葛根總黃酮提取工藝比較研究

楊麗維，陳穎，張峻

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葛根總黃酮提取工藝比較研究

楊麗維，陳穎，張峻

（天津市林業(yè)果樹研究所，天津 300384）

本研究采用乙醇浸提法和超聲波輔助乙醇提取法對葛根黃酮進(jìn)行提取，以期篩選出較佳的提取方法。通過試驗(yàn)對比，確定乙醇浸提法的工藝條件為乙醇濃度40%，固液比1:20（g/mL），提取溫度50 ℃，提取時間30 min。超聲波輔助提取法的工藝條件為超聲功率200 W，乙醇濃度40%，固液比1:20（g/mL），提取溫度50 ℃，超聲時間20 min。在條件相近的前提下，超聲波輔助提取法的葛根黃酮提取率為8.03%，比乙醇浸提法提取率提高了54%。可見，超聲波輔助提取法提取效果較好，具有節(jié)時、簡便、提取率高等優(yōu)點(diǎn)。

葛根；黃酮；乙醇浸提；超聲波輔助提取

葛根（Willd.）Ohwi），別名鹿藿、黃斤、雞齊，為豆科植物野葛的根，是一種常用的傳統(tǒng)中藥，也是藥食兩用的天然植物資源[1]。理化分析表明，葛根中主要有效成分為黃酮類物質(zhì)以及異黃酮類化合物，其中包括葛根素、大豆甙等。這些有效成分具有預(yù)防心腦血管疾病，舒張平滑肌解痙，抗促癌及誘導(dǎo)癌細(xì)胞分化，抗氧化，解酒、解熱及增強(qiáng)機(jī)體免疫力等功能[2]。隨著醫(yī)藥科學(xué)的發(fā)展，葛根有效成分的提取及開發(fā)利用價(jià)值備受研究者的關(guān)注。葛根的主要應(yīng)用一方面是加工各種淀粉類產(chǎn)品，二是提取葛根黃酮，將其作為食品、生物醫(yī)藥的重要原料[3]。目前報(bào)道從葛根中提取有效成分的方法主要有：加熱回流法、滲漉法、堿液法、浸提法（包括水提法、有機(jī)溶劑提?。?、酶解法和物理強(qiáng)化輔助提取等，但普遍存在能耗大，時間長，效率低等問題[4]。超聲波輔助提取則為新興的提取工藝[5]，它是利用超聲波具有的機(jī)械效應(yīng)、空化效應(yīng)和熱效應(yīng)，加速植物有效成分在溶劑中的擴(kuò)散釋放，促進(jìn)植物有效成分充分與溶劑混合[6]。利用超聲波提取葛根黃酮，其輔助效果明顯，可有效提高提取率，縮短提取時間、節(jié)約成本。本研究對乙醇浸提法與超聲波輔助提取法進(jìn)行條件比較，以期篩選出較佳的提取方法。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料、試劑及儀器

葛根：產(chǎn)自云南；葛根素標(biāo)準(zhǔn)品含量為95.5%，購自中國藥品生物制品檢定所；無水乙醇等其他試劑均為分析純。

主要儀器：TU-1901雙光束紫外可見分光光度計(jì)（北京普析通用儀器有限公司）；JYD-650智能型超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)（上海之信儀器有限公司）；Thermo Fisher R404A離心機(jī)（賽默飛世爾科技公司）；HZ-9212S恒溫振蕩器（太倉市科教器材廠）；鼓風(fēng)干燥箱（上海一恒科技有限公司）；HW·SY21-K電熱恒溫水浴鍋（北京市長風(fēng)儀器儀表公司）；JY-20A多功能粉碎機(jī)（浩瀚工貿(mào)有限公司）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 葛根黃酮提取工藝路線

葛根→洗凈→晾干→切片→置于鼓風(fēng)干燥箱中80 ℃下烘干→充分粉碎→過80目篩→稱取一定量葛根粉→乙醇浸提/200 W超聲波提取→離心（10 000 r/min，5 min）→取上清液→定容→紫外分光光度計(jì)檢測。

1.2.2 葛根黃酮提取率的測定

稱取5 mg葛根素標(biāo)準(zhǔn)品，加入5 mL 95%乙醇，溶解，配成1 mg/mL溶液，再從中吸取1 mL溶液，加入9 mL 95%乙醇，配成0.1 mg/mL溶液，溶解，備用。從0.1 mg/mL葛根素溶液中精密吸取0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 mL，分別置于小試管中，并各加入95%乙醇補(bǔ)充至1 mL，再分別加蒸餾水4 mL稀釋，搖勻。同時精密吸取95%乙醇1 mL，置小試管中，加水4 mL搖勻，作為空白對照溶液。在250 nm波長處測定吸光度值，同時得到如下方程：

＝15.618＋0.015 3（2＝0.998 1）

式中：為葛根素的濃度（mg/mL）；為吸光度值。

根據(jù)上述葛根素標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作方法，精密吸取一定量的葛根提取液置于小試管中，用95%乙醇補(bǔ)充至1 mL，再加入蒸餾水4 mL，搖勻，以空白試劑作為參比，在250 nm波長處測定吸光度值，帶入方程計(jì)算，得出樣品中總黃酮的含量，計(jì)算葛根黃酮的提取率。

