正交試驗優(yōu)化新疆芫荽中總黃酮提取工藝

阿依古麗·塔什波拉提 故麗巴哈·艾合買提 阿不力孜·艾力

摘要[目的]優(yōu)化新疆芫荽中總黃酮提取工藝。[方法]以新疆芫荽地上部分為原料，采用單因素試驗和正交試驗設(shè)計，以紫外分光光度法測定提取液中總黃酮提取率。[結(jié)果]新疆芫荽地上部分總黃酮優(yōu)化后提取工藝：提取溶劑（乙醇）濃度為40%，提取時間為120 min，固液比為1∶15，提取溫度為60 ℃，粒度為40目，提取次數(shù)為2。在上述工藝條件下，黃酮提取率達3.28%。[結(jié)論]采用正交試驗設(shè)計優(yōu)化后的新疆芫荽地上部分總黃酮的提取工藝是合理可行的。

關(guān)鍵詞新疆芫荽；醇提取工藝；總黃酮；紫外可見光譜儀

中圖分類號S573+.2文獻標識碼

A文章編號0517-6611（2017）22-0001-04

Abstract[Objective] The aim was to optimize technological parameters for extraction of total flavonoids from Coriandrum sativum L.. [Method] Aerial parts of Coriandrum sativum L. as raw material， using single factor experiment and orthogonal experiment design， the extraction ratio of total flavonoids from the Coriandrum sativum L. was deter mined by UVVis spectrophotometry， and the technology parameters of extraction of total flavonoids from the Coriandrum sativum L. were studied. [Result] The optimal extraction process conditions were as followed： 40% of solvent concentration， 120 min of extraction time， 1∶20 of solidliquid ratio， 60 ℃ of extraction temperature， 40 mesh of material size and twice extraction， above the optimal conditions， the extraction ratio of total flavonoids from the Coriandrum sativum L. was 3.28%. [Conclusion] The optimized technological parameters for extraction of total flavonoids from Coriandrum sativum L. by orthogonal experiment is reasonable and feasible.

Key wordsCoriandrum sativum L.；Ethanol extraction process；Total flavone；Uvvis spectrophotometry

芫荽（Coriandrum sativum L.），俗稱香菜，又名胡荽，屬傘形科植物，為一年生草本植物，高20～60 cm，全株無毛，莖直立，中空，具細條棱[1]，是作為藥用和調(diào)味食品較古老的芳香蔬菜之一，原產(chǎn)地中海沿岸等地。

芫荽的葉、根莖、籽均可入藥。中醫(yī)以全草入藥，性溫，味辛，功能解表，透發(fā)麻疹，內(nèi)有驅(qū)風、健胃和刺激的作用，主要用于治療麻疹、消化不良、感冒風寒、流行性感冒、發(fā)熱頭痛、痢疾下血和高血壓，外用有鎮(zhèn)痛效果，還對某些食物中毒有解毒作用[2]。芫荽的上述治病功能與其含有的化學成分密切相關(guān)，芫荽全草富含蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、胡蘿卜素、維生素B1等營養(yǎng)物質(zhì)[3]，含有鈣、磷、鉀、鈉、鎂、鋅等礦物質(zhì)及銅、錳、硒等稀有金屬[4]，同時含有多種氨基酸[5]，其中胡蘿卜素和鐵的含量較高，是番茄、黃瓜、菜豆的10倍以上，鈣、鐵含量也高于其他蔬菜[6]。

黃酮類化合物具有許多有益的生理效應與藥理作用，越來越引起人們的重視。黃酮類化合物的生理活性作用較廣泛，具有生物抗氧化性、清除自由基作用、抗衰老、治療心腦血管疾病、降血脂降血壓作用、降低血糖作用、抗癌作用、鎮(zhèn)痛作用、免疫作用、抗炎作用、抗菌作用、對消化性潰瘍的保護作用等藥用保健功能[7-11]。目前，國內(nèi)外主要是從銀杏葉、大豆、山楂葉、荷葉、芹菜葉、水芹、花生殼、芝麻葉等材料中提取黃酮類化合物，而對新疆芫荽地上部分的研究鮮見報道。為此，筆者以新疆芫荽地上部分中總黃酮（以蘆丁計）得率為評價指標，采用單因素和正交試驗優(yōu)化了芫荽中總黃酮提取工藝，用紫外-可見分光光度法測定總黃酮含量，建立了新疆芫荽地上部分中總黃酮提取較佳工藝條件，以期為新疆芫荽資源的綜合開發(fā)利用提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料

