正交試驗(yàn)法優(yōu)化芹菜葉中綠原酸的提取工藝

河南省信陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南　信陽　464000

芹菜為傘形科多年生草本植物芹菜(ApiumgraveolensL.)的帶根全草，味甘、辛、微苦，性涼[1]?！侗静菥V目》記載：“旱芹，其性滑利”。芹菜在我國已有2000年的種植歷史，培育出了旱芹、水芹、西芹等多個(gè)亞種，其中以旱芹的藥用功效最好，是我國傳統(tǒng)的藥食兩用的中藥材，具有安神、利尿消腫、平肝降壓、養(yǎng)血補(bǔ)虛、清熱解毒、防癌抗癌、醒酒養(yǎng)胃等藥用功效，同時(shí)還具有減肥、美白的功效[1]。目前從金銀花、菊花、杜仲葉、山楂等中提取綠原酸的方法已有報(bào)道[2-5]，但是從芹菜中的提取分離綠原酸尚未見有報(bào)道。超聲波輔助提取的方法，有利于提高溶劑提取法的效率，縮短提取時(shí)間，減少溶劑用量，節(jié)能環(huán)保等[6]。筆者研究芹菜葉中綠原酸的提取工藝，以期為芹菜的綜合開發(fā)利用奠定基礎(chǔ)。

1　儀器與材料

1.1儀器GVT-15L功率可調(diào)式超聲波清洗機(jī)(深圳市夠威科技有限公司)；LC-20AB高效液相色譜儀(含SPD-M20A PDA紫外檢測(cè)器，日本島津)。

1.2材料綠原酸對(duì)照品(批號(hào)：110753-201610，中國食品藥品檢定研究院，純度：>98.0%)，芹菜葉(購于信陽市浉河區(qū)化工路丹尼斯，經(jīng)信陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院吳長忠副教授鑒定為傘形科草本植物芹菜(ApiumgraveolensL.)的葉，60 ℃減壓干燥至恒重)。甲醇(色譜純，上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司)，乙醇(分析純，鄭州晟弘工貿(mào)有限公司)。

2　方法與結(jié)果

2.1綠原酸的含量測(cè)定

2.1.1吸收波長的選擇以甲醇為空白對(duì)照，用30μg/mL的綠原酸對(duì)照品甲醇溶液，在200～450 nm波長范圍內(nèi)進(jìn)行掃描，發(fā)現(xiàn)綠原酸在328 nm波長處有最大吸收，根據(jù)文獻(xiàn)[7]報(bào)道，芹菜中綠原酸的含量相對(duì)較低，為了提高檢測(cè)的靈敏度，選擇在綠原酸的最大吸收波長處測(cè)定其含量。

2.1.2色譜條件色譜柱：Luna C18ODS柱(4.6×250 mm，5 μm)；流動(dòng)相：甲醇-0.1%磷酸(30∶70)；檢測(cè)波長：328 nm；流速：1.0 mL/min；柱溫：25 ℃；進(jìn)樣量10 μL。按照上述條件各組分分離度良好。采用外標(biāo)法測(cè)定綠原酸的含量。

2.1.3方法學(xué)驗(yàn)證根據(jù)文獻(xiàn)[7-9]的實(shí)驗(yàn)方法制備標(biāo)準(zhǔn)曲線、驗(yàn)證回收率、精密度、穩(wěn)定性、重復(fù)性等，進(jìn)行方法學(xué)考察。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)得標(biāo)準(zhǔn)曲線為：Y=1.2×105X+8152.3(r=0.9998)，說明進(jìn)樣量在0.01～1.00 μg范圍內(nèi)與峰面積成良好的線形關(guān)系；加樣回收率分別為98.91%、99.42%、99.13%，RSD分別為1.92%、1.86%、1.75% (n=3)，表明該方法準(zhǔn)確定良好；連續(xù)進(jìn)樣6次，綠原酸峰面積的RSD為0.48%(<3%)，說明儀器精密度良好；穩(wěn)定性試驗(yàn)說明24 h內(nèi)綠原酸供試品溶液穩(wěn)定性良好。

2.2提取溶劑的選擇綠原酸可溶于熱水，易溶于乙醇和丙酮?？紤]到成本和毒性的原因，選用純化水、25%乙醇、50%乙醇、75%乙醇、95%乙醇作為溶劑，按照“2.4.2 制備工藝”項(xiàng)下方法，進(jìn)行單因素試驗(yàn)考察溶劑對(duì)綠原酸提取的影響，并按“2.1含量測(cè)定”項(xiàng)下的方法，測(cè)定提取液中綠原酸的含量。結(jié)果見表1。

表1　不同溶媒的提取效果

由上表可知，以75%乙醇作為提取溶劑時(shí)，綠原酸的提取率比較高，因此采用75%乙醇作為提取溶劑。

2.3提取次數(shù)的選擇選用75%乙醇作為提取溶劑，按照“2.4.2 制備工藝”項(xiàng)下方法，進(jìn)行單因素試驗(yàn)考察提取次數(shù)對(duì)綠原酸的累積提取量的影響，并按“2.1含量測(cè)定”項(xiàng)下的方法，測(cè)定提取液中綠原酸的含量。結(jié)果見圖1。

