菊花腦總黃酮提取工藝研究

王亞博，都宏霞，陶勁強(qiáng)，劉宴秀

（南京科技職業(yè)學(xué)院化工與材料學(xué)院，江蘇 南京 210048）

菊花腦總黃酮提取工藝研究

王亞博，都宏霞，陶勁強(qiáng)，劉宴秀

（南京科技職業(yè)學(xué)院化工與材料學(xué)院，江蘇 南京 210048）

本文以菊花腦為原料，采用水提、醇提、凍融、超聲波提取及微波提取等5種技術(shù)對(duì)菊花腦黃酮進(jìn)行提取，結(jié)果表明，微波提取的提取率最高。因此，選取微波提取為主要方法，乙醇水溶液為溶劑，以微波功率、乙醇體積分?jǐn)?shù)、料液比、微波時(shí)間為變量進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，得到黃酮的最佳提取工藝為：微波功率400W，料液比1∶30，時(shí)間60s，乙醇體積分?jǐn)?shù)70%，在此條件下提取得率為10.646mg·g-1。

菊花腦；黃酮；提取

菊花腦是生活中一種常見(jiàn)的野菜，具有清熱解毒的功效，對(duì)預(yù)防“三高”也有顯著效果。菊花腦中主要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)為脂肪、維生素、纖維素和蛋白質(zhì)，主要的活性物質(zhì)為黃酮物質(zhì)及揮發(fā)油[1-3]。

黃酮類化合物是植物中主要的藥理活性成分，具有抗腫瘤、降血糖、降血脂及增強(qiáng)機(jī)體免疫力等功能。有關(guān)菊花腦的研究?jī)H有少量報(bào)道。翁德寶等[4]對(duì)菊花腦莖葉的甲醇提取物進(jìn)行特征測(cè)定，并測(cè)定菊花腦干品中總黃酮含量為0.203%。章鶯鴻[5]發(fā)現(xiàn)菊花腦提取液對(duì)DPPH的清除能力較高。紀(jì)麗蓮[6]研究南京地區(qū)的菊花腦，發(fā)現(xiàn)了20種峰并確定其中的16種物質(zhì)。張麗娜等[7]對(duì)菊花腦中的揮發(fā)油進(jìn)行了研究。本文采用5種技術(shù)對(duì)菊花腦黃酮進(jìn)行提取，確定最佳提取技術(shù)，進(jìn)而通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)對(duì)提取工藝進(jìn)行優(yōu)化，以期為菊花腦在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用提供更好的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

菊花腦（產(chǎn)于五月份江蘇南京六合），蘆丁標(biāo)準(zhǔn)樣品，其它試劑為分析純。

ME204E/02型電子天平，7600型紫外分光光度計(jì)。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 總黃酮標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立

1）以蘆丁作為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照品，通過(guò)測(cè)量其在紫外分光光度計(jì)的吸光度，建立蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線，測(cè)定菊花腦黃酮的含量[8-10]。

準(zhǔn)確稱取蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品5.0mg，用濃度為50%的乙醇定容至25.0mL。

準(zhǔn)確稱取蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品（0.2mg·mL-1）0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0mL于6只比色管中，分別加入50%乙醇5.0mL、0.1M的AlCl3溶液3.0mL和1M的醋酸鉀溶液5.0mL，搖勻，同法制成空白對(duì)照。靜置反應(yīng)40min，充分接觸混合，并在波長(zhǎng)415nm處檢測(cè)其吸光度值。

2）菊花腦黃酮提取得率計(jì)算公式：

式中：C為試樣的測(cè)定質(zhì)量濃度；mg·mL-1；V為濾液體積，mL；D為稀釋倍數(shù)；m為試樣質(zhì)量，g。

2.2 總黃酮提取方法的比較[11-13]

2.2.1 水浸法

精確稱取菊花腦粉20g，料液比1∶20（g∶mL），在純水中靜置8h。抽濾，以4000r·min-1的轉(zhuǎn)速離心5min。為了去除少部分雜質(zhì)，將離心后的溶液靜置，用移液槍取上層清液，按2.1的方法測(cè)其吸光度，計(jì)算得出菊花腦總黃酮含量。

2.2.2 凍融法

精確稱取菊花腦粉20g，料液比1∶20（g∶mL），充分混合，放置于容器中，靜置放于冷凍箱中12h，反復(fù)凍融3次。抽濾，以4000r·min-1的轉(zhuǎn)速離心5min。為了去除少部分雜質(zhì)，將離心后的溶液靜置，用移液槍取上層清液，按2.1的方法測(cè)其吸光度，計(jì)算得出菊花腦總黃酮含量。