1.1.1植物材料。芫荽的地上部分：6月底一次性采自喀什市，除掉黃葉和根，洗凈，在干燥陰涼處（室溫）晾干，置于55 ℃烘箱中干燥至恒重，粉碎，過40目標準篩（粒徑0.42 mm），置于封口塑料袋中，放入干燥器備用。

1.1.2試劑。蘆?。荷噭ê俊?5%），上海試劑二廠生產(chǎn)； 甲醇、乙醇、石油醚、丙酮、硝酸鋁[Al（NO3）3]、氫氧化鈉（NaOH）、亞硝酸鈉（NaNO2）均為分析純。

1.1.3主要儀器。DYQ-188型流水式粉碎機（上海亞榮生化儀器廠）； 電熱恒溫水浴鍋（上海博訊實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠）；721分光光度計（上海第三分析儀器廠）；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器（上海亞榮生化儀器廠）；SHZ-D（Ⅲ） 循環(huán)水式真空泵（上海東璽制冷儀器設(shè)備有限公司）；GM-0.5B型隔膜真空泵（天津市津騰實驗設(shè)備有限公司）；正交試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析用學韜軟件工作室的正交設(shè)計助手軟件 version 3.1。

1.2方法

1.2.1提取工藝流程。芫荽地上部分→去根，除雜，洗凈，瀝干水→烘干（60 ℃）→粉碎→過篩→乙醇加熱回流提取→減壓真空抽濾→濾液減壓旋轉(zhuǎn)蒸餾濃縮→石油醚脫色→棄去石油醚層→收集乙醇層→定容，得總黃酮粗提取液。

1.2.2蘆丁標準溶液的配制。稱取蘆丁對照品0.052 2 g，用無水乙醇溶解，定容至100 mL，得濃度為0.522 0 mg/mL的蘆丁對照品溶液。吸取蘆丁對照品溶液5.00 mL，用30%乙醇定容至25 mL，得濃度為0.104 4 mg/mL的蘆丁對照品溶液。

1.2.3標準曲線的繪制[8]。吸取“1.2.2”蘆丁對照品溶液（0.104 4 mg/mL）0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL于10 mL容量瓶中，加入5% NaNO2溶液0.3 mL，搖勻，放置6 min后加入10% Al（NO3）3溶液0.3 mL，搖勻，放置6 min后加入4% NaOH溶液4.0 mL，用30%乙醇定容，搖勻，以30%乙醇為空白參比，15 min后用1 cm比色皿于510 nm波長處測定吸光度（A），以蘆丁濃度為橫坐標，吸光度為縱坐標繪制標準曲線，得到蘆丁含量Y（μg/mL）與吸光度A之間的回歸方程：Y=0.012 5A-0.005 9，相關(guān)系數(shù)R2=0.999 5（圖1）。

1.2.4芫荽總黃酮粗體液的提取。將芫荽地上部分去根、發(fā)黃葉和枯葉，用去離子水洗凈，瀝干水，60 ℃恒溫烘箱烘干，中藥粉碎機粉碎，過60目篩，得到芫荽干燥粉末。取一定量原料干粉，采用一定體積分數(shù)的乙醇按一定的固液比在一定溫度下回流提取，重復提取1次，合并2次提取液，真空減壓抽濾，濾液用真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮后，轉(zhuǎn)移到分液漏斗中，加入一定量石油醚振搖進行脫色，棄去石油醚層，收集乙醇層于棕色玻璃瓶中，該提取液為芫荽總黃酮提取液。

