刀豆殼總黃酮提取工藝優(yōu)化及其抗氧化活性研究

唐森，李璐彬，覃逸明，吳國(guó)勇，張鵬 *

（1.廣西科技師范學(xué)院食品與生化工程學(xué)院，廣西 來(lái)賓 546199；2.廣西科技師范學(xué)院特色瑤藥資源研究與開發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西 來(lái)賓 546199；3.廣西科技師范學(xué)院科研管理處，廣西 來(lái)賓 546199）

刀豆別名為刀鞘豆、葛豆、刀板豆等。因其豆莢很長(zhǎng)，其形如刀，顧得其名，是一種雙子葉植物綱薔薇目豆科刀豆屬植物[1]。其喜溫怕冷和強(qiáng)光，對(duì)土壤的適應(yīng)性較好，種植生長(zhǎng)周期短，其價(jià)格低廉、且營(yíng)養(yǎng)豐富，因此被廣泛種植。據(jù)記載，該種起源于南美洲，現(xiàn)遍及美國(guó)西南部、非洲等地，我國(guó)主要集中于廣西、四川、云南、湖北、湖南等地[2]。它是藥食同源的蔬菜，其嫩莢可煮湯、炒食，多作腌制，肉厚鮮美，爽脆可口，且具有溫補(bǔ)作用[3]。湖南省年出口鹽漬刀豆300多噸，暢銷日本、東南亞等地[4]，深受人們喜愛。刀豆中含有多種營(yíng)養(yǎng)成分如蛋白質(zhì)、纖維素、刀豆氨酸、礦物質(zhì)等，食用后可以滿足人體對(duì)能量的需求，可健脾胃，增進(jìn)食欲，滋補(bǔ)五臟，補(bǔ)充精力。

李寧等[5]對(duì)刀豆進(jìn)行化學(xué)分離得到主要藥用成分為尿素酶、血細(xì)胞凝集素、刀豆球蛋白、刀豆氨酸、黃酮類成分等。其中刀豆球蛋白是有效抗腫瘤成分，能刺激淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)變成淋巴母細(xì)胞，對(duì)白血病、鼻咽癌等有明顯的療效[6]。黃酮類化合物具有多方面的功效，可以改善血液循環(huán)、降低膽固醇、抑制炎性生物酶的滲出、強(qiáng)化細(xì)胞膜、活化細(xì)胞、抗氧化、抗輻射、抗腫瘤以及增強(qiáng)免疫能力等藥理作用[7]。

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)刀豆的研究主要集中于刀豆球蛋白成分提取和活性成分分析，但基于研究刀豆總黃酮的提取及其抗氧化活性報(bào)道較少[8-10]?？鬃鱼懙萚11]采用超聲輔助提取藏藥刀豆總黃酮，得到總黃酮得率為0.675%。牛改改等[12]采用加速溶劑萃取技術(shù)提取海刀豆中總黃酮，提取率高達(dá)83.43%。但用微波輔助提取刀豆殼中的總黃酮尚未見報(bào)道。

近年來(lái)，刀豆殼作為刀豆的廢棄物被農(nóng)民大量的丟棄或焚燒，這樣不僅造成資源浪費(fèi)，還導(dǎo)致環(huán)境嚴(yán)重污染。因此為了提高刀豆殼的利用率，充分發(fā)掘其潛在價(jià)值。本試驗(yàn)將具有提取效率高、快速高效、溶劑消耗少、受熱體系溫度均勻、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)的微波輔助技術(shù)應(yīng)用于刀豆殼總黃酮的提取[13-15]，并通過響應(yīng)面法對(duì)刀豆殼中總黃酮的工藝條件進(jìn)行優(yōu)化并研究其抗氧化性，以期為刀豆殼的利用提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 供試材料

刀豆殼：亳州市眾益堂中藥材銷售有限公司，經(jīng)廣西科技師范學(xué)院特色瑤藥資源研究與開發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室張鵬博士鑒定為刀豆殼。

1.1.2 供試試劑

蘆?。ǔ兗?jí)）：上海阿拉丁生化科技股份有限公司；亞硝酸鈉、硝酸鋁、氫氧化鈉、乙醇、水楊酸、硫酸亞鐵、過氧化氫（均為分析純）：西隆科學(xué)股份有限公司。

1.1.3 儀器與設(shè)備

FW135型中草藥粉碎機(jī)：天津市泰斯特儀器有限公司；FA2004B型電子分析天平：上海越平科學(xué)儀器有限公司；XH-MC-1型微波合成反應(yīng)儀：北京祥鵠科技發(fā)展有限公司；KQ-300DB型數(shù)控超聲波清洗器：昆山市超聲儀器有限公司；SHZ-D（III）型循環(huán)水多用真空泵：鞏義市科瑞儀器有限責(zé)任公司；C-20型玻璃儀器氣流烘干器：上海貝侖儀器設(shè)備有限公司；UV-9600型紫外/可見分光光度計(jì)：北京北分瑞利分析儀器（集團(tuán)）公司。