由上圖可知，當(dāng)提取次數(shù)超過3次時(shí)，累積提取量的增加已經(jīng)非常緩慢，而且第3次的累積提取量已經(jīng)達(dá)到六次的總累積提取量的97.3%。因此，為了簡化濃縮等后處理的需要，選用提取3次。

2.4超聲波樣品提取液的制備

2.4.1工藝設(shè)計(jì)選用L9(34)正交實(shí)驗(yàn)，參考有關(guān)文獻(xiàn)，選取表2中四個(gè)因素設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)因素水平。結(jié)果見表2、表3。

表2　正交實(shí)驗(yàn)表

2.4.2制備工藝取干燥至恒重的芹菜葉10.0 g精密稱定，用提取溶劑浸泡30 min超聲提取3次，合并提取液，濾過，濃縮，用甲醇稀釋到適宜的濃度，得到超聲樣品[5-6]。

2.5樣品含量測(cè)定將L9(34)正交試驗(yàn)的提取液按“2.1項(xiàng)下含量測(cè)定法”進(jìn)行測(cè)定。由表3、4可知，超聲波的功率和超聲提取的時(shí)間是影響超聲提取的主要因素(P<0.05)，而其他兩個(gè)因素的影響較小。最佳方案的為：A1B3C2D3,即在功率300 W條件下，超聲40 min，用10倍的用量的75%乙醇作為溶媒提取3次為最佳工藝條件。

表3　正交試驗(yàn)結(jié)果分析

表4　方差分析

2.6驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)采用優(yōu)化后的超聲提取法，提取芹菜葉中的綠原酸。提取結(jié)果為1.43 mg/g、1.39 mg/g、1.42 mg/g、1.41 mg/g、1.45 mg/g和1.38 mg/g，RSD為1.83%。由此可知，優(yōu)化后的超聲提取法提取芹菜葉中的綠原酸，提取效率高，實(shí)驗(yàn)方法簡單易行，操作穩(wěn)定性好。

3　討論

綠原酸是植物的次生代謝產(chǎn)物之一，具抗氧化、抗菌、抗病毒、保肝利膽、解痙和抗誘變等多種藥理活性[10]。由于綠原酸分子內(nèi)含有鄰二酚羥基和雙鍵等易氧化的基團(tuán)，并含有酯鍵等易水解的基團(tuán)，導(dǎo)致其化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，具有還原性，易被氧化，同時(shí)也不耐高溫，高溫時(shí)容易分解失效。因此本實(shí)驗(yàn)采用可以密閉提取的超聲波提取法，以提高綠原酸的提取率，減少提取過程中溫度和氧氣對(duì)綠原酸的破壞作用。

芹菜葉主要含有蛋白質(zhì)、纖維素、碳水化合物、維生素、微量元素等對(duì)人體有益的物質(zhì)，同時(shí)還含有黃酮、多糖、綠原酸等具有藥理活性的化合物，具有降壓、消腫、抗癌、安神、止血、健胃和補(bǔ)虛等臨床應(yīng)用。本研究為芹菜在食品和藥品領(lǐng)域的進(jìn)一步開發(fā)奠定了一定的基礎(chǔ)。

[1]劉雄,馬騰,高建德,等.芹菜藥用價(jià)值研究進(jìn)展[J].甘肅中醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),2015,32(2):74-77.

[2]趙正榮,孟建國,邵易珊,等.金銀花中綠原酸提取工藝的實(shí)驗(yàn)研究[J].陜西中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào),2017,40(5):82-84.

[3]王新紅,李雪梅,蔡晨,等.離子液體提取山楂綠原酸的工藝優(yōu)化[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2014,30(10):270-276.

[4]李旭,劉停,陳時(shí)建,等.杜仲葉綠原酸提取工藝優(yōu)化及對(duì)自發(fā)性高血壓大鼠的降壓作用[J].食品科學(xué),2013,34(14):30-34.

[5]張敏.菊花莖葉總黃酮、綠原酸提取純化及抗氧化活性研究[D].濟(jì)南：山東中醫(yī)藥大學(xué),2015.

[6]李芬芳,馬艷弘,趙密珍,等.超聲波輔助提取草莓多酚的工藝優(yōu)化[J].山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2017,37(3):207-213.

[7]龔金炎,石嘉琦,章佳盈,等. HPLC法測(cè)定芹菜中綠原酸和芹菜苷的含量[J].食品研究與開發(fā),2015,36(16):122-124.

[8]魏江存,陳勇,謝臻,等.六棱菊薄層鑒別和綠原酸的提取工藝及其含量測(cè)定[J].時(shí)珍國醫(yī)國藥,2017,28(11):2611-2614.

[9]聶翠翠.HPLC在綠原酸和黃芩苷制劑中含量測(cè)定的應(yīng)用[D].武漢：湖北中醫(yī)藥大學(xué),2012.

[10]潘婉蓮,趙苗,袁芳,等.我國天然產(chǎn)物綠原酸活性及提取工藝研究進(jìn)展[J].食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào),2017,8(11):4269-4276.