微波輔助提取葛根黃酮工藝的優(yōu)化

李杏元 陳國安

摘要：為了優(yōu)化微波輔助提取葛根黃酮的工藝，通過單因素試驗和正交試驗研究微波輔助提取葛根黃酮的最佳工藝條件。結(jié)果表明，微波輔助提取葛根黃酮的最佳工藝條件為液料比３５∶１（Ｖ／ｍ，ｍＬ：ｇ），提取時間１３ ｍｉｎ，微波溫度７５ ℃，乙醇體積分數(shù)５０％，此條件下葛根黃酮的提取率最高，為７．３１％。

關(guān)鍵詞：葛根；黃酮；微波法；工藝優(yōu)化

中圖分類號：Ｓ５６７；Ｒ２８４．２文獻標識碼：Ａ文章編號：0439－８114（２０12）16－3572-03

Optimization of Microwave-Assisted Extraction Process of Flavonoids from Radix Puerariae

ＬＩ Ｘｉｎｇ－ｙｕａｎ1，2，ＣＨＥＮ Ｇｕｏ－ａｎ1

（１． Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｕａｎｇｇａｎｇ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ Ｕnｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｈｕａｎｇｇａｎｇ ４３８００２，Ｈｕｂｅｉ，Ｃｈｉｎａ；

２． Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｈｕｂｅｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｗｕｈａｎ ４３００６４，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｏｔａｌ ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ ｗｅｒｅ ｅｘｔｒａｃｔｅｄ ｆｒｏｍ Ｒａｄｉｘ ｐｕｅｒａｒｉａｅ ｂｙ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ－ａｓｓｉｓｔｅｄ ｍｅｔｈｏｄ． Ａｎｄ ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｗａｓ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｂｙ ｓｉｎｇｌｅ ｆａｃｔｏｒ ｔｅｓｔｓ ａｎｄ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｄｅｓｉｇｎ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ， ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｔｏ ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌ ｒａｔｉｏ， ３５∶１（Ｖ/ｍ，ｍＬ∶ｇ）； ｍｉｃｒｏｗａｖｅ－ａｓｓｉｓｔｅｄ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅ， １３ ｍｉｎ； ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ， ７５ ℃； ｅｔｈａｎｏｌ ｖｏｌｕｍｅ ｆｒａｃｔｉｏｎ， ５０％． Ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｔｏｔａｌ ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅｓｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｗａｓ ７．３１％．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： Ｒａｄｉｘ ｐｕｅｒａｒｉａｅ； ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ； ｍｉｃｒｏｗａｖｅ－ａｓｓｉｓｔｅｄ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ； ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ

葛根為豆科葛屬植物野葛的干燥根，在中國主產(chǎn)于河南省、湖南省、浙江省和四川省等地［１－３］，是常用的中藥材，治療外感發(fā)熱、項背強痛、口渴、麻疹不透、熱痢、泄瀉、高血壓、頸項強痛等，具有較高的藥用價值，屬于衛(wèi)生部公布的既是食品又是藥品的物品［４－６］。現(xiàn)代藥理研究表明，葛根素、金雀異黃素、葛根素木糖甙、大豆甙、大豆甙元等黃酮類化合物是葛根的主要有效成分［２，６，７］，具有擴張冠狀動脈和腦動脈、降低血壓、增加缺血組織的血液供應(yīng)量、降低心肌氧耗量、減輕心肌缺血等功效；此外，葛根黃酮對更年期婦女生殖和內(nèi)分泌系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、骨骼等方面也有積極調(diào)節(jié)作用［８－１１］。目前常用的黃酮提取方法有溶劑提取法、微波輔助提取法、超聲波輔助提取法、酶解法、超臨界流體萃取法等。近年來，微波輔助提取法在天然植物成分提取方面得到了廣泛應(yīng)用。由于微波具有穿透力強、加熱效率高、選擇性高等特點，微波輻射可以大大加快反應(yīng)速度，具有省時、高效、節(jié)能、易操作等優(yōu)點，而且由于以水或乙醇為溶劑，所以還能降低提取成本和減少污染，是一種快速、高效的分離技術(shù)［１２－１４］。故近年來微波輔助提取法在天然植物成分提取方面得到了廣泛應(yīng)用。研究采用微波輔助提取法提取葛根黃酮，通過正交設(shè)計優(yōu)化提取工藝，以便探索葛根黃酮微波輔助提取法的最佳條件。

１材料與方法

１．１材料

１．１．１原料葛根購自黃岡市當(dāng)?shù)厮幉氖袌?，由黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院生物技術(shù)制藥教研室鑒定。

１．１．２儀器與試劑蘆丁購自中國食品藥品檢定研究所，ＸＨ－１００Ａ微波催化合成／萃取儀購自北京祥鵠科技發(fā)展有限公司，ＵＶ－１６０Ａ紫外可見分光光度計購自日本島津株式會社，ＳＨＢ－Ⅲ循環(huán)水式多用真空泵購自鄭州長城科工貿(mào)有限公司，ＲＥ５２ＣＳ旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀購自上海榮生儀器廠，中藥粉碎機購自江陰市偉翔藥化機械廠。