1.2.5芫荽粗提液中總黃酮含量的測定。參照文獻[9]，取1.0 mL提取液，按照“1.2.3”的方法在510 nm波長處測定樣品吸光度，從工作曲線中查出吸光度對應的總黃酮濃度，由回歸方程可得樣品濃度C和樣品吸光度A的關(guān)系式：C=80.0A-0.472。通過樣品濃度計算總黃酮提取率（X）：

X=（80.0A-0.472）×稀釋倍數(shù)×提取液體積芫荽重量×106×100%

1.2.6單因素試驗。以芫荽地上部分中總黃酮提取率為指標，分別考察原料粒度、提取溶劑種類、乙醇濃度、固液比、提取溫度、提取時間、提取次數(shù)7個因素對芫荽總黃酮提取效果的影響。單因素試驗因素及水平見表1。

1.2.6.1提取溶劑的考察。稱量5.00 g芫荽樣品粉末干品（60目）4份，分別置于4個磨口三角瓶中，在恒定固液比1∶10、提取溫度60℃、提取時間120min的條件下，分別使用水、

甲醇、乙醇、丙酮為提取溶劑，回流提取。提取液按照“1.2.4”處理得樣品待測溶液，按照“1.2.3”測定其總黃酮含量，計算總黃酮提取率，確定最佳提取溶劑。

1.2.6.2乙醇濃度的考察。稱取5.00 g芫荽樣品粉末干品（60目）6份，分別置于6個磨口三角瓶中，在恒定固液比1∶10、提取溫度60 ℃、提取時間120 min的條件下，分別用不同濃度（40%、50%、60%、70%、80%、90%）乙醇溶液作提取溶劑，回流提取。每份樣品回流提取2次，合并2次提取液。提取液按照“1.2.4”處理得樣品待測溶液，按照“1.2.3”測定其總黃酮含量，計算總黃酮提取率，確定最佳提取溶劑濃度。

1.2.6.3提取時間的考察。稱取5.00 g芫荽樣品粉末干品（60目）5份，分別置于5個磨口三角瓶中，在恒定固液比1∶10、濃度為50%的乙醇溶液作為提取劑、提取溫度60 ℃的條件下，分別設(shè)40、80、120、160、200 min 5個時間梯度，回流提取。每份樣品回流提取2次，合并2次提取液。提取液按照“1.2.4”處理得樣品待測溶液，按照“1.2.3”測定其總黃酮含量，計算總黃酮提取率，確定最佳提取時間。

1.2.6.4固液比的考察。稱取5.00 g芫荽樣品粉末干品（60目）5份，分別置于5個磨口三角瓶中，在濃度為50%的乙醇溶液為提取劑、提取溫度60 ℃、提取時間120 min的條件下，分別設(shè)1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50 5個固液比梯度，回流提取。每份樣品回流提取2次，合并2次提取液。提取液按照“1.2.4”處理得樣品待測溶液，按照“1.2.3”測定其總黃酮含量，計算總黃酮提取率，確定最佳固液比。

1.2.6.5提取溫度的考察。稱取5.00 g芫荽樣品粉末干品（40目）6份，在固液比1∶20、50%乙醇的條件下分別于50、60、70、80、90、100 ℃下提取120 min。每份樣品回流提取2次，合并2次提取液。提取液按照“1.2.4”處理得樣品待測溶液，按照“1.2.3”測定其總黃酮含量，計算總黃酮提取率，確定最佳提取溫度。

1.2.6.6原料粉碎粒度的考察。稱取5.00 g芫荽樣品粉末干品5份，分別置于5個磨口三角瓶中，在以固液比1∶10的濃度為50%的乙醇為提取溶劑、提取溫度60 ℃、提取時間120 min的條件下，分別設(shè)20、40、60、80、100目5個粉碎粒度，回流提取。提取液按照“1.2.4”處理得樣品待測溶液，按“1.2.3”測定其總黃酮含量，計算總黃酮提取率，確定最佳原料粉碎粒度。

1.2.6.7提取次數(shù)的考察。稱取5.00 g芫荽樣品粉末干品（60目）4份，分別置于4個磨口三角瓶中，在以恒定固液比1∶20的濃度為50%的乙醇為提取溶劑、提取溫度60 ℃、提取時間120 min的條件下，分別設(shè)1、2、3、4次4個提取次數(shù)，回流提取。提取液按照“1.2.4”處理得樣品待測溶液，按“1.2.3”測定其總黃酮含量，計算總黃酮提取率，確定最佳提取次數(shù)。

