SPSS優(yōu)化金銀花提取黃酮工藝條件

顧業(yè)雍 廖世剛

貴州省凱里市凱棠民族希望中學(xué) 貴州 凱里556015

1 引言

黔東南蘊(yùn)藏著豐富的植物資源，金銀花是其境內(nèi)最重要的中藥材之一，它由忍冬科多年生半常綠纏繞木質(zhì)藤本植物忍冬(Lonicera japonica Thunb.)、紅腺 忍 冬(L.hypoglau-camiq Miq.)、山 銀 花(Lcon-f usa DC.)、毛花柱忍冬(Lonicera dasystyla Rehd.)等花蕾或帶初開的花干燥而得。綠原酸、異綠原酸、木犀草素等黃酮類化合物是金銀花的主要成分，這些植物活性成分具有抗衰防癌、強(qiáng)身健體作用，受到人們的青睞并作相關(guān)研究。賈霖[1]等采用乙醇提取金銀花中的黃酮，提出其最佳提取工藝條件。李志明[2]探討了提取黃酮類化合物的影響因素，提出最佳提取工藝參數(shù)。我們首次對(duì)植物金銀花中提取黃酮工藝中提取劑濃度、超聲溫度、提取劑用量和超聲時(shí)間4個(gè)影響因素進(jìn)行多因素?zé)o交互作用的方差分析，以金銀花中黃酮提取率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，尋找最佳不同工藝條件，有效地降低處理成本。法處理并測(cè)定其吸光度，換算成提取液濃度，按下式計(jì)算黃酮提取率。

式中，C為黃酮提取液濃度(g/L)；M 為金銀花的質(zhì)量(g)。

2.4 金銀花黃酮提取多因素實(shí)驗(yàn) 將乙醇的體積分?jǐn)?shù)調(diào)整為60%、80%，進(jìn)行2.2 節(jié)實(shí)驗(yàn)操作，研究提取液濃度對(duì)黃酮提取率的影響。

將3次超聲提取的溫度設(shè)定為45℃、55℃、65℃，進(jìn)行2.2 節(jié)實(shí)驗(yàn)操作，考察提取溫度對(duì)黃酮提取率的影響。

將3次提取的提取劑乙醇總用量(料液比)控制為1∶15、1∶20、1∶25，進(jìn)行2.2節(jié)實(shí)驗(yàn)操作，研究提取劑用量濃度對(duì)黃酮提取率的影響。

將3次超聲提取的總時(shí)間設(shè)定為90 min、120 min、150 min，進(jìn)行2.2節(jié)實(shí)驗(yàn)操作，考察提取時(shí)間對(duì)黃酮提取率的影響。

2.5 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì) 考察金銀花提取黃酮工藝中，提取劑乙醇濃度(體積分?jǐn)?shù))、超聲溫度、提取劑用量(料液比)、超聲時(shí)間4個(gè)因素對(duì)黃酮提取率的影響。實(shí)驗(yàn)采用四因素三水平正交設(shè)計(jì)，如表1所示。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 材料、儀器與試劑

材料：金銀花(購(gòu)于貴州凱里市中藥店)。

儀器：TU-1900型雙光束紫外-可見(jiàn)光分光光度；FA2004電子天平；p H S-25(上海雷磁儀器廠)；XH-2008 DE 型超聲波萃取儀(北京祥鵠科技發(fā)展有限公司)；101-2 AB 型電熱鼓風(fēng)干燥箱(天津市泰斯特)。

試劑：蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品(上海試劑二廠)；無(wú)水乙醇、氫氧化鈉、亞硝酸鈉、硝酸鋁等均為分析純；實(shí)驗(yàn)用水均為二次蒸餾水。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制準(zhǔn)確稱取經(jīng)干燥恒重的蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品10.0 mg，用40%的乙醇使之完全溶解，并定容至100 mL。即得濃度為0.1 g/L的蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液。

