欒華總酚提取工藝的優(yōu)化

王艷飛，王雪慧，郁惠敏，王寧寧，蔣莉珂，陳文娟，袁

河南大學(xué) 藥學(xué)院，河南 開封 475004

欒華總酚提取工藝的優(yōu)化

河南大學(xué) 藥學(xué)院，河南 開封 475004

〔目的〕用超聲法和微波法提取欒華中的總酚，并對(duì)兩種提取方法進(jìn)行對(duì)比研究，探討最優(yōu)提取條件，確定最佳提取工藝?！卜椒ā惩ㄟ^(guò)單因素考察實(shí)驗(yàn)，分別考察乙醇體積分?jǐn)?shù)、料液比、提取時(shí)間等因素對(duì)總酚提取率的影響；用紫外分光光度法測(cè)定總酚吸光度，并在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行正交試驗(yàn)?！步Y(jié)果〕超聲法的最佳提取工藝條件：乙醇的體積分?jǐn)?shù)為30%，料液比為1 g∶30 mL，超聲時(shí)間為40 min。微波法的最佳提取工藝條件：乙醇體積分?jǐn)?shù)為50%，料液比為1 g∶35 mL，微波時(shí)間為90 s?！步Y(jié)論〕微波法是欒華中提取總酚的最佳提取方法。

欒華；總酚；超聲法；微波法；提取工藝

欒華為欒樹干燥的花，味苦、性寒、無(wú)毒，歸肝經(jīng)，具有清肝明日、消腫止痛的功效，主要用于治療目赤腫痛、多淚、眼角潰爛等癥。多與黃連合用，清火解毒，以達(dá)到消日赤火熱的功效[1]。欒華在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中，已經(jīng)應(yīng)用于多種疾病的治療。文獻(xiàn)[2]報(bào)道，欒華中含有豐富的植物多酚。植物多酚是植物體內(nèi)最重要的復(fù)雜酚類次生代謝產(chǎn)物，含有酚羥基結(jié)構(gòu)，具有獨(dú)特的藥理和生理活性，在抗病毒、抗氧化、抗腫瘤及延緩組織和人體衰老等方面具有優(yōu)良的作用。攝取一定量的植物多酚能夠有效預(yù)防和抑制疾病發(fā)生[3-4]。我們以欒華中的總酚含量為指標(biāo)，考察不同的提取工藝條件，以確定欒華總酚提取的最佳提取方法。

1 材料和儀器

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

欒華采于河南大學(xué)，粉碎后備用。

1.2 儀器與試劑

NJL07-3型實(shí)驗(yàn)專用微波爐(南京杰全微波設(shè)備有限公司)，UV-1600紫外分光光度計(jì)(日本島津SHIMADZU)，As3120超聲波清洗儀(天津奧特賽恩儀器有限公司)。沒食子酸、乙醇、鎢酸鈉、磷鉬酸、H3PO4、Na2CO3，均為分析純。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作

本實(shí)驗(yàn)采用Folin-D法顯色測(cè)定總酚含量[5]，以沒食子酸為對(duì)照品。

FD顯色劑的配制方法：稱取50.0 g鎢酸鈉和10.0 g磷鉬酸，溶于100 mL蒸餾水；加入25 mL磷酸，加熱回流2 h；冷卻至室溫，定容至500 mL。

準(zhǔn)確稱取0.050 1 g沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)品，用蒸餾水定容至100 mL容量瓶中，搖勻，制成濃度為0.501 mg/mL的沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)溶液。用吸量管分別精密吸取0 mL、0.1 mL、0.2 mL、0.3 mL、0.4 mL、0.5 mL、0.6 mL沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)溶液；各加入0.5 mL FD顯色劑，充分搖勻，放置5 min；加入1 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的碳酸鈉溶液，混勻后用蒸餾水定容至25 mL，常溫下反應(yīng)30 min；在765 nm波長(zhǎng)下測(cè)定不同濃度沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度，以濃度為橫坐標(biāo)、以吸光度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，結(jié)果見圖1。

圖1 沒食子酸總酚標(biāo)準(zhǔn)曲線

2.2 欒華總酚的提取及測(cè)定

2.2.1 超聲法 精密稱取欒華粉末0.5 g，置于50 mL的小燒杯中，加入適量體積分?jǐn)?shù)的乙醇水溶液，超聲提取，抽濾。濾渣用相應(yīng)體積分?jǐn)?shù)的乙醇水溶液洗滌3次。將洗液并入濾液中，減壓低溫旋蒸，除去乙醇；加水定容至50 mL，作為儲(chǔ)備液。精密量取0.1 mL儲(chǔ)備液，置10 mL的容量瓶中；加入FD試劑0.5 mL，再加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的碳酸鈉溶液1.0 mL，用蒸餾水定容至刻度，混勻，放置30 min；在765 nm處，用紫外分光光度計(jì)測(cè)定相應(yīng)吸光度，測(cè)定3次，取平均值，帶入回歸方程得到總酚含量，按下式計(jì)算總酚提取率：