1.2.7正交試驗。根據(jù)單因素試驗結(jié)果，選取影響較顯著的4個因素，設(shè)計4因素3水平L9（3）4正交試驗，進一步優(yōu)化芫荽總黃酮乙醇提取工藝。

45卷22期阿依古麗·塔什波拉提等正交試驗優(yōu)化新疆芫荽中總黃酮提取工藝

2結(jié)果與分析

2.1單因素試驗結(jié)果

2.1.1提取溶劑對總黃酮提取率的影響。由圖2可知，在相同條件下，乙醇和甲醇對芫荽總黃酮的提取效果較好，二次水次之，丙酮較差。從食品安全性、環(huán)保等因素綜合考慮，選用乙醇作溶劑較適宜。

2.1.2乙醇濃度對總黃酮提取率的影響。由圖3可見，乙醇濃度在40%～50%時，黃酮提取率隨著乙醇濃度的增加而增加，乙醇濃度為50%時黃酮提取率最高，乙醇濃度超過50%時黃酮提取率逐漸下降。從產(chǎn)業(yè)化成本的角度考慮，乙醇濃度選用40%、50%、60%進行正交試驗。

2.1.3提取時間對總黃酮提取率的影響。由圖4可見，隨著提取時間的增加，芫荽總黃酮提取率呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢，提取時間增加到120 min時，總黃酮提取較完全，所以提取時間選用80、120、160 min進行正交試驗。

2.1.4固液比對總黃酮提取率的影響。由圖5可知，在其他因素固定的條件下， 當固液比為1∶20時芫荽總黃酮提取率增加幅度較顯著，固液比超過1∶20時總黃酮提取率反而有所下降。從產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)成本和能耗控制角度考慮，固液比選用1∶10、1∶20、1∶30進行正交試驗。

2.1.5提取溫度對總黃酮提取率的影響。由圖6可見，當提取溫度在50～60 ℃時芫荽總黃酮提取率隨著提取溫度的升高而增加，提取溫度為60 ℃時黃酮提取率較高，當提取溫度達到并超過70 ℃時，總黃酮提取率逐漸降低。究其原因可能是芫荽所含的黃酮類化合物熱穩(wěn)定性不佳，導致在較高溫度范圍內(nèi)總黃酮提取率逐漸降低。從產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)成本和能耗控制角度考慮，提取溫度選用50、60、70 ℃進行正交試驗。

2.1.6原料粉碎粒度對總黃酮提取率的影響。由圖7可知，芫荽總黃酮提取率隨著原料粉碎粒度的增加而增加，原料粉碎粒度在20～60目時總黃酮提取率增加顯著，60目時總黃酮提取率較高，當原料粉碎粒度超過60目時總黃酮提取率增加不明顯，因此，確定60目為最佳原料粒度。

2.1.7提取次數(shù)對總黃酮提取率的影響。由圖8可知，隨著提取次數(shù)的增加，總黃酮提取率提高，當提取次數(shù)超過2次時，總黃酮提取率增加幅度不明顯。因此，確定最佳提取次數(shù)為2次。

2.2正交試驗結(jié)果

根據(jù)單因素試驗結(jié)果，選取乙醇濃度、提取溫度、固液比和提取時間4個因素，采用4因素3水平正交試驗，對芫荽總黃酮乙醇回流提取工藝進行優(yōu)化。正交試驗各因素及水平見表2。

由表3可知，4個因素對芫荽地上部分總黃酮提取率的影響從大到小排序為提取溫度、乙醇濃度、固液比、提取時間，最佳的工藝條件組合為A1B1C2D3，即乙醇濃度為40%， 提取溫度為60 ℃，固液比為1∶15，提取時間為120 min。