2.2.3 醇提法

精確稱取菊花腦粉20g，料液比1∶20（g∶mL），在70%乙醇中靜置8h。抽濾，以轉(zhuǎn)速4000r·min-1離心5min，將離心后的溶液靜置。為了去除少部分雜質(zhì)，取上層清液，按2.1的方法測(cè)其吸光度，計(jì)算得出菊花腦總黃酮含量。

2.2.4 超聲波提取法

精確稱取菊花腦粉20g，料液比1∶20（g∶mL），將菊花腦粉放置于純水中，超聲波150W，反應(yīng)30s。抽濾，以4000r·min-1的轉(zhuǎn)速離心5min，將離心后的溶液靜置。為了去除少部分雜質(zhì)，用移液槍取上層清液，按2.1的方法測(cè)其吸光度，計(jì)算得出菊花腦總黃酮含量。

2.2.5 微波提取法

精確稱取菊花腦粉20g，料液比1∶20（g∶mL），將菊花腦粉放置于純水中，進(jìn)行微波提取，微波功率640W，時(shí)間30s。抽濾，以4000r·min-1的轉(zhuǎn)速離心5min，為了去除少部分雜質(zhì)，將離心后的溶液靜置，用移液槍取上層清液，按2.1的方法測(cè)其吸光度，計(jì)算得出菊花腦總黃酮含量。

2.3 總黃酮提取的單因素試驗(yàn)[14-16]

對(duì)微波功率、乙醇體積分?jǐn)?shù)、料液比及微波時(shí)間等因素進(jìn)行單因素試驗(yàn)。對(duì)提取液進(jìn)行抽濾，在轉(zhuǎn)速4000r·min-1、時(shí)間5min的條件下進(jìn)行離心，取上層清液，按2.1的方法測(cè)其吸光度，計(jì)算得出菊花腦總黃酮含量。

3 結(jié)果與分析

3.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線建立

按照2.1的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行線性回歸，得到總黃酮的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程：Y=32.86824X+0.13764，相關(guān)系數(shù)R2=0.99969（Y為吸光度值，X為總黃酮的質(zhì)量濃度，mg·mL-1），表明蘆丁溶液在0.008～0.076mg·mL-1范圍內(nèi)具有良好的線性關(guān)系。

3.2 影響菊花腦黃酮提取方法比較

如圖1所示，比較幾種方法的提取率，提取率從高到低依次為：微波提取法＞超聲波提取法＞醇提法＞凍融提取法＞水提法。微波提取法效果最好，提取得率最高為6.512mg·g-1。

圖1 5種提取方式比較

3.3 影響總黃酮提取率的單因素試驗(yàn)

本實(shí)驗(yàn)采用微波提取與有機(jī)溶劑結(jié)合的方法進(jìn)行提取，選擇乙醇為菊花腦總黃酮的提取劑。為了得到最佳的工藝條件，將微波功率、料液比、乙醇體積分?jǐn)?shù)、微波時(shí)間作為變量進(jìn)行單因素分析。

3.3.1 微波功率對(duì)菊花腦總黃酮提取率的影響

準(zhǔn)確稱取預(yù)處理過(guò)的菊花腦粉20g，固定料液比為1∶10(g∶mL)，提取時(shí)間為30s，乙醇體積分?jǐn)?shù)為70%，考察微波功率分別為80、160、240、400、640、800W時(shí)，對(duì)菊花腦總黃酮提取率的影響，結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 微波功率對(duì)菊花腦總黃酮提取率的影響

結(jié)果表明，起始階段微波功率升高，CNF提取率持續(xù)增加，當(dāng)溫度達(dá)到400W后，提取率幾乎呈直線下降。因此最佳提取微波功率應(yīng)該在400W左右?？赡苁俏⒉üβ实脑黾涌梢允贵w系的溫度升高，促進(jìn)菊花腦細(xì)胞破壁，使內(nèi)溶物溢出率增加，但當(dāng)功率大到一定程度時(shí)，可能會(huì)發(fā)生局部溫度過(guò)高的現(xiàn)象，導(dǎo)致菊花腦部分被分解。

3.3.2 乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)總黃酮提取率的影響

精確稱取預(yù)處理過(guò)的菊花腦粉20g，固定料液比為1∶10(g∶mL)，提取時(shí)間為30s，微波功率400W，考察乙醇體積分?jǐn)?shù)分別為40%、50%、60%、70%、80%時(shí)對(duì)菊花腦總黃酮提取率的影響，結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3 乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)菊花腦總黃酮提取率影響

結(jié)果表明，乙醇體積分?jǐn)?shù)增大，菊花腦總黃酮的提取率增加，當(dāng)乙醇體積分?jǐn)?shù)達(dá)到70%，菊花腦總黃酮的提取率最大，因此最佳提取濃度為70%。菊花腦總黃酮提取率隨著乙醇體積分?jǐn)?shù)的增加而增大，繼續(xù)增加乙醇體積分?jǐn)?shù)會(huì)使得黃酮提取得率下降。這可能是由于不同體積分?jǐn)?shù)的乙醇極性不同，黃酮具有較高的極性，根據(jù)相似相容原理，70%的乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)細(xì)胞膜的破壞較大，溶出物增多，對(duì)菊花腦黃酮溶解量最大，提取率增大。