2.2.2 微波法 精密稱取欒華粉末0.5 g，置50 mL的錐形瓶中，按要求加入適量體積分?jǐn)?shù)的乙醇水溶液，微波提取，抽濾。按2.2.1中抽濾后的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作和計(jì)算。

2.3 單因素實(shí)驗(yàn)

2.3.1 超聲法 參考相關(guān)文獻(xiàn)，考慮溫度過(guò)高會(huì)影響多酚的穩(wěn)定性，造成部分多酚分解，同時(shí)為方便實(shí)際應(yīng)用，研究了在常溫、超聲功率800 W條件下，乙醇體積分?jǐn)?shù)為(30%、40%、50%、60%、70%、80%)、料液比(1 g∶10 mL、1 g∶20 mL、1 g∶30 mL、1 g∶40 mL、1 g∶50 mL、1 g∶60 mL)、超聲時(shí)間(20 min、30 min、40 min、50 min、60 min、70 min、80 min、90 min、100 min)時(shí)對(duì)欒華總酚提取率的影響。均進(jìn)行3次平行試驗(yàn)，提取濾液后定容，按照2.2.1中的方法測(cè)定，并計(jì)算欒華總酚提取率。

2.3.2 微波法 查閱相關(guān)文獻(xiàn)結(jié)合實(shí)際情況，研究了在35 ℃、350 W微波功率條件下，乙醇體積分?jǐn)?shù)為(30%、40%、50%、60%、70%、80%)、料液比(1 g∶10 mL、1 g∶15 mL、1 g∶20 mL、1 g∶25 mL、1 g∶30 mL、1 g∶35 mL、1 g∶40 mL、1 g∶50 mL)、微波時(shí)間(30 s、60 s、90 s、120 s、150 s、180 s)時(shí)對(duì)欒華總酚提取率的影響。均進(jìn)行3次平行試驗(yàn)，提取濾液后定容，按照2.2.2中的方法測(cè)定，并計(jì)算欒華總酚提取率。

2.4 正交實(shí)驗(yàn)

2.4.1 超聲法 在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，利用正交實(shí)驗(yàn)考察乙醇體積分?jǐn)?shù)、料液比、超聲時(shí)間對(duì)欒華總酚提取率的影響。每個(gè)因素分別設(shè)置3個(gè)水平，在常溫下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，優(yōu)選最佳工藝條件[6]。正交設(shè)計(jì)表見表1。

2.4.2 微波法 通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)分別選出乙醇體積分?jǐn)?shù)、料液比、微波時(shí)間等各個(gè)因素的3個(gè)相對(duì)優(yōu)良水平，在35 ℃ 350 W功率下進(jìn)行微波提取欒華總酚的正交實(shí)驗(yàn)，優(yōu)選最佳提取工藝條件[7]。正交設(shè)計(jì)表見表2。

表1 超聲提取法正交設(shè)計(jì)因素水平表

表2 微波提取法正交設(shè)計(jì)因素水平表

2.5 提取工藝的驗(yàn)證

利用正交試驗(yàn)優(yōu)選出的最佳微波和超聲提取工藝條件，進(jìn)行3次驗(yàn)證試驗(yàn)，以確定欒華總酚提取工藝的重現(xiàn)性和可操作性。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同因素對(duì)欒華總酚提取率的影響

3.1.1 乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)欒華總酚提取率影響 不同體積分?jǐn)?shù)的乙醇對(duì)欒華總酚提取率的影響，見圖2。在用超聲法和微波法提取欒華總酚的過(guò)程中，總酚提取率隨乙醇體積分?jǐn)?shù)的增加呈先升高后降低的趨勢(shì)。當(dāng)乙醇的體積分?jǐn)?shù)達(dá)到50%時(shí)，兩種方法的提取率均達(dá)到最高；當(dāng)乙醇的體積分?jǐn)?shù)超過(guò)50%后，超聲法提取總酚的提取率下降幅度較大。因此，超聲法提取欒華中的總酚，較合適的乙醇體積分?jǐn)?shù)為30%～50%；微波法提取欒華中的總酚，較合適的乙醇體積分?jǐn)?shù)為40%～60%。

圖2 乙醇的體積分?jǐn)?shù)對(duì)總酚提取率的影響

3.1.2 料液比對(duì)欒華總酚提取率影響 不同料液比對(duì)欒華總酚提取率的影響見圖3。用超聲法提取欒華中的總酚，料液比在1∶10～1∶30范圍內(nèi)，總酚提取率隨料液比增大而升高，且幅度較大；當(dāng)料液比超過(guò)1∶30后，總酚提取率隨料液比的增大而降低。用微波法提取欒華中的總酚，料液比在1∶10～1∶35范圍內(nèi)，總酚提取率隨料液比的增加而升高；當(dāng)料液比超過(guò)1∶35后，總酚提取率降低。因此，超聲法提取欒華中的總酚，較合適的料液比為1∶20～1∶40；微波法提取欒華中的總酚，較適宜的料液比為1∶30～1∶40。

