正交試驗法對樟樹根中總黃酮提取工藝的優(yōu)選

江慧華　吳禎蕓　王丘艷

摘要：以樟樹[Cinnamomum camphora （L.） Presl.]根為原料，利用超聲波輔助提取樟樹根中的總黃酮成分。在單因素試驗的基礎(chǔ)上，采用正交試驗法，重點考察了超聲波功率、提取溫度、提取時間和料液比等因素對總黃酮提取率的影響，并最終確定最佳工藝條件為：超聲功率為480 W，提取溫度為50 ℃，料液比為1∶25（g∶mL），提取時間為30 min，采用該最佳提取工藝，總黃酮的提取率可達13.50% 。

關(guān)鍵詞：樟樹[Cinnamomum camphora （L.） Presl.]根；總黃酮；超聲波；正交試驗

中圖分類號：S792.23；R284.2 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）22-5711-03

Abstract： The extraction of flavonoids from Camphor tree Root with ultrasonic wave was studied. On the basis of mono factor and orthogonal experimental design， the influence of several parameters on the extraction rate of total flavonoids were investigated importantly， including ultrasonic power， ultrasonic extracted temperature， ultrasonic extracted time， and material/extraction solution ratio etc. And the optimum extraction conditions were as follows： ultrasonic power 480 W，ultrasonic extracted temperature 50 ℃，material/extraction solution ratio 1∶30 and ultrasonic extracted time 30 min. Under the above optimum conditions，The total flavonoids yielded 13.50%.

Key words： [Cinnamomum camphora （L.） Presl.]； total flavonoids； ultrasonic wave assisted extraction； orthogonal test

樟樹[Cinnamomum camphora （L.） Presl.]系樟樹屬常綠喬木植物，是中國亞熱帶闊葉林的主要樹種之一，在中國資源非常豐富[1]。中醫(yī)認為樟樹有祛風(fēng)除濕、行氣止痛、活血化瘀、通利關(guān)節(jié)之功效[2]。然而中國對于樟樹開發(fā)利用仍無法發(fā)展成為優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)。主要原因：①對資源的價值認識不足，缺乏物盡其用的意識，資源浪費現(xiàn)象嚴重；②開發(fā)成本過高，因而增加了開發(fā)利用樟樹資源的難度；③缺乏系統(tǒng)的理論和技術(shù)指導(dǎo)，缺乏資源綜合利用和配套技術(shù)的集成。

植物中總黃酮的提取一般是采用傳統(tǒng)的有機溶劑提取法。近年來，超聲波輔助提取法在中藥材有效成分的提取方面受到重視，是頗具發(fā)展?jié)摿Φ囊环N新提取技術(shù)。超聲波輔助提取中藥材總黃酮已有報道[3-7]。而有關(guān)超聲波輔助提取樟樹根中總黃酮尚未見報道。本研究采用正交試驗法對影響總黃酮得率的關(guān)鍵因素進行優(yōu)化，優(yōu)選出最佳工藝及最優(yōu)提取方法，為進一步開發(fā)樟樹提供一定的參考。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

原料：樟樹根部，采于武夷學(xué)院校內(nèi)，經(jīng)過李國平教授鑒定為樟樹根。

試劑：無水甲醇、亞硝酸鈉、硝酸鋁、氫氧化鈉、蘆丁，以上試劑均為分析純，水為去離子水。

主要儀器：UV-2550型紫外可見分光光度計（日本島津有限公司）；DHG-9075A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（上?；厶﹥x器制造有限公司）；SBH-III型循環(huán)水式多用真空泵（鄭州長城科工貿(mào)有限公司）；WK-400A型高速藥物粉碎機（中國山東青州市精誠機械有限公司）；BSA323S型電子天平（賽多利斯科學(xué)儀器有限公司）；KQ-600KDE型高功率數(shù)控超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司）。

1.2 方法

1.2.1 蘆丁標準曲線的繪制[8-11] 準確稱取蘆丁0.010 0 g，加甲醇溶解，定容到25 mL，準確移取0.025、0.050、0.075、0.100、0.125、0.250、0.500、0.750和1.000 mL分別置于50 mL容量瓶中，加50 g/L亞硝酸鈉溶液2.00 mL，搖勻后放置6 min，加100 g/L硝酸鋁溶液2.00 mL，搖勻，放置6 min，加40 g/L氫氧化鈉溶液20 mL，再加60%甲醇定容至刻度，搖勻，放置15 min。用UV-2550型紫外分光光度計在510 nm處測定吸光度。以蘆丁濃度C（mg/mL）對吸光度A進行線性回歸得標準曲線回歸方程。

1.2.2 樟樹根中總黃酮提取方法 樟樹根自然晾干，切碎后入粉碎機粉碎，過100目篩后備用。準確稱取0.500 0 g樟樹根粉末，置于100 mL錐形瓶中，加入一定量的提取劑（試驗采用無水甲醇溶液），在一定超聲波功率下，提取一段時間，對所得提取液進行減壓抽濾，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)、濃縮，得樟樹根總黃酮粗提液。準確移取總黃酮粗提液0.1 mL，置于25 mL容量瓶中，按“1.2.1”的方法測定樟樹根中總黃酮含量。由此得出提取率為：提取率=總黃酮提取質(zhì)量×100%/樟樹根質(zhì)量。

1.2.3 單因素試驗 設(shè)計4組單因素試驗，重點考察提取溫度（30、40、50、60、70 ℃）、提取時間（15、20、25、30、35 min）、超聲波功率（360、420、480、540、600 W）和料液比（1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30）（g∶mL，下同）對樟樹根總黃酮提取率的影響，優(yōu)化出單因素條件下提取總黃酮的工藝條件。