3.3.3 料液比對(duì)總黃酮提取率的影響

精確稱取預(yù)處理過(guò)的菊花腦粉20g，微波功率400W，提取時(shí)間為30s，乙醇體積分?jǐn)?shù)為 70%，考察料液比分別為1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30時(shí)對(duì)菊花腦總黃酮提取率的影響，結(jié)果見(jiàn)圖4。

圖4 料液比對(duì)菊花腦總黃酮提取率影響

結(jié)果表明，料液比增加，菊花腦總黃酮提取率持續(xù)增加，料液比為1∶30時(shí)，菊花腦總黃酮提取率最大。隨著提取溶劑的增加，提取得率也隨之增加。這可能是由于溶劑體積增大時(shí)，菊花腦粉與提取溶劑接觸面的濃度差增大，進(jìn)而使得黃酮物質(zhì)更易滲透出來(lái)。因此提取的最佳料液比為1∶30。

3.3.4 微波時(shí)間對(duì)總黃酮提取率的影響

精確稱取預(yù)處理過(guò)的菊花腦粉20g，固定料液比為1∶30(g∶mL)，微波功率400W，乙醇體積分?jǐn)?shù)為 70%，考察微波時(shí)間分別為20s、30s、40s、50s、60s、80s、120s時(shí)對(duì)菊花腦黃酮提取率的影響（圖5）。

圖5 微波時(shí)間對(duì)菊花腦總黃酮提取率影響

結(jié)果表明，隨著微波時(shí)間增大，菊花腦總黃酮的提取率呈上下波動(dòng)，當(dāng)微波時(shí)間為60s時(shí)，菊花腦總黃酮的提取得率最大，所以最佳微波時(shí)間為60s。這可能是由于微波時(shí)間60s對(duì)細(xì)胞膜的破壞較大，增加了溶出物，提取率增高。60s之后提取得率會(huì)隨著提取時(shí)間的增加反而降低，可能是因?yàn)榫栈X中某些黃酮物質(zhì)被破壞。

4 結(jié)論

對(duì)上述5種提取方式進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，醇提、超聲波提取、微波提取都能較大程度地對(duì)菊花腦總黃酮進(jìn)行有效的提取利用，其中微波提取的得率最大，可達(dá)到10.646mg·g-1?？紤]到綠色環(huán)保，并能對(duì)菊花腦總黃酮進(jìn)行最大程度的利用開(kāi)發(fā)，我們確定了醇提與微波提取相結(jié)合的方法。通過(guò)單因素試驗(yàn)結(jié)果的比較，確定提取菊花腦總黃酮的最優(yōu)提取條件為：料液比1∶30、乙醇濃度 70%、微波功率400W、微波時(shí)間60s，此時(shí)黃酮提取得率為10.646mg·g-1。研究有助于了解菊花腦的成分功效，開(kāi)發(fā)其潛在價(jià)值，研發(fā)出新的產(chǎn)品，將菊花腦的潛在市場(chǎng)擴(kuò)大，并以此帶動(dòng)傳統(tǒng)農(nóng)產(chǎn)品和中藥材的附加價(jià)值再利用。

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Extraction of Flavonoids from Chrysanthemum Nankingense

WANG Yabo, DU Hongxia, TAO Jinqiang, LIU Yanxiu
(School of Chemical Engineering and Materials Science, Nanjing Polytechnic Institute, Nanjing 210048, China)

Chrysanthemum nankingense fl avonoid (CNF) was extracted by microwave-extraction technology with the highest yield from chrysanthemum nankingense, compared with water-extraction, alcohol-extraction, freezing-thawing and ultrasonic-wave extraction technology. The optimal extraction conditions of CNF were: microwave power of 400W, alcohol concentration of 70%,material - liquid ratio of 1:30, time of 60s. Under these conditions, the maximum yield of was 10.646mg/g.

chrysanthemum nankingense； fl avonoids；extraction

Q 946

A

1671-9905(2017)12-0006-04

江蘇高校品牌專業(yè)建設(shè)工程資助項(xiàng)目（PPZY2015B179）； 2016年度江蘇高?！扒嗨{(lán)工程”；南京科技職業(yè)學(xué)院科研課題（NHKY-2017-09）

都宏霞（1981-），女，吉林白山人，博士，主要研究方向：天然產(chǎn)物提取，催化動(dòng)力學(xué)。E-mail：hxdu@mail.ustc.edu.cn

2017-09-18