微波法提取川芎多酚工藝研究

邵夢思，金晨鐘

(湖南人文科技學(xué)院 農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院，湖南 婁底417000)

植物多酚(Plant Polyphenol)是一種復(fù)雜的多元酚結(jié)構(gòu)，它包括了單寧及與單寧有生源關(guān)系的化合物。多酚在抗氧化、預(yù)防心血管疾病方面有著顯著的功效，被譽為“第七類營養(yǎng)素”［1］。

川芎(Ligusticum chuanxiong Hort.)是一種傘形科植物川芎的干燥根莖，性溫，味辛，具有活血行氣、祛風止痛的功效。川芎中含有揮發(fā)油、內(nèi)酯類、生物堿類、酚類等多種成分?，F(xiàn)代研究表明川芎中的主要有效成分是苯酞類和酚酸類，具有清除自由基、擴血管、降低血小板表面活性、提高膜的穩(wěn)定性、抗血栓形成和解散聚集的血小板等多種作用，臨床主要用于治療心腦血管、呼吸系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)及婦科方面的疾病。由于其獨特的藥用價值，川芎已然成為中草藥的研究熱點。本文旨在尋求運用微波萃取法提取川芎中多酚的最佳條件。

一 材料與方法

(一)主要儀器與試劑

試驗儀器:高速中藥粉碎機(廣東佛山順德良友機械廠)，UV—1240 型分光光度計(日本島津)，AUY—220 電子天平(日本島津儀器設(shè)備有限公司)，低速離心機，移液槍(美國賽默飛公司)，101型電熱鼓風干燥箱(長沙湘儀儀器設(shè)備有限公司)，微波萃取儀(Anton Paar、最大壓力20.0bar、最大微波功率1200w)，40 目篩，燒杯，容量瓶，玻璃棒等。

試劑:Folin-Ciocalteu 試劑、沒食子酸、Na2CO3、無水乙醇，均為分析純。

(二)材料

川芎(產(chǎn)地四川)。

(三)試驗方案

1.原材料處理

川芎→60℃烘干(約48h)至恒重→粉碎→過篩(40 目)→冷藏備用。2.福林酚法測定川芎中多酚含量(1)配置10%的碳酸鈉溶液

準確稱量碳酸鈉粉末10.0g，放入燒杯中加入少量的蒸餾水進行溶解，用蒸餾水清洗燒杯2-3次并將溶液混合倒入100ml 的容量瓶中定容，即得到濃度為10%的碳酸鈉溶液。

(2)配置沒食子酸標準溶液

1)準確稱量沒食子酸1.0g 放入燒杯中，用70%的乙醇溶解，然后用70%的乙醇清洗燒杯2-3 次，并定容至100mL，取溶液1mL，再用70%的乙醇定容至10mL，稀釋倍數(shù)為10，即可得到溶液濃度為1g/L 標準溶液。

2)分別量取沒食子酸0、1、2、3、4、5ml 定容至100ml 使其濃度分別為0、10、20、30、40、50mg/L，再分別取稀釋后沒食子酸1ml 與1ml Folin—Cioalteu 試劑混合搖勻之后加入3ml 10%的Na2CO3，再用蒸餾水定容至10ml，即得到?jīng)]食子酸的濃度依次為:0、1、2、3、4、5mg/L，靜置一段時間(2 小時左右)檢測吸光度(765nm 處的吸光值)。

3)以沒食子酸濃度為橫坐標，吸光值為縱坐標，繪制標準曲線，得方程y=0.1115x-0.1061，r=0.9990。

(3)樣品測定方法

取適量稀釋后的提取液放入比色杯中，以溶劑為空白對照，在波長為765nm 的條件下測定稀釋后試樣的吸光度，記錄結(jié)果并根據(jù)回歸方程求出所測試樣的多酚濃度。

(4)計算川芎中總酚含量

總酚含量ω(mg/g)=［(y+0.1061)/0.1115］×A×V1/(m×V2)

y——提取液的吸光值;

m——試樣的質(zhì)量g;

V1——試樣提取得到體積;

V2——試樣稀釋取樣體積;

3.溶劑濃度對多酚提取量的影響

(1)準確稱量5 份質(zhì)量均為1.0g 的川芎粉末，倒入提取管中，然后按設(shè)定比例分別加入30%、45%、60%、75%、90%不同濃度的乙醇水溶液，以料液比為1:30、微波功率450w、提取2 分鐘為基本條件，提取后以4000r/min 離心15 分鐘后取上清液，并記錄所得提取液的體積。

(2)取1ml 提取液，吸取1ml Folin—Cioalteu試劑混勻之后加入3ml 10%的Na2CO3，顯色，再用蒸餾水定容至50ml，搖勻，放置2 小時，然后按照樣品測定方法進行測定，記錄試驗結(jié)果。

(3)試驗重復(fù)3 次，分析結(jié)果，初步確定最佳濃度單因素。

4.料液比對多酚提取量的影響

色譜條件：色譜柱為HP-88（100 m×0.25 mm,0.20μm film thickness，J&W Sci.USA）；進樣口溫度250℃，載氣He，流速1 mL/min。采用程序升溫方式，由室溫升至160℃保持2 min，然后以2.5℃/min升至250℃,保持2 min，不分流進樣。