1.2.4 正交試驗 在單因素試驗的基礎(chǔ)上，對影響總黃酮提取效果的因素及參數(shù)進行篩選，進一步研究各因素對提取效果的綜合影響，最終篩選出提取最佳工藝參數(shù)，因素與水平見表1。

2 結(jié)果與分析

2.1 標準曲線的繪制

以蘆丁濃度C（mg/mL）對吸光度A進行線性回歸，繪線性回歸方程是：A=0.007 87×C+0.013 18；r=0.997 99（圖1）。

2.2 單因素試驗結(jié)果

2.2.1 提取溫度對提取率的影響 在料液比為1∶25，提取功率為480 W，提取時間為30 min，提取溫度分別為30、40、50、60、70 ℃的條件下考察提取溫度對樟樹根總黃酮提取率的影響。在30～50 ℃，溫度升高，總黃酮提取率增大，在溫度為50 ℃時，總黃酮提取率達8.80%，之后隨著溫度的增加，總黃酮提取率開始下降，這種情況可能是由于溫度過高，容易導(dǎo)致總黃酮結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，導(dǎo)致總黃酮提取率降低（圖2）。

2.2.2 提取時間對提取率的影響 在料液比為1∶25，提取功率為480 W，提取溫度為50 ℃，提取時間分別為15、20、25、30、35 min的條件下考察提取時間對樟樹根總黃酮提取率的影響。15～30 min時提取率上升，在時間為30 min時，總黃酮提取率達9.74%，之后隨著時間的增加，總黃酮提取率開始下降，可能的原因是超聲波時間過長導(dǎo)致總黃酮結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，綜合時間和提取率因素，最佳提取時間為30 min（圖3）。

2.2.3 超聲波功率對提取率的影響 在料液比為1∶25，提取溫度為50 ℃，提取時間30 min，超聲波功率分別為360、420、480、540、600 W的條件下考察超聲波功率對樟樹根總黃酮提取率的影響。在360～480 W，隨著功率的增大，總黃酮的提取率增大，在功率為480 W時，總黃酮提取率達5.79%，之后隨著功率的增大，總黃酮提取率開始下降，這是由于超聲波產(chǎn)生的振蕩作用，雖可增加細胞內(nèi)物質(zhì)的釋放、擴散及溶解，但過大的超聲波功率也可使部分總黃酮發(fā)生降解（圖4）。

2.2.4 料液比對提取率的影響 在提取溫度50 ℃，提取時間30 min，提取功率480 W，料液比分別為1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30的條件下考察料液比對樟樹根總黃酮提取率的影響。從料液比1∶10到1∶25，提取率提高，在料液比為1∶25時，總黃酮提取率達4.69%，之后隨著溶劑的增加，總黃酮提取率開始下降，溶劑用量過大，增加提取成本，所以最佳料液比選擇為1∶25（圖5）。

2.3 正交試驗結(jié)果

正交試驗結(jié)果見表2。由表2可知，4種因素對提取率的影響主次因素為料液比>提取功率>提取時間>提取溫度，即B>D>C>A。樟樹根中總黃酮含量的優(yōu)化水平組合為A2B2C2D2，即最佳提取工藝條件為超聲波提取時間30 min、超聲波功率480W、提取溫度50 ℃、料液比1∶25，在此條件下進行了3次平行試驗，測得樟樹根總黃酮提取率為13.50%。

3 小結(jié)

超聲波法提取樟樹根總黃酮方法簡便，提取時間短，總黃酮提取率高，其最優(yōu)化工藝條件為超聲波提取時間30 min、超聲波功率480 W、溫度50 ℃、料液比1∶25。在此條件下，樟樹根總黃酮提取率為13.50%。從節(jié)能和時間效率兩方面出發(fā)，超聲波技術(shù)提取樟樹根總黃酮具有明顯的優(yōu)勢，其應(yīng)用前景良好。

參考文獻：

[1] 郭林林.樟樹化學(xué)成分的系統(tǒng)研究[D].長沙：中南林業(yè)科技大學(xué)，2011.

[2] 李振華，溫 強，戴小英，等.樟樹資源利用現(xiàn)狀與展望[J].江西林業(yè)科技，2007（6）：30-33.

[3] 康永鋒，李 艷，段吳平，等.超聲波輔助提取赤豆中總黃酮的工藝研究[J].時珍國醫(yī)國藥，2011，22（7）：1695-1697.

[4] 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，2009，18（1）：281-284.

[5] 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)物研究與開發(fā)，2005（1）：55-58.

[6] 姜少娟，馬養(yǎng)民，孔東寧，等.超聲波法提取沙棘果渣中總黃酮的最佳工藝研究[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2006，10（3）：184-188.

[7] 王 寧，李遠志，徐莉珍，等.超聲波法提取柿葉總黃酮的工藝研究[J].現(xiàn)代食品科技，2008，24（7）：687-690.

[8] 張 巖，曹國杰，張 燕，等.黃酮類化合物的提取以及檢測方法的研究進展[J].食品研究與開發(fā)，2008，29（1）：49-56.

[9] 張紀寧，歐陽艷.黃酮類化合物的提取工藝研究進展[J].伊犁師范學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2008，15（2）：244-265.

[10] 耿敬章.超聲波輔助提取玉米中黃酮類化合物[J].食品研究與開發(fā)，2008，29（8）：42-45.

[11] 郭國瑞，謝永榮，鐘海山.超聲波提取銀杏黃酮苷的工藝研究[J].贛南師范學(xué)院學(xué)報，2001，16（3）：133-141.

（責(zé)任編輯 龍小玲）