超聲輔助醇提商洛金銀花綠原酸工藝優(yōu)化

何軍

摘要：以商洛金銀花（Lonicera japonica Thunb.）為材料，采用超聲輔助醇提取，利用單因素試驗和正交試驗，優(yōu)化金銀花綠原酸提取工藝。結(jié)果表明，商洛市金銀花綠原酸的最優(yōu)提取工藝為乙醇溶液質(zhì)量分數(shù)50%、超聲時間40 min、超聲溫度65 ℃、料液比1∶40，綠原酸提取率可達4.305%。

關(guān)鍵詞：金銀花（Lonicera japonica Thunb.）;綠原酸;超聲輔助;工藝優(yōu)化

中圖分類號：TS202.3? ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2020）02-0145-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2020.02.032? ? ? ? ? ?開放科學（資源服務(wù)）標識碼（OSID）：

Process optimization of chlorogenic acid in honeysuckle of Shangluo

by ultrasound-assisted alcohol extraction

HE Jun

（Biopharmaceutical and Food Engineering College，Shangluo University，Shangluo 726000，Shaanxi，China）

Abstract： Aimed at probing a suitable extraction process for local production with the the honeysuckle of Shangluo city. Based on the alcohol extraction method， ultrasound-assisted extraction was carried out with the orthogonal test results on the basis of single factor test. The optimal extraction process of chlorogenic acid in honeysuckle of Shangluo were as followed ethanol mass fraction was 50%， ultrasonic time was 40 min， ultrasonic temperature was 65 ℃， solid-liquid ratio was 1∶40， the extraction rate of chlorogenic acid could be 4.305%.

Key words： honeysuckle; chlorogenic acid; ultrasound-assisted; process optimization

金銀花植株又名忍冬（Lonicera japonica Thunb.），是忍冬科忍冬屬多年生半常綠纏繞及匍匐莖的灌木，是常用大宗中藥材[1，2]。從其植株中分離出來有機酸[3]、黃酮[4]、揮發(fā)油[5]、多糖[6]等200多種化學成分，綠原酸是其中主要的有效成分[7-9]，在抗菌消炎方面有著重要的作用[10，11]，素有“中藥中的抗生素”之稱，綠原酸含量是衡量金銀花品質(zhì)的重要指標之一[12]。

金銀花在陜西商洛山區(qū)的分布十分廣泛，種植面積逐年擴大，自2008年以來，以商州區(qū)、鎮(zhèn)安縣、柞水縣、山陽縣、丹鳳縣為中心，在800～1 200 m區(qū)域的山坡地帶集中建立了13 333 hm2的金銀花基地，其中建立6 667 hm2的野生撫育基地。商洛市金銀花的收購量占到全省總收購量的50%以上[13]，是陜西省金銀花的第一主產(chǎn)區(qū)，包括金銀花在內(nèi)的“商藥”品牌正在成為商洛市的一張名片，正在扮靚商洛中藥產(chǎn)業(yè)，并輻射帶動整個陜南地區(qū)及毗鄰省區(qū)中藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

目前，金銀花產(chǎn)業(yè)的發(fā)展仍然以種植業(yè)為主，產(chǎn)品加工處于初級形態(tài)，工業(yè)規(guī)模小，加工工藝落后，商業(yè)也很薄弱，整個產(chǎn)業(yè)頭重腳輕，發(fā)展極不平衡，嚴重制約了當?shù)刂兴幃a(chǎn)業(yè)的發(fā)展。本研究以商洛市金銀花為材料，在傳統(tǒng)醇提取法的基礎(chǔ)上，采用超聲輔助處理，提取其有效成分，探索出一條既經(jīng)濟、高效，又適合商洛當?shù)厣a(chǎn)的提取工藝，以期為商洛金銀花資源的開發(fā)利用提供依據(jù)。

1? 材料與方法

1.1? 材料

1.1.1? 試驗材料? 材料取自商洛市洛南縣麻坪鎮(zhèn)陳臺村，將其烘干粉碎后，過600目篩，備用。

1.1.2? 試劑? 綠原酸標品HPLC≥99%，購于成都埃法生物有限公司;無水乙醇（分析純），購于成都化學試劑有限公司。

1.1.3? 儀器? 750T型多功能中草藥粉碎機、101型電熱鼓風干燥箱、TP-214型電子精密天平、KQ5200E型超聲波處理器、UV755B型紫外可見分光光度計。