方差分析表明，選定的4個因素對芫荽地上部分總黃酮得率影響均不顯著。因此，在工藝條件優(yōu)化中要綜合考慮生產(chǎn)成本、勞動強度和生產(chǎn)速度等因素，制定科學合理的工藝參數(shù)，可獲得較高的提取效果。

2.3工藝驗證試驗結(jié)果

通過正交試驗獲得新疆芫荽地上部分中總黃酮最佳提取工藝為A1B1C2D3，依據(jù)該工藝進行驗證試驗，重復4次，4次提取率分別為3.16%、3.23%、3.34%和3.38%，計算得平均提取率為3.28%，表明優(yōu)化后工藝條件是穩(wěn)定有效的，提取工藝是合理可行的。

3結(jié)論與討論

通過單因素試驗較全面地考察了原料粒度、溶劑類型、乙醇濃度、固液比、提取溫度、提取時間、提取次數(shù)對芫荽總黃酮提取率的影響，根據(jù)單因素試驗結(jié)果確定正交試驗因素及水平。通過4因素3水平正交試驗對新疆芫荽地上部分中總黃酮提取工藝進行了優(yōu)化，得出最佳的工藝參數(shù)為：乙醇濃度40%， 提取溫度60 ℃，固液比1∶15，提取時間120 min。

提取溫度和乙醇濃度對新疆芫荽地上部分總黃酮提取率的影響較明顯，固液比、提取時間的影響不明顯。

在最佳工藝條件下新疆芫荽地上部分中總黃酮（以蘆丁計）得率達3.28%。該法與王順民等[12] 的超聲波協(xié)同乙醇-硫酸銨雙水相體系提取法相比，總黃酮提取率提高了16%，與乙醇回流法[13]相比總黃酮提取率提高了28%，并且用95%乙醇、沸水浴回流提取4次，工業(yè)化生產(chǎn)成本相對較高；而該法使用石油醚[13]對初提的總黃酮濃縮液進行除脂、脫色，消除了色素和脂類物質(zhì)對黃酮含量測定的干擾，確保了黃酮含量的準確度和可靠性，可為新疆芫荽資源的精細加工提供參考。

參考文獻

[1]

劉永民.維吾爾藥志：上冊[M].烏魯木齊：新疆科技衛(wèi)生出版社，1999：215.

[2] 柴玉花.美味良藥話香菜[J].蔬菜，2002（1）：40.

[3] 中國預防醫(yī)學科學院營養(yǎng)與食品衛(wèi)生研究所.食物成分表：全國分省值[M].北京：北京人民衛(wèi)生出版社，1999.

[4] 全國中草藥匯編編寫組.全國中草藥匯編[M].北京：人民衛(wèi)生出版社，1975.

[5] VASI I G，KALINTHA B P.Aminoacid composition of leafy vegetables[J]. J Inst Chemists，1980，152： 13-16.

[6] 羅富英，張偉國.新型植物調(diào)節(jié)劑在芫荽制種生產(chǎn)上的應用研究[J].種子，2005，24（11）：84-85.

[7] 郭紅轉(zhuǎn)，陸占國，李健.芫荽的研究開發(fā)現(xiàn)狀[J].食品研究與開發(fā)，2005，26（2）：104-106.

[8] 李小梅，張麗茁，張景濤.芫荽營養(yǎng)與藥理作用研究[J].黑龍江農(nóng)業(yè)科學，2010（3）：121-123.

[9] 黃澤元，王海濱，劉志偉.芝麻葉中總黃酮的最佳提取工藝研究[J].農(nóng)業(yè)工程學報，2004，20（6）：201-204.

[10] 華輝，郭勇.黃酮類化合物藥理研究進展[J].廣東藥學，1999，9（4）：9-12.

[11] 周凌霄，楊榮華，岳富浩.蕪荽的抗菌作用研究[J].中國調(diào)味品，2001（3）：21-32.

[12] 王順民，季長路，任晶晶.超聲波協(xié)同雙水相體系提取芫荽總黃酮的研究[J].安徽工程科技學院學報（自然科學版），2009，24（3）：28-30，48.

[13] 劉恒蔚.石油醚除脂處理對香菜總黃酮提取的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2010，38（25）：13699-13700.