式中：為樣品溶液中黃酮濃度（mg/mL）；為稀釋倍數(shù)；1為提取液的體積（mL）；為樣品重（g）。

1.2.3 乙醇浸提法和超聲波提取法提取工藝的比較研究

在兩種提取方法下，分別選取不同的乙醇濃度（30%、40%、50%、60%、70%）、提取溫度（40、50、60、70 ℃）、固液比（1:10、1:20、1:30）、提取時間（乙醇浸提法：15、30、60、90、120 min；超聲波提取法：5、10、15、20、25 min）進(jìn)行單因素試驗(yàn)，考察各因素對葛根黃酮提取率的影響，比較兩種提取方法的葛根黃酮提取率。

2 結(jié)果與分析

2.1 乙醇濃度對葛根黃酮提取率的影響

稱取2 g葛根粉2份，分別放置錐形瓶中，按照1:20的料液比加入不同濃度的乙醇，在50 ℃下分別進(jìn)行乙醇浸提和功率200 W的超聲輔助提取，提取時間均為15 min，考察不同乙醇濃度對葛根黃酮提取率的影響（圖1）。由圖1看出，在超聲提取過程中，葛根黃酮提取率隨乙醇濃度的增加呈先上升再下降的趨勢，當(dāng)濃度為40%時提取率最高，為7.89%。在乙醇浸提過程中，葛根黃酮提取率同樣呈先上升再下降的趨勢，但趨勢不明顯，最高提取率僅為5.28%。分析原因是：由于葛根中所含的黃酮類物質(zhì)種類較多，且不同單體間的極性范圍廣、差異大，而40%的乙醇濃度最有利于葛根黃酮的浸出。當(dāng)乙醇濃度過高時，一些非黃酮類物質(zhì)的溶出量逐漸增大，干擾因素也隨之增加，從而影響黃酮提取率。因此，確定乙醇濃度為40%時提取效果較好。

2.2 提取溫度對葛根黃酮提取率的影響

稱取2 g葛根粉2份，分別放置錐形瓶中，按照1:20的料液比加入40%的乙醇，在不同溫度下分別進(jìn)行乙醇浸提和功率200 W的超聲輔助提取，提取時間均為15 min，考察溫度對葛根黃酮提取率的影響（圖2）。由圖2可以看出，葛根黃酮在不同溫度下提取率有所不同。提取溫度為 50 ℃時，超聲波提取法中葛根黃酮提取率最高，為8.05%；乙醇浸提法中葛根黃酮提取率也達(dá)到最高，為5.14%。這是因?yàn)楫?dāng)溫度在適當(dāng)范圍內(nèi)，其對植物中有效成分的溶解和浸出具有一定的促進(jìn)作用；當(dāng)溫度過高時，一方面會使黃酮的化學(xué)結(jié)構(gòu)遭到破壞，影響提取效果，另一方面可能會導(dǎo)致提取溶劑揮發(fā)，使提取率降低。因此，選擇50 ℃為適宜提取溫度。

2.3 固液比對葛根黃酮提取率的影響

稱取2 g葛根粉2份，分別放置錐形瓶中，按照不同固液比加入40%的乙醇，在50 ℃下分別進(jìn)行乙醇浸提和功率200 W的超聲輔助提取，提取時間均為15 min，考察不同固液比對葛根黃酮提取率的影響（圖3）。由圖3可見，固液比對葛根黃酮提取率有一定影響，溶劑的用量直接影響黃酮浸提效果。在兩種提取方法中，固液比為1:20和1:30的葛根黃酮提取率均高于固液比為1:10的提取率。但從浸提效果、節(jié)約成本和降低濃縮負(fù)荷這3方面考慮，溶劑用量不宜過大，因此選擇固液比1:20為較佳提取條件。

2.4 提取時間對葛根黃酮提取率的影響

稱取2 g葛根粉2份，分別放置錐形瓶中，按照1:20的料液比加入40%的乙醇，在50 ℃下分別進(jìn)行乙醇浸提和功率200 W的超聲輔助提取，提取不同時間，考察不同提取時間對葛根黃酮提取率的影響（圖4）。由圖4所示，在乙醇浸提法中，提取時間為30 min時，葛根黃酮提取率最高，為5.12%。而超聲提取法在15～20 min時，提取率達(dá)到了8%以上?？梢?，不同提取方法在不同提取時間內(nèi)葛根黃酮提取率也有所不同。超聲提取法用時短，提取效率高，優(yōu)于乙醇浸提法。