1.2? 試驗方法

1.2.1? 提取工藝? 提取方法有傳統(tǒng)的水提法[14]、醇提法等[15]，新型微波輔助提取法[16]、超聲波法[17]、酶提法[18]、超臨界CO2流體萃取技術(shù)[19]等。

本研究采用超聲波法輔助提取的工藝，其流程為金銀花→干燥→粉碎處理→過600目篩→超聲波處理→過濾→4 000 r/min離心10 min→綠原酸粗提液→測定。

1.2.2? 綠原酸標準曲線制備? 準確稱取5.5 mg綠原酸標準品，用80%乙醇溶液溶解轉(zhuǎn)移置100 mL的容量瓶中，以80%乙醇溶液定容至刻度線，搖勻后可制得55 μg/mL綠原酸標準對照品溶液。分別吸取綠原酸標準品2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10 mL置于9個25 mL的容量瓶中，分別用80%乙醇溶液定容至刻度線處，搖勻，并以80%乙醇溶液為參照液，根據(jù)中國藥典（2015年版），綠原酸的吸收波長最大為328 nm[20]，因此在324 nm處測定其吸光度，以吸光度A作為縱坐標，以綠原酸濃度C作為橫坐標繪制標準曲線。在最大吸收波長下測定其吸光度，金銀花中綠原酸的提取率公式為：

W=×100%

式中，W為金銀花綠原酸的提取率（%）;C為綠原酸濾液稀釋后濃度;V為濾液的體積（mL）;N為稀釋倍數(shù);M為金銀花粉末的質(zhì)量（g）。

1.2.3? 單因素試驗? 采用超聲波輔助法提取金銀花中總綠原酸，在超聲功率為200 W時，以乙醇溶液質(zhì)量分數(shù)（20%、30%、40%、50%、60%、70%）、料液比（1∶5、1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50、1∶60，g∶mL）、超聲時間（5、10、20、30、40、50 min）、超聲溫度（5、20、35、50、65、80 ℃）作為主要的影響因子，研究其對金銀花中綠原酸提取率的影響。

1.2.4? 正交試驗? 在單因素試驗的基礎(chǔ)上，設(shè)計L9 （34）正交試驗，以商洛金銀花綠原酸的提取率為檢測指標，正交試驗因素與水平如表1所示。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 綠原酸標準曲線

如圖1所示，吸光度A與綠原酸的濃度C滿足y=0.046 1x+0.008 3，R2=0.998 7，在5～20 μg/mL范圍內(nèi)，標準曲線線性關(guān)系良好。

2.2? 單因素試驗結(jié)果

2.2.1? 不同質(zhì)量分數(shù)乙醇溶液對金銀花中綠原酸提取率的影響? 設(shè)置超聲提取溫度50 ℃、超聲提取時間20 min、料液比1∶20，研究乙醇溶液質(zhì)量分數(shù)20%、30%、40%、50%、60%、70%對金銀花中綠原酸提取率的影響，結(jié)果如圖2所示。

由圖2可知，在乙醇溶液質(zhì)量分數(shù)為20%～50%，金銀花中綠原酸提取率隨著乙醇溶液質(zhì)量分數(shù)的升高而增大，當乙醇溶液質(zhì)量分數(shù)為50%時，綠原酸的提取率最高，可能是因為金銀花中綠原酸的極性接近50%乙醇溶液的極性;隨著乙醇溶液質(zhì)量分數(shù)的逐漸增大，綠原酸提取率反而降低，可能是金銀花中的一些雜質(zhì)也溶于乙醇溶液，導致綠原酸提取率下降。故選取乙醇溶液質(zhì)量分數(shù)40%、50%、60%進行正交試驗分析。

2.2.2? 料液比對金銀花中綠原酸提取率的影響? 設(shè)置乙醇溶液質(zhì)量分數(shù)50%、超聲時間20 min、超聲溫度50 ℃，研究料液比為1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50、1∶60條件下對金銀花中綠原酸提取率的影響，結(jié)果如圖3所示。

由圖3可得，料液比會直接影響綠原酸類化合物的提取率，以剛好能浸沒原料的最少乙醇用量為基礎(chǔ)。結(jié)果表明，綠原酸提取率隨溶劑量增加而增加，當料液比超過1∶40后，提取率增加的幅度不大，因此，取料液比為1∶30、1∶40、1∶50進行正交試驗分析。

