超聲波輔助提取千金子粕總黃酮工藝研究

馮學(xué)花，陶阿麗，戴 一,2，曹殿潔，宋祖榮 (.安徽新華學(xué)院 藥學(xué)院，合肥 230088； 2.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 化學(xué)系，合肥 230026)

千金子為大戟科植物續(xù)隨子(EuphorbialathylrisL.)的干燥成熟種子，具有逐水消腫、破血消癥的功效[1-3]。千金子中含油脂、二萜類、甾醇類、香豆素類、黃酮類等化學(xué)成分，尤其油脂含量可達(dá)50%左右，是制備新型的低成本生物柴油的佳品[4-7]。黃酮類化合物有很好的醫(yī)療保健作用，現(xiàn)代研究表明其具有降血壓、降血脂、擴(kuò)張冠狀動脈等作用。

千金子粕是千金子提油后的副產(chǎn)品。目前，國內(nèi)較少有關(guān)于千金子粕中黃酮類成分提取方面的研究[8-10]。本文采用超聲波輔助提取千金子粕中的總黃酮并利用響應(yīng)面設(shè)計法優(yōu)化其提取條件，以期為千金子的綜合開發(fā)利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

千金子粕：合肥科農(nóng)生物技術(shù)有限公司；蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品：上海圻明生物科技有限公司；硝酸鋁、甲醇、乙醇、亞硝酸鈉、氫氧化鈉，均為分析純。

TC-SY-1000超聲波提取器；RE-2000型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器；UV1000型紫外可見分光光度計；AL204-IC瑞士電子天平：梅特勒-托利多公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

將蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品在105℃條件下干燥至恒重，精密稱取50 mg，置50 mL容量瓶中加甲醇適量，水浴加熱使其溶解后放冷至室溫，加甲醇定容至刻度，搖勻后，精密吸取5 mL，置50 mL容量瓶中，加甲醇定容至刻度，搖勻，得蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.1 mg/mL)備用。

精密吸取上述0.1 mg/mL的蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL，分別置于6個10 mL容量瓶中，各精密加入5%亞硝酸鈉溶液0.5 mL，搖勻，靜置 6 min。再分別精密加入10%硝酸鋁溶液0.5 mL，搖勻，靜置6 min。最后分別加4%氫氧化鈉溶液3.5 mL后用60%乙醇定容至刻度，搖勻，靜置15 min。用紫外可見分光光度計在 510 nm 波長處分別測定上述6份溶液的吸光度A，以溶液質(zhì)量濃度C為橫坐標(biāo)，對應(yīng)的吸光度A為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得回歸方程為A=23.6C-0.007 91(R2=0.999 7)。

1.2.2 千金子粕總黃酮的提取

脫脂：將干燥的千金子粕粉碎過40目篩，以石油醚(30～60℃)為溶劑，索氏提取24 h后，在40～50℃條件下進(jìn)行恒溫干燥，粉碎，過50目篩，密封備用。

精確稱取脫脂千金子粕粉10.0 g置于磨口具塞錐形瓶中，加入一定體積60%乙醇，在一定超聲功率下超聲一定時間，抽濾，收集提取液，濃縮，干燥，得總黃酮粗粉。按照1.2.1標(biāo)準(zhǔn)曲線的測定方法，測吸光度，計算得率。

總黃酮得率=提取的總黃酮質(zhì)量/千金子粕干粉質(zhì)量×100%

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)

2.1.1 液料比對得率的影響

取脫脂千金子粕粉10.0 g，在250 W超聲功率條件下超聲提取30 min，考察液料比對總黃酮得率的影響，結(jié)果見圖1。

圖1 液料比對總黃酮得率的影響

從圖1可以看出，開始時總黃酮得率隨著液料比的增加而增加，當(dāng)液料比達(dá)到30∶1時，得率高達(dá)1.45%，之后液料比雖增加但總黃酮得率呈下降趨勢，原因可能由于溶劑用量太大而導(dǎo)致熱能消耗較多，加熱需要的時間延長，溶劑中總黃酮濃度下降[11]。因此，液料比宜在30∶1左右。

2.1.2 提取時間對得率的影響

取脫脂千金子粕粉10.0 g，按液料比30∶1加入60%乙醇在超聲功率250 W條件下超聲提取，考察提取時間對總黃酮得率的影響，結(jié)果見圖2。

圖2 提取時間對總黃酮得率的影響

從圖2可以看出，在超聲提取的前40 min內(nèi)，總黃酮得率隨提取時間的延長而增加，40 min后呈現(xiàn)下降趨勢，其中提取時間在10～30 min之間時，總黃酮得率明顯上升，30～40 min時，得率變化不明顯，可能因?yàn)閯傞_始時總黃酮沒有完全浸潤到溶劑中，隨著提取時間的延長，總黃酮被完全浸潤后得率增加，之后總黃酮在溶液中達(dá)到飽和得率不再變化。因此，選擇40 min為提取時間較優(yōu)值。