１．２方法

１．２．１葛根黃酮的提取選用無破損的葛根塊若干，用水洗凈后再自然干燥，用中藥粉碎機粉碎，過６０目篩，備用。稱?。?ｇ葛根粉置于１５０ ｍＬ錐形瓶中，加入合適體積分數(shù)的乙醇溶液，攪拌均勻后浸泡５ ｍｉｎ，然后在ＸＨ－１００Ａ微波催化合成／萃取儀中按試驗設(shè)計條件用８００ Ｗ進行微波輔助提取，過濾提取液，最后將濾液定容于１００ ｍＬ的容量瓶中，待測。

１．２．２葛根黃酮提取率的測定精密稱?。保?ｍｇ蘆丁，加體積分數(shù)為９５％的乙醇溶液溶解，置于２５ ｍＬ容量瓶中，加體積分數(shù)為９５％的乙醇溶液定容，搖勻靜置。?。保玻?ｍＬ上述溶液于５０ ｍＬ容量瓶中，定容，制成０．１ ｍｇ／ｍＬ蘆丁對照品溶液。精密吸取蘆丁對照品溶液１．０、２．０、３．０、４．０、５．０、６．０ ｍＬ，分別置于２５ ｍＬ容量瓶中，各加入體積分數(shù)為９５％的乙醇溶液至６．０ ｍＬ，然后分別加入１ ｍＬ ５０ ｇ／Ｌ ＮａＮＯ２溶液搖勻，放置６ ｍｉｎ；加入１ ｍＬ １００ ｇ／Ｌ Ａｌ（ＮＯ３）３溶液搖勻，放置６ ｍｉｎ；加入１ ｍｏｌ／Ｌ ＮａＯＨ溶液１０ ｍＬ，加去離子水定容至２５ ｍＬ，搖勻，靜置１５ ｍｉｎ，于５０６ ｎｍ波長處測定吸光度，以吸光度為縱坐標，以蘆丁濃度為橫坐標，得標準曲線（圖１）。通過線性回歸，得吸光度與蘆丁濃度的關(guān)系為Ａ＝０．０２９ ７Ｃ－０．００２ ０，ｒ＝０．９９９ ８；式中，Ａ——吸光度；Ｃ——蘆丁濃度，μｇ／ｍＬ。

精密吸取樣品溶液１０ ｍＬ，置于２５ ｍＬ容量瓶中，按繪制標準曲線的方法顯色，在５０６ ｎｍ波長處測定吸光度，代入標準曲線方程求得供試樣品溶液中黃酮的濃度，按下式計算葛根黃酮提取率。

葛根黃酮提取率＝■×100%

式中，Ｃ′——測得樣品溶液中黃酮的濃度（μｇ／ｍＬ）；Ｖ′——樣品溶液的最終體積（ｍＬ）；ｍ——樣品質(zhì)量（ｍｇ）。

１．２．３單因素試驗①不同體積分數(shù)的乙醇溶液對葛根黃酮提取率的影響。精確稱量２．０ ｇ葛根粉８份，按液料比２０∶１（Ｖ／ｍ，ｍＬ：ｇ）分別加入體積分數(shù)為２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％和９０％的乙醇溶液，在６０ ℃下提取１０ ｍｉｎ，計算各條件下的黃酮提取率。②不同液料比對葛根黃酮提取率的影響。稱取２．０ ｇ葛根粉７份，按液料比１０∶１、２０∶１、３０∶１、４０∶１、５０∶１、６０∶１和７０∶１（Ｖ／ｍ，ｍＬ：ｇ，下同）分別加入體積分數(shù)為５０％的乙醇溶液，在６０ ℃下提取１０ ｍｉｎ，計算各條件下的黃酮提取率。③不同提取時間對葛根黃酮提取率的影響。精確稱取２．０ ｇ葛根粉５份，按液料比３５∶１加入體積分數(shù)為５０％的乙醇溶液，在６０ ℃下分別提取５、１０、１５、２０和２５ ｍｉｎ，計算各條件下的黃酮提取率。④不同微波溫度對葛根黃酮提取率的影響。稱?。玻?ｇ葛根粉６份，按液料比３５∶１加入體積分數(shù)為５０％的乙醇溶液，分別在４０、５０、６０、７０、８０和９０ ℃下提取１３ ｍｉｎ，計算各條件下的黃酮提取率。

１．２．４正交試驗在以上單因素試驗的基礎(chǔ)上，選取乙醇體積分數(shù)、液料比、提取時間、微波溫度４個因素進行正交設(shè)計，優(yōu)化提取葛根黃酮的工藝參數(shù)，試驗設(shè)計見表１。

２結(jié)果與分析

２．１單因素試驗結(jié)果

２．１．１不同體積分數(shù)的乙醇溶液對葛根黃酮提取率的影響由圖２可知，乙醇體積分數(shù)為５０％時，葛根黃酮的提取率最高。黃酮提取率隨著乙醇體積分數(shù)的增加而變大，但當(dāng)乙醇體積分數(shù)超過５０％時提取率反而下降。綜合考慮，５０％為乙醇溶液比較合適的體積分數(shù)。