2.2.3? 超聲時間對金銀花中綠原酸提取率的影響? 設(shè)置乙醇溶液質(zhì)量分數(shù)50%、超聲溫度50 ℃、料液比1∶20，研究超聲時間為10、20、30、40、50、60 min條件下對金銀花中綠原酸提取率的影響，結(jié)果如圖4所示。

由圖4可知，在10～40 min范圍內(nèi)金銀花中綠原酸提取率明顯增大，在40 min時提取率最高，達到2.160%，但當提取時間大于40 min時，綠原酸提取率升高相對平緩，這是因為金銀花中的綠原酸已基本提出，延長提取時間對試驗提取率沒有任何效果，使試驗所需更多的時間。故選取超聲時間30、40、50 min進行正交試驗分析。

2.2.4? 超聲溫度對金銀花中綠原酸提取率的影響? 設(shè)置乙醇溶液質(zhì)量分數(shù)50%、料液比1∶20、超聲時間40 min，研究超聲溫度為5、20、35、50、65、80 ℃的條件下對金銀花中綠原酸提取率的影響，結(jié)果如圖5所示。

由圖5可知，在5～65 ℃時金銀花中綠原酸的提取率隨著超聲溫度的升高而逐漸增大，因為溫度升高，分子運動加快，導致細胞破裂速度加快，使金銀花中綠原酸的溶解及擴散速度加快，提取率顯著提高。在超聲溫度為65 ℃時，金銀花中綠原酸的提取率最高。隨著溫度的升高，綠原酸提取率反而下降，可能是因為金銀花中綠原酸隨著溫度的升高部分有效成分被分解破壞，故選超聲溫度50、65、80 ℃進行正交試驗分析。

2.3? 正交試驗結(jié)果

設(shè)計L9（34）正交試驗，以商洛金銀花綠原酸的提取率為檢測指標，正交試驗結(jié)果見表2。

由極差可以得出，商洛金銀花綠原酸提取率的主要影響因素順序為乙醇溶液質(zhì)量分數(shù)>料液比>超聲溫度>超聲時間，得出最優(yōu)提取組合為A2B2C2D2，即乙醇溶液質(zhì)量分數(shù)50%、超聲時間40 min、超聲溫度65 ℃、料液比1∶40。以最優(yōu)參數(shù)進進行驗證試驗，綠原酸的提取率可達4.305%。

正交試驗方差分析結(jié)果見表3。從表3的F檢驗可以看出，A因素F0.01（2，2）

3? 小結(jié)與討論

優(yōu)化后的超聲輔助法提取工藝提取金銀花中綠原酸提取率可達4.305%，與孫文基[21]（采用水提法煎煮兩次，金銀花中綠原酸的總得率為0.5%）相比，采用超聲輔助法大大提高了提取效率;與宋德花等[14]的研究（采用水沉醇提法，控制料液比1∶40、煎煮2 h，確定為金銀花綠原酸的最佳提取工藝）相比，超聲輔助法作為一種新型的提取技術(shù)可大大縮短提取的時間。本研究提出的新工藝綜合成本低、污染較小、工藝簡易、提取效率較高。超聲輔助法還可以有效地克服傳統(tǒng)煎煮法提取中藥材細粉易糊化、堵塞等問題。因此，探索出一條經(jīng)濟、高效、適合商洛當?shù)剡M行大規(guī)模推廣和工廠化大生產(chǎn)的現(xiàn)代提取工藝就具有非常重要的現(xiàn)實意義。

本研究以乙醇溶液為溶劑，利用超聲輔助法提取商洛金銀花中的綠原酸，在單因素試驗的基礎(chǔ)上，結(jié)合正交試驗分析，得出商洛金銀花中綠原酸最佳提取工藝為乙醇溶液質(zhì)量分數(shù)50%、超聲時間40 min、超聲溫度65 ℃、料液比1∶40、綠原酸的提取率可達4.305%。

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收稿日期：2019-04-03

基金項目：商洛市2016年科學技術(shù)研究發(fā)展計劃項目（sk2016-49）;商洛市2018年科技計劃項目（sk2018-23）

作者簡介：何? 軍（1972-），男，陜西商南人，副教授，碩士，主要從事中藥材GAP生產(chǎn)以及植物營養(yǎng)與施肥方面的教學與研究，

（電話）13991451660（電子信箱）slxyhejun3114@163.com。