準確稱量5 份質(zhì)量均為1.0g 的川芎粉末，倒入提取管中，然后分別加入不同量的75%乙醇溶液，使料液比分別為1:8，1:10，1:12，1:20，1:30，在微波功率450w 提取2 分鐘后以4000r/min 離心15 分鐘后取上清液，并記錄所得提取液的體積。按前述溶劑濃度實驗部分中的第(2)、(3)步驟完成后，初步確定最佳料液比單因素。

5.微波功率對多酚提取量的影響

準確稱量4 份質(zhì)量均為1.0g 的川芎粉末，倒入提取管中，各管中均加入75%的乙醇溶液10ml，分別以300w、350w、450w、550w 微波功率提取2 分鐘，再以4000r/min 離心15 分鐘后取上清液，并記錄所得提取液的體積。按前述溶劑濃度實驗部分中的第(2)、(3)步驟完成后，初步確定最佳提取功率單因素。

6.提取時間對多酚提取量的影響

準確稱量4 份質(zhì)量均為1.0g 的川芎粉末，倒入提取管中，各管中均加入75%的乙醇溶液10ml，以450w 微波功率分別提取2、3、4、5 分鐘，再以4000r/min 離心15 分鐘后取上清液，并記錄所得提取液的體積。按前述溶劑濃度實驗部分中的第(2)、(3)步驟完成后，初步確定最佳提取時間單因素。

7.正交試驗優(yōu)選最佳條件

依據(jù)上述試驗結(jié)果，采用四因素三水平L9(34)正交試驗篩選最佳提取組合，試驗重復(fù)3 次。正交試驗因素水平見表1。

表1 川芎多酚微波提取正交試驗因素水平

二 結(jié)果與分析

(一)乙醇濃度對川芎多酚提取量的影響

在料液比為1:30、微波功率450w、提取2 分鐘的條件下，不同濃度下的提取液吸光值相差較大，30%的效果好于40%，40%-75%呈一種上升趨勢，75%-90%呈下降趨勢。在本次試驗結(jié)果中，當乙醇濃度達到75%時，吸光值達到最大，即75%的乙醇提取率最高。

(二)料液比對川芎多酚提取量的影響

在乙醇濃度為75%、微波功率450w、提取2 分鐘的條件下，當料液比為1:8 增加至1:10 時，吸光值與多酚提取量均呈上升狀態(tài)，而后隨著料液比從1:10 逐步增加至1:30，吸光值逐步下降，計算后的多酚提取量基本趨平。綜合考慮成本因素與提取效率，在研究設(shè)定的條件中，1:10 的料液比為最佳單因素條件。

(三)微波功率對川芎多酚提取量的影響

在乙醇濃度為75%、料液比為1:10、提取2 分鐘的條件下，當提取功率為450w 時吸光度最高，功率升降，吸光度在一定范圍內(nèi)波動，但吸光值相差都不明顯，說明微波功率的影響不大，在本次試驗中當微波功率為450w 時提取率最高。

(四)提取時間對川芎多酚提取量的影響

在提取溶劑乙醇濃度為75%、料液比為1:10、提取功率為450w 的條件下，當提取時間為3 分鐘時吸光值最大，2、4、5 分鐘時略有降低，但差值并不顯著。

(五)正交試驗優(yōu)選結(jié)果

表2 川芎多酚微波提取正交試驗結(jié)果

通過對表2 數(shù)據(jù)中的R 值大小進行分析可知，各因素影響力的大小順序是:A ＞C ＞B ＞D，即影響川芎中多酚提取量的因素依次為乙醇濃度、微波功率、料液比和提取時間。本次試驗結(jié)果得出的最佳提取條件為A3B1C2D1，即最佳條件是使用濃度為80%的乙醇、按1:8 的料液比、以微波功率450w 提取2 分鐘，可獲得最大的多酚提取量。按照上述的最佳條件進行反復(fù)驗證，提取的多酚含量平均值約為1.862mg/g。

三 結(jié)論與討論

第一，微波提取法與較為常用的有機溶劑萃取法、超聲波提取法相比不僅具有提取多酚量高的優(yōu)點，同時本方法具有操作簡便、用時短、效率高、安全性強等優(yōu)勢，適合工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)，是多酚提取方法發(fā)展的趨勢，具有很高的應(yīng)用意義。

第二，微波法屬于新型的提取方法，目前技術(shù)設(shè)備等還存在著一定的局限性，有待進一步的探索，尚未用于中藥的工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，各方面還需要進一步提高。

第三，本次試驗表明，單因素最佳條件組合后不一定是最佳提取條件，通過重復(fù)性試驗驗證和正交試驗優(yōu)選得出，在條件為濃度為80%的乙醇、1:8 的料液比、450w 的微波功率、提取時間為2 分鐘時，可得到多酚最多的提取量，平均值為1.862mg/g。

［1］趙揚帆，鄭寶東.植物多酚類物質(zhì)及其功能性研究進展［J］.福建輕紡，2006(11):107-110.