2.1.3 超聲功率對得率的影響

取脫脂千金子粕粉10.0 g，按液料比30∶1加入60%乙醇，超聲提取40 min，考察超聲功率對總黃酮得率的影響，結(jié)果見圖3。

圖3 超聲功率對總黃酮得率的影響

從圖3可以看出，超聲功率在150～450 W之間，總黃酮得率呈上升狀態(tài)，超過450 W后得率逐漸下降，可能因?yàn)槌暪β试龃?，促進(jìn)細(xì)胞破裂，有利于黃酮成分的溶出，但超聲功率過大，溶液分子發(fā)生劇烈振動，溫度急劇升高導(dǎo)致黃酮的結(jié)構(gòu)被破壞，使其得率下降[12]。故選擇450 W為超聲功率較優(yōu)值。

2.1.4 提取次數(shù)對得率的影響

取脫脂千金子粕粉10.0 g，按液料比30∶1加入60%乙醇，在超聲功率450 W、超聲時間40 min條件下，考察提取次數(shù)對總黃酮得率的影響，結(jié)果見圖4。

從圖4可以看出，提取次數(shù)對總黃酮得率影響甚微。考慮節(jié)約生產(chǎn)成本，故選擇超聲提取1次。

圖4 提取次數(shù)對總黃酮得率的影響

2.2 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)

2.2.1 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計及結(jié)果

依據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以總黃酮得率(Y)為指標(biāo)，考察液料比(A)、超聲功率(B)和提取時間(C)3個因素對總黃酮得率的影響，采用響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)優(yōu)化提取條件。響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)因素水平和響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計及結(jié)果如表1和表2所示，方差分析見表3。

表1 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)因素水平

表2 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計及結(jié)果

表3 方差分析

由表3可知，模型p為0.035 5，小于0.05，表示該模型顯著，失擬項(xiàng)p為0.865 0，不顯著，表明回歸方程擬合度和可信度均很高，可以用來預(yù)測總黃酮得率。由回歸模型系數(shù)顯著性檢驗(yàn)結(jié)果可知，模型的一次項(xiàng)A、B對總黃酮提取的線性效應(yīng)顯著，二次項(xiàng)B2對總黃酮提取的曲面效應(yīng)極顯著；表明各影響因素對總黃酮得率的影響不是簡單的線性關(guān)系?；貧w擬合后得到的回歸方程為：

Y=1.09+0.14A+0.14B-0.01C-0.08AB-0.028AC+0.028BC+0.007 5A2+0.24B2+0.04C2

2.2.2 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

根據(jù)二次回歸的數(shù)學(xué)模型分析結(jié)果，最優(yōu)條件為液料比35∶1、超聲功率550 W、提取時間30 min，此時預(yù)測的總黃酮得率最大值為1.585%。根據(jù)上述最優(yōu)條件，進(jìn)行3次平行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，總黃酮得率平均值為 1.576%。將實(shí)際測得值與擬合方程的預(yù)測最大值進(jìn)行比較，計算平均偏差為0.57%，偏差較小，說明該模型有效。

3 結(jié) 論

在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上采用響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，得到超聲波輔助提取千金子粕中總黃酮的最佳工藝條件為液料比35∶1、超聲功率550 W、提取時間30 min。在最優(yōu)條件下，千金子粕中總黃酮得率為1.576%，與預(yù)測值1.585%的偏差較小。因此，該模型較為準(zhǔn)確可靠，對指導(dǎo)千金子粕中提取總黃酮生產(chǎn)實(shí)踐具有一定借鑒意義。

[1] 國家藥典委員會. 中華人民共和國藥典：一部[M]. 北京：中國醫(yī)藥科技出版社，2015:34-35.

[2] 劉玉婷，楊洋，弓佩含，等. 千金子化學(xué)成分研究進(jìn)展[J]. 中國實(shí)驗(yàn)方劑學(xué)雜志，2017，23(9)：243-248.

[3] 焦威，魯璐，鄧美彩，等. 千金子化學(xué)成分的研究[J]. 中草藥，2010，41(2)：181-187.

[4] 賈元超. 用千金子油制備生物柴油的方法：CN101418227[P]. 2009-04-29.

[5] 田琴. 續(xù)隨子中活性成分分析及提取工藝優(yōu)化[D]. 太原：山西大學(xué)，2015.

[6] PASCUAL-VILLALOBOS M J，LOPEZ M D. Leaf lipids fromEuphorbialagascaeSpreng. andEuphorbialathyrisL. [J]. Ind Crops Prod,2010,32:560-565.

[7] 楊君，盧禁，王書云，等. 千金子中非萜類化學(xué)成分的分離與鑒定[J]. 沈陽藥科大學(xué)學(xué)報，2016，33(3)：194-197,214.

[8] 吳瑞環(huán)，張振凌，都盼盼，等. 泛油對千金子中秦皮乙素含量影響的比較研究[J]. 中醫(yī)學(xué)報，2016，31(12)：1943-1946.

[9] 孫國君，張付玉，占扎君，等. 千金子化學(xué)成分和藥理活性研究進(jìn)展[J]. 中藥材，2010，33(2)：308-312.

[10] 孟夏，王延年，莊賀飛，等. HPLC 同時測定千金子不同部位中4種有效成分的含量[J]. 中國實(shí)驗(yàn)方劑學(xué)雜志，2012，18(18)：91-94.

[11] 寧偉偉，陶寧萍，榮旭，等. 響應(yīng)面法優(yōu)化奇亞籽餅脫脂工藝研究[J]. 中國油脂，2016，41(7)：20-23.

[12] 原姣姣，王成章，張紅玉，等. 超聲輔助酶法提取橄欖油的研究[J]. 中國油脂，2016，41(7)：10-14.