在盛有15 mL40%乙醇的7只25 mL容量瓶中，分別精確加入2.0、4.0、6.0、8.0、10.0、12.0、14.0 mL 蘆丁標(biāo) 準(zhǔn)溶 液，再各加入5%的Na NO2水溶液0.4 mL、10%的Al(NO3)3水溶液0.4 mL、1 mol/L-1的Na OH水溶液3 mL于每只容量瓶中，超聲分散6 min，使其充分反應(yīng)。最后用40%的乙醇稀釋至刻度。在最大吸收波長(zhǎng)510 n m處測(cè)定吸光度，以濃度c對(duì)吸光度A 作圖，繪制靛藍(lán)溶液標(biāo)準(zhǔn)曲線。

2.3 金銀花中黃酮的提取及測(cè)定 在40℃下恒溫干燥中將金銀花至恒重，冷卻至室溫，然后粉碎。準(zhǔn)確稱取1.0 g金銀花粉末，用適量的40%乙醇為提取劑超聲提取，離心分離，取將上層清液轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶中，重復(fù)提取3次，以40%乙醇稀釋至刻度，制得黃酮提取液。

精確移取黃酮提取液5 mL于25 mL容量瓶中，按2.2節(jié)中所述方

表1 因素水平設(shè)計(jì)

進(jìn)行9個(gè)實(shí)驗(yàn)，各實(shí)驗(yàn)號(hào)進(jìn)行2次平行實(shí)驗(yàn)，將測(cè)定結(jié)果換算為黃酮提取率。

3 結(jié)果與分析

3.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 根據(jù)吸光度隨金銀花質(zhì)量濃度的變化關(guān)系，采用Origin 6.0 進(jìn)行線性回歸，其方程為：y=11.5 6x-0.0 0686，R2=0.9 99。

圖1 蘆丁溶液標(biāo)準(zhǔn)曲線

3.2 正交試驗(yàn)結(jié)果 按表1的因素水平設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2.

表2 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.3 方差分析 為了研究全面實(shí)驗(yàn)的情況，找出最優(yōu)的工藝條件組合，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)分析軟件SPSS 11.5 對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行有重復(fù)觀察值無(wú)交互作用的方差分析。其分析結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 多因素方差分析表因變量：黃酮提取率

取檢驗(yàn)的顯著性水平為α=0.05.從表3可知，乙醇濃度和重復(fù)組的檢驗(yàn)P值分別為0.656和0.169，均大于0.05，說(shuō)明乙醇濃度和重復(fù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果比較穩(wěn)定，對(duì)黃酮提取率沒(méi)有顯著影響。而超聲溫度、提取劑用量和超聲時(shí)間3個(gè)因素的檢驗(yàn)P值均小于0.05。表明超聲溫度、提取劑用量和超聲時(shí)間對(duì)黃酮提取率均有顯著影響。因?yàn)槌暅囟?、提取劑用量和超聲時(shí)間的自由度相等(df =2)，因此可以用因素之間的F值來(lái)判斷影響效果的大小。不難看出，影響靛染廢液脫色率的主次因素為超聲時(shí)間＞提取劑用量＞超聲溫度。

由于3個(gè)因素對(duì)金銀花中黃酮提取率存在極顯著的差異(P=0.000＜0.001)，故須進(jìn)行多重比較。選用S-N-K 法作均數(shù)間多重兩兩比較，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 3個(gè)因素對(duì)應(yīng)黃酮提取率均數(shù)間兩兩比較(S-N-K 法，α=0.05)

4 結(jié)論

(1)采用正交設(shè)計(jì)L9(34)的方法優(yōu)化金銀花中提取黃酮的工藝條件，其實(shí)驗(yàn)次數(shù)少，數(shù)據(jù)處理較簡(jiǎn)便。

(2)運(yùn)用SPSS軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行有重復(fù)觀察值無(wú)交互作用的方差分析，結(jié)果表明，超聲溫度、提取劑用量和超聲時(shí)間3個(gè)因素均是影響黃酮提取效果的顯著因素，用金銀花提取黃酮的最佳工藝條件是提取劑乙醇的體積分?jǐn)?shù)為40%、超聲提取的溫度設(shè)定為65℃、時(shí)間120 min、料液比為1∶25。該提取方法具有穩(wěn)定性好、操作簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)，為我州金銀花資源的開發(fā)利用提供了參考。