超聲輔助優(yōu)化小麥胚芽中總黃酮提取工藝

李帑洛,符楓雪,郭玉,劉映,王冉,何偉國

(1.南華大學 藥學與生物科學學院 藥學系，湖南 衡陽 421001;2.湖南省分子靶標新藥研究協(xié)同創(chuàng)新中心，湖南 衡陽 421001;3.南華大學 醫(yī)學院 組織學與胚胎學教研室，湖南 衡陽 421001; 4.南華大學 醫(yī)學院應用解剖與生殖醫(yī)學研究所，湖南 衡陽 421001)

小麥，是一種古老而種植面積極廣的農作物。小麥胚芽約占麥粒的2.5%，年產量達到3～5萬t[1]。小麥胚芽是小麥粒中營養(yǎng)價值最高的部分，曾被冠為“人類天然營養(yǎng)寶庫”[2]，其富含小麥胚芽凝聚素、谷胱甘肽、黃酮類化合物等多種活性物質[3]。研究表明，小麥胚芽黃酮類化合物具有抗氧化活性，能抑制多種化學物質誘變，提高機體的免疫功能。此外，還具有抗癌而對正常細胞無損害等優(yōu)勢[4]。

本研究從料液比、乙醇體積分數(shù)、提取時間、提取溫度等4個因素著手，探討小麥胚芽中黃酮類化合物的提取工藝，為其開發(fā)利用提供一定的理論依據(jù)。

1 實驗部分

1.1 材料與儀器

小麥胚芽(市售);蘆丁(中國藥品生物制品檢定所，規(guī)格:100080-200707)、無水乙醇、亞硝酸鈉、氫氧化鋁、氫氧化鈉等化學試劑均為分析純。

UV-2450CX紫外可見分光光度計；FA224電子分析天平；RE-2000A旋轉蒸干儀；SHZ-D(Ⅲ)循環(huán)水式真空泵；SB-300DTY超聲清洗機。

1.2 小麥胚芽總黃酮的提取

精密稱取小麥胚芽3.0 g于150 mL錐形瓶中，按料液比1∶20 g/mL加入60%乙醇，60 ℃水浴中超聲輔助提取45 min，趁熱減壓抽濾，旋轉蒸發(fā)至3～5 mL，30%乙醇定容，510 nm處測定吸光值，并計算黃酮化合物的得率。

1.3 標準曲線的制作

蘆丁標準品120 ℃干燥至恒重，精密稱取0.005 01 g，置于50 mL的棕色容量瓶中，用30%乙醇稀釋，定容，搖勻。用移液槍分別移取0，1,2,3,4,5 mL蘆丁標準品儲備液于10 mL容量瓶中，加入5%亞硝酸鈉溶液和10%的硝酸鋁溶液各0.3 mL搖勻，放置6 min。加入4%的氫氧化鈉溶液4.0 mL，用30%乙醇溶液稀釋至刻度，搖勻，放置12 min，于510 nm處測吸光度，以濃度C和吸光度A作圖，并進行線性回歸，得回歸方程y=5.905 7x-0.001 5，R2=0.998 5。

圖1 蘆丁標準曲線

2 結果與討論

2.1 單因素實驗

2.1.1 料液比對小麥胚芽總黃酮得率的影響 精密稱取干燥粉碎的小麥胚芽粉末3.000 g，提取溫度60 ℃，提取時間45 min，按1∶10，1∶20，1∶30，1∶40，1∶50 g/L的比例加入60%乙醇，結果見圖2。

圖2 料液比對小麥胚芽總黃酮得率的影響

由圖2可知，料液比提高時，小麥胚芽的總黃酮得率上升，小麥胚芽中的黃酮類物質在料液比為1∶30 g/mL時已基本溶出，之后趨于平穩(wěn)，出于成本的考慮，料液比選用1∶30 g/mL。

2.1.2 乙醇體積分數(shù)對小麥胚芽總黃酮得率的影響 精密稱取干燥粉碎的小麥胚芽粉末3.000 g，料液比1∶30 g/mL，提取溫度60 ℃，提取時間45 min，分別加入體積分數(shù)為20%,40%,60%,80%,100%的乙醇，結果見圖3。

圖3 乙醇體積分數(shù)對總黃酮得率的影響

由圖3可知，隨著乙醇體積分數(shù)的增高，小麥胚芽總黃酮的得率呈上升、下降、上升趨勢。當體積分數(shù)為40%時，得率最高。但乙醇體積分數(shù)越高，越有利于其他醇溶性雜質及親脂性雜質的溶解[5]，且濃度越高溶劑的沸點越低，溶劑的揮發(fā)性隨之增大，因而選取40%。

2.1.3 提取時間對小麥胚芽總黃酮得率的影響 精密稱取干燥粉碎的小麥胚芽粉末3.000 g，在乙醇體積分數(shù)為40%，料液比為1∶30 g/mL，提取溫度為60 ℃的條件下，考察提取時間對小麥胚芽總黃酮得率的影響，結果見圖4。

圖4 提取時間對小麥胚芽總黃酮得率的影響

由圖4可知，隨著提取時間的增長得率逐漸增加，提取時間≥45 min時,得率基本呈平穩(wěn)狀態(tài)。

2.1.4 提取溫度對小麥胚芽總黃酮得率的影響 精密稱取干燥粉碎的小麥胚芽粉末3.000 g，乙醇體積分數(shù)40%，料液比1∶30 g/mL，提取時間45 min，分別在40,50,60,70,80 ℃溫度下進行提取，結果見圖5。

圖5 提取溫度對小麥胚芽總黃酮得率的影響

由圖5可知，隨著溫度升高，得率先呈上升趨勢，隨后下降再上升。溫度升高,有利于其他類似物的溶出，且溫度過高,活性成分容易遭到破壞，同時造成溶劑的損失[6]。

2.2 正交實驗

2.2.1 正交實驗結果 依據(jù)單因素實驗結果，對料液比、乙醇體積分數(shù)、提取時間、提取溫度進行L9(34)正交實驗，因素與水平見表1，結果見表2。

表1 因素和水平Table 1 Factors and levels

表2 正交實驗結果

由表2可知，4個因素對得率的影響程度為：B(乙醇體積分數(shù))>A(料液比)>D(提取溫度)>C(提取時間)。最優(yōu)水平組合為A2B1C3D2，即料液比為1∶30 g/mL，乙醇體積分數(shù)為40%，提取時間為60 min，提取溫度為50 ℃。

2.2.2 驗證實驗 根據(jù)正交實驗結果，以最優(yōu)工藝條件A2B1C3D2進行提取，結果見表3。

表3 黃酮化合物得率Table 3 The yield of flavonoid compounds

由表3可知，小麥胚芽黃酮類化合物的得率為1.52%。

3 結論

以超聲輔助乙醇提取小麥胚芽中的黃酮類化合物，各因素對得率影響的主次順序為：B乙醇體積分數(shù)>A料液比>D提取溫度>C提取時間。提取的最佳工藝為：料液比1∶30 g/mL，乙醇體積分數(shù)40%，提取溫度50 ℃，提取時間60 min，在此最佳條件下的得率為1.52%。