圖3 不同料液比對(duì)總酚提取率的影響

3.1.3 提取時(shí)間對(duì)欒華總酚提取率影響 不同提取時(shí)間對(duì)欒華總酚提取率的影響，見圖4和圖5。

圖4 超聲法提取時(shí)間對(duì)欒華總酚提取率的影響

圖5 微波法提取時(shí)間對(duì)欒華總酚提取率的影響

由圖4可知，超聲法提取20～40 min，總酚的提取率呈上升趨勢(shì)。隨著提取時(shí)間的延長(zhǎng)，提取率變化不穩(wěn)定。雖然在80 min時(shí)的提取率較高，但與40 min相比差別不大，且考慮到實(shí)際應(yīng)用的時(shí)間效益，認(rèn)為超聲法提取時(shí)間以30～60 min為佳。

由圖5可知，微波法提取30～90 s，總酚的提取率呈上升趨勢(shì)。提取時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，提取率反而降低。而且，在高溫下微波時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致多酚分解，影響多酚的穩(wěn)定性[8]。綜合考慮，認(rèn)為微波法提取時(shí)間以30～90 s為佳。

3.2 欒華總酚提取的正交試驗(yàn)結(jié)果

以總酚提取率為標(biāo)準(zhǔn)，試驗(yàn)結(jié)果見表3、表4。

表3 超聲法的正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表4 微波法正交試驗(yàn)結(jié)果

由表3可知，超聲法的最佳提取工藝條件是A1B2C2，對(duì)應(yīng)于表1中的乙醇體積分?jǐn)?shù)30%、料液比1 g∶30 mL、提取時(shí)間40 min。由表4可知，微波法的最佳提取工藝條件是A2B2C3，對(duì)應(yīng)于表2中的乙醇體積分?jǐn)?shù)50%、料液比1 g∶35 mL、微波時(shí)間90 s。

3.3 最佳條件分析驗(yàn)證結(jié)果

為了確保提取工藝的合理可行，需要對(duì)優(yōu)選出的最佳條件進(jìn)行三次平行實(shí)驗(yàn)，取平均值，結(jié)果見表5。

表5 最佳條件驗(yàn)證結(jié)果

4 結(jié)論

超聲法的最佳提取工藝條件是乙醇體積分?jǐn)?shù)為30%、料液比為1 g∶30 mL、提取時(shí)間為40 min。通過(guò)極差分析結(jié)果可得，影響欒華總酚提取率的主次因素為：乙醇體積分?jǐn)?shù)>超聲時(shí)間>料液比。乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)總酚提取率的影響最為顯著。根據(jù)最優(yōu)工藝條件進(jìn)行重復(fù)性實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，優(yōu)選出來(lái)的工藝穩(wěn)定可靠，重現(xiàn)性好，具有實(shí)用性和可操作性。

微波法的最佳提取工藝條件是乙醇體積分?jǐn)?shù)為50%、料液比為1 g∶35 mL、微波時(shí)間為90 s。通過(guò)極差分析可得，影響欒華總酚提取率的主次因素為：乙醇體積分?jǐn)?shù)>微波時(shí)間>料液比。結(jié)果表明，乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)欒華總酚提取率的影響最為顯著。

當(dāng)提取率達(dá)到最高時(shí)，超聲法與微波法所用提取溶劑乙醇的量相近；超聲法的料液比為1∶30，微波法的料液比為1∶35；微波法實(shí)驗(yàn)時(shí)間短，均在3 min內(nèi)，而超聲法則需30 min以上。在最優(yōu)的提取條件下，兩者的提取率也相當(dāng)。綜合而論，微波法及其最優(yōu)提取工藝是提取欒華總酚的最優(yōu)提取方法。

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[責(zé)任編輯 段金卯]

Optimization on Extraction Technology of Total Phenols from Koelreuterias Rind

Pharmacy College, Henan University, Kaifeng 475004, China

〔Objective〕The microwave and ultrasonic methods were used to extract total phenols from Koelreuterias rind respectively, and their best extraction conditions were optimized by orthogonal test ,and the best extraction method have been established. 〔Methods〕Using ultrasonic and microwave methods to extract total phenol from Koelreuterias rind, three main factors including concentration of ethanol, ratio of solid to liquid, extraction time were studied through the single factor experiment respectively. The best extraction technology conditions and the best extraction method were determined by using ultraviolet spectrophotometry．〔Results〕 The optimal extraction technological conditions of ultrasonic method were as ethanol concentration 30% and ratio of material to solvent 1∶30 for 40 min. The optimal extraction technological conditions of microwave method were as ethanol concentration 50% and ratio of material to solvent 1∶35 for 90 s. 〔Conclusion〕The microwave method is the best extraction method during the extraction of the total phenol from Koelreuterias rind．

Koelreuterias rind; total phenols; microwave methods；ultrasonic methods; extraction technology

1672-7606(2017)01-0030-05

2016-11-17

河南大學(xué)民生學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)支持計(jì)劃項(xiàng)目(MSCXCY2015051)

王艷飛(1991-)，女，河南新鄉(xiāng)人，碩士研究生，從事藥物新材料的生物安全性研究工作。

袁琦(1974-)，女，河南開封人，副教授，碩士生導(dǎo)師，從事藥物新材料的生物安全性研究工作。

R284.2

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