2.5 不同提取方法葛根黃酮提取率的比較

通過對上述單因素試驗(yàn)結(jié)果的分析，兩種提取方法分別得出較優(yōu)的工藝條件，在此條件下分別進(jìn)行重復(fù)提取試驗(yàn)，比較葛根黃酮提取率（圖5）。由圖5所示，超聲提取法采用濃度為40%的乙醇，在功率為200 W，固液比為1:20，50 ℃下超聲提取20 min，重復(fù)提取3次，測得葛根黃酮的平均提取率為8.03%。乙醇浸提法采用濃度為40%的乙醇，固液比為1:20，在50 ℃的水浴下提取30 min，重復(fù)提取3次，測得葛根黃酮的平均提取率為5.21%。可見，在提取工藝相近的前提下，超聲提取法比乙醇浸提法提取率提高了54%，提取時間縮短了1/3。

3 結(jié)論

通過試驗(yàn)得出，乙醇浸提法較優(yōu)的提取工藝條件為：乙醇濃度40%，固液比1:20（g/mL），提取溫度50 ℃，提取時間30 min，葛根黃酮的平均提取率為5.21%。超聲波提取法較優(yōu)的提取工藝條件為：超聲功率200 W，乙醇濃度40%，固液比1:20（g/mL），提取溫度50 ℃，超聲時間20 min，葛根黃酮的平均提取率為8.03%。

通過對兩種提取方法進(jìn)行比較，在提取工藝相近的前提下，超聲提取法比乙醇浸提法提取率提高了54%，提取時間縮短了1/3。兩種提取工藝均用乙醇作為提取劑，安全，可回收。相比之下，傳統(tǒng)的乙醇浸提法提取時間較長、提取效率低，而超聲提取法所用時間短、提取效率高，具有明顯的優(yōu)勢。

參考文獻(xiàn)：

[1] 中華人民共和國衛(wèi)生部藥典委員會. 中華人民共和國藥典（2005）[M]. 北京：人民衛(wèi)生出版社，2005.

[2] 劉云，張瑤，和潤喜. 葛根及葛根食品的研究與開發(fā)現(xiàn)狀[J]. 中國林副特產(chǎn)，2010，2（1）：94-97.

[3] 雷小丹，邱朝坤，劉曉宇，等. 葛根黃酮提取工藝條件優(yōu)化的響應(yīng)面分析[J]. 食品科技，2011，36（9）：223-226.

[4] 江立虹. 葛根開發(fā)現(xiàn)狀及前景分析[J]. 中國林副特產(chǎn)，2004，12（6）：59-60.

[5] 湯曉，朱建華. 三種葛根總黃酮提取工藝的比較及優(yōu) 化[J]. 遼寧農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，10（5）：1-4.

[6] 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(bào)（自然科學(xué)版），2009，12（4）：61-64.

[7] 王瑞，周鴻翔，田婭玲，等. 微波輔助提取葛根黃酮的工藝研究[J]. 中國釀造，2014，33（3）：81-86.

[8] 諸愛士. 葛根黃酮提取工藝優(yōu)化[J]. 浙江科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，25（5）：366-372.

[9] 李杏元，陳國安. 微波輔助提取葛根黃酮工藝的優(yōu)化[J]. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，51（16）：3572-3574.

[10] 周鮮嬌，楊林華，潘進(jìn)權(quán). 葛根中黃酮提取工藝的研究[J]. 湛江師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2012，12（6）：88-93.

[11] 周麗. 葛根異黃酮的提取、純化及水解工藝的研究[D]. 哈爾濱：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2012.

[12] 李倩. 離子液體微波輔助提取葛根總黃酮及純化的研究[D]. 武漢：武漢工程大學(xué)，2012.

[13] 甘琳. 葛根總黃酮的提取與分離純化工藝研究[D]. 武漢：武漢工程大學(xué)，2010.

Research and Comparison of Extraction Process ofFlavonoids

YANG Li-wei, CHEN Ying, ZHANG Jun

（Tianjin Research Institution of Forestry and Pomology，Tianjin 300384，China）

Two kinds of process method of ethanol extraction and ultrasonic-assisted extraction were be used to extractflavonoids in this study，in order to select the better extraction method. Through experiment contrast，the process conditions of ethanol extraction are as follows: ethanol concentration is 40%，the solid-liquid ratio is 1:20，extraction temperature is 50 ℃，extracting time is 30 min. The process conditions of ultrasonic-assisted extraction are as follows: ultrasonic power is 200 W，ethanol concentration is 40%，the solid-liquid ratio is 1:20，extraction temperature is 50 ℃，extracting time is 20 min. On the premise of similar condition，extraction efficiency offlavones was 8.03% in ultrasonic-assisted extraction，and increased by 54%.than that of the ethanol extraction. In conclusion，ultrasonic processing has the best effect and have advantages of saving time，convenient and high extraction rate.

; flavonoids; ethanol extraction; ultrasonic-assisted extraction

TS218

A

1008-5394（2016）03-0027-04

2016-04-29

天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院院長基金項(xiàng)目“葛根黃酮苷類成分提取技術(shù)研究及功能食品開發(fā)”（13013）

楊麗維（1981-），女，天津市人，助理研究員，碩士，主要從事農(nóng)產(chǎn)品加工方面的研究工作。E-mail：liwei981916@163.com。