植物中有效成分發(fā)展很快［4-9］，本研究證實(shí)，就白蒿總黃酮而言，超聲處理提取溫度較低（50 ℃）有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量，故可以探索超聲處理技術(shù)在提取植物總黃酮方面的應(yīng)用。

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［９］ 劉春花，高金鋒，王鵬科，等． 超聲波法提取苦蕎黃酮的工藝研究［Ｊ］． 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào) ２００９，１８（１）：２８１－２８４．

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2.2.4料液比對(duì)提取率的影響以總黃酮提取率為指標(biāo)，以60%乙醇，在65 ℃按照料液比1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50超聲處理30 min（圖5）。由圖5可知，隨著乙醇用量的增大，白蒿總黃酮提取率增大，當(dāng)料液比達(dá)到1∶30時(shí)，提取率較高，此后再增加乙醇用量，提取率增加不明顯，因此確定料液比為1∶30最適宜。

2.3正交試驗(yàn)結(jié)果

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用L9（34）進(jìn)行正交試驗(yàn)，因素與水平設(shè)置見(jiàn)表1，正交試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

對(duì)正交試驗(yàn)結(jié)果分析可知，影響超聲波提取白蒿總黃酮各因素的主次順序?yàn)镈=B>A>C，即料液比與超聲時(shí)間對(duì)提取率的影響最大，然后是乙醇體積分?jǐn)?shù)，最后是超聲溫度。

方差分析結(jié)果表明，因素D和B不同水平間有顯著差異，故選取總黃酮提取率最高水平D3和B3；因素A、C沒(méi)有顯著差異，說(shuō)明乙醇體積分?jǐn)?shù)和超聲處理溫度在正交設(shè)計(jì)的范圍內(nèi)對(duì)提高總黃酮得率無(wú)顯著影響，其水平可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇，因此，從經(jīng)濟(jì)角度和保護(hù)總黃酮生物活性質(zhì)量方面考慮，最后確定超聲處理提取白蒿總黃酮的最佳工藝參數(shù)是A1B3C1D3，即乙醇體積分?jǐn)?shù)50%，超聲處理時(shí)間45 min，超聲處理溫度50 ℃，料液比1∶40，正交表中無(wú)此項(xiàng)組合，在此條件下進(jìn)行再次試驗(yàn)，總黃酮提取率為2.18%。

3結(jié)論與討論

超聲提取白蒿總黃酮的最佳工藝參數(shù)是A1B3C1D3，即乙醇體積分?jǐn)?shù)50%，超聲處理時(shí)間45 min，超聲處理溫度50℃，料液比1∶40。在此條件下，超聲處理后總黃酮提取率為2.18%。

植物活性成分提取的效率、質(zhì)量及安全成為了一個(gè)引人注目的問(wèn)題，成為人們關(guān)注的中心。因?yàn)閭鹘y(tǒng)提取植物中活性成分的方法效率低，耗時(shí)、耗溶劑、耗能且其提取過(guò)程不安全及產(chǎn)物活性成分的質(zhì)量不高（尤其對(duì)于熱敏性物質(zhì)），分離純化難等，造成了一些提取技術(shù)上的障礙，以至于喪失了傳統(tǒng)中草藥的潛在優(yōu)勢(shì)。近年來(lái)，超聲波輔助提取植物中有效成分發(fā)展很快［4-9］，本研究證實(shí)，就白蒿總黃酮而言，超聲處理提取溫度較低（50 ℃）有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量，故可以探索超聲處理技術(shù)在提取植物總黃酮方面的應(yīng)用。

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