２．１．２不同液料比對葛根黃酮提取率的影響由圖３可知，黃酮提取率隨著液料比的增加而變大，但當(dāng)液料比為３０∶１后提取率增加緩慢。綜合考慮，３0∶１是比較合適的液料比。

２．１．３不同提取時間對葛根黃酮提取率的影響由圖４可知，黃酮提取率隨著提取時間的延長而變大，但當(dāng)提取時間超過１５ ｍｉｎ時提取率開始下降。因為提?。保昂停保?ｍｉｎ的提取率相近且最高，因此，１０ ｍｉｎ是比較合適的提取時間。

２．１．４不同微波溫度對葛根黃酮提取率的影響由圖５可知，黃酮提取率隨著微波溫度的升高而變大，但當(dāng)微波溫度超過７０ ℃時提取率增加緩慢，趨于平穩(wěn)。綜合考慮，７０ ℃是比較合適的微波溫度。

２．２正交試驗結(jié)果

由表２可知，各因素對葛根黃酮提取率的影響為液料比＞提取時間＞微波溫度＝乙醇體積分數(shù)；提取葛根黃酮的最佳工藝為Ｂ３Ｃ１Ｄ３Ａ２，即液料比３５∶１，提取時間１３ ｍｉｎ，微波溫度７５ ℃，乙醇體積分數(shù)５０％，但正交設(shè)計中沒有此組合，故按此組合重新進行試驗，獲得葛根黃酮提取率為７．３１％，高于正交試驗的最高提取率。故此組合為提取葛根黃酮的最佳工藝條件。

３結(jié)論

采用單因素試驗和正交試驗對葛根黃酮的微波輔助提取條件進行了優(yōu)化，試驗結(jié)果表明，微波輔助提取的最佳工藝條件為乙醇體積分數(shù)５０％，液料比３５∶１，提取時間１３ ｍｉｎ，微波溫度７５ ℃，此條件下葛根黃酮的提取率為７．３１％。該法簡單、實用、提取率高且省時、低能耗。

參考文獻：

［１］ 國家藥典委員會．中華人民共和國藥典：一部［Ｚ］．２０10年版．北京：中國醫(yī)藥科技出版社，２０10．

［２］ 李國輝，張慶文，王一濤．葛根的化學(xué)成分研究［Ｊ］．中國中藥雜志，２０１０，３５（２３）：３１５６－３１５９．

［３］ 王辰，高玲．超聲波輔助提取葛根黃酮的工藝研究［Ｊ］．長江大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），２００９，６（４）：６１－６６．

［４］ 祝冬青，孔慶新．均勻設(shè)計法優(yōu)選葛根總黃酮提取工藝［Ｊ］．中國藥房，２００９，２０（３）：１９０－１９１．

［５］ 李婷，鄭彩美，張彤，等．均勻設(shè)計法優(yōu)選葛根總黃酮提取工藝［Ｊ］．時珍國醫(yī)國藥，２０１０，２１（５）：１０８８－１０８９．

［６］ 柳航，李占林，郭婕，等．葛根的化學(xué)成分［Ｊ］．沈陽藥科大學(xué)學(xué)報，２００９，２６（１１）：８８２－８８３．

［７］ 葉青，鄭大貴，李戰(zhàn)勝．葛粉總黃酮的提取及其清除ＤＰＰＨ·自由基的研究［Ｊ］．食品工業(yè)科技，２００７（１１）：１０６－１０７．

［８］ 楊世軍，張會香，周怡靜．葛根中異黃酮的提取與純化工藝研究［Ｊ］．食品科學(xué)，２００４，２５（８）：１２４－１２７．

［９］ 喻松仁，程紹民，劉春燕，等． 葛根總黃酮對小鼠急性肝損傷保護作用的實驗研究［Ｊ］．江西中醫(yī)學(xué)院學(xué)報，２００９，２１（５）：３５．

［１０］ 鄔建國，賈偉彥，談方志，等． 葛根渣異黃酮測定方法的比較研究［Ｊ］．河南工業(yè)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），２００７，２８（１）：３９－４１．

［１１］ 蒲自和，王寧． 葛根的藥理學(xué)研究進展［Ｊ］．西北藥學(xué)雜志，２０００，１５（２）：８１１－８１２．

［１２］ 曾昭鈞，李香文． 微波有機化學(xué)進展［Ｊ］．沈陽藥科大學(xué)學(xué)報，１９９９，１６（４）：３０４－３０９．

［１３］ 張代佳，劉傳斌，修志龍． 微波技術(shù)在植物胞內(nèi)有效成分提取中的應(yīng)用［Ｊ］．中草藥，２０００，３１（９）：５－６．

［１４］ 安守強，李瑞國，梁成真，等． 微波提取苦蕎籽粒總黃酮最佳工藝的研究［Ｊ］．安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，２００７，３５（１０）：２８３３－２８３４．