1.2 方法

1.2.1 刀豆殼預(yù)處理

使用剪刀將塊狀刀豆殼進(jìn)行適當(dāng)?shù)募羲?，放置電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，將儀器的溫度設(shè)置為60℃烘干其水分，用粉碎機(jī)粉碎，過60目篩，將刀豆殼粉裝袋密封后常溫保存?zhèn)溆肹16]。

1.2.2 刀豆殼的提取

稱取刀豆殼粉末2.0 g置于三頸燒瓶中，加入一定量的乙醇為提取溶劑，搖勻后用塞子塞住，靜置30min，然后用微波合成反應(yīng)儀進(jìn)行提取，最后將提取后的溶液抽濾，取濾液用相同體積分?jǐn)?shù)的乙醇定容至容量瓶中，即可得刀豆殼提取溶液[17]。

1.2.3 刀豆殼總黃酮提取單因素試驗(yàn)

1.2.3.1 乙醇體積分?jǐn)?shù)

準(zhǔn)確稱量5份2.0 g預(yù)處理后的刀豆殼粉，放置250 mL三頸燒瓶中，分別加入40 mL的不同體積分?jǐn)?shù)（40%、50%、60%、70%、80%）的乙醇，搖勻，用塞子將其塞住，靜置30 min。設(shè)定微波溫度60℃，微波功率400 W，微波4 min，取出冷卻，抽濾，定容至容量瓶中。測(cè)定刀豆殼的總黃酮提取量，做3組重復(fù)試驗(yàn)，找出較佳乙醇體積分?jǐn)?shù)。

1.2.3.2 液料比

準(zhǔn)確稱量5份2.0 g預(yù)處理后的刀豆殼粉，放置250 mL 三頸燒瓶中，分別按液料比 11∶1、14∶1、17∶1、20∶1、23∶1（mL/g）加入 50%乙醇搖勻，用塞子將其塞住，靜置30 min。設(shè)定微波溫度60℃，微波功率400 W，微波4 min，取出冷卻，抽濾，定容至容量瓶中。測(cè)定刀豆殼的總黃酮提取量，做3組重復(fù)試驗(yàn)，找出較佳液料比。

1.2.3.3 微波時(shí)間

準(zhǔn)確稱量5份2.0 g預(yù)處理后的刀豆殼粉，放置250 mL三頸燒瓶中，分別加入40 mL的50%乙醇搖勻，用塞子將其塞住，靜置30 min。設(shè)定微波溫度60℃，微波功率 400 W，在不同微波時(shí)間（2、4、6、8、10 min）微波后取出冷卻，抽濾，定容至容量瓶中。測(cè)定刀豆殼的總黃酮提取量，做3組重復(fù)試驗(yàn)，找出較佳微波時(shí)間。

1.2.3.4 微波功率

準(zhǔn)確稱量5份2.0 g預(yù)處理后的刀豆殼粉，放置250 mL三頸燒瓶中，分別加入40 mL的50%乙醇搖勻，用塞子將其塞住，靜置30 min。設(shè)定微波溫度60℃，微波時(shí)間 6 min，在不同微波功率（300、400、500、600、700 W）微波后取出冷卻，抽濾，定容至容量瓶中。測(cè)定刀豆殼的總黃酮提取量，做3組重復(fù)試驗(yàn)，找出較佳微波功率。

1.2.4 響應(yīng)面法優(yōu)化試驗(yàn)

響應(yīng)面優(yōu)化分析法是利用科學(xué)的試驗(yàn)設(shè)計(jì)并進(jìn)行操作得到相應(yīng)的數(shù)據(jù)，采用多元二次回歸方程來(lái)擬合響應(yīng)值與因素之間的函數(shù)關(guān)系，通過對(duì)指定設(shè)計(jì)空間內(nèi)的樣本點(diǎn)的集合進(jìn)行有限的試驗(yàn)設(shè)計(jì)，擬合出輸出變量（系統(tǒng)響應(yīng)）的全局逼近來(lái)代替真實(shí)響應(yīng)面[18-19]。

在單因素試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，選取最佳乙醇體積分?jǐn)?shù)（%）、液料比（mL/g）、微波時(shí)間（min）、微波功率（W），使用Box-Behnken設(shè)計(jì)四因素響應(yīng)面試驗(yàn)，試驗(yàn)因素及水平見表1。

表1 響應(yīng)面試驗(yàn)因素及水平Table 1 response surface test factors and levels

1.3 項(xiàng)目測(cè)定

1.3.1 總黃酮提取量的測(cè)定

將1.2.2的溶液定容后取2.0 mL于具塞試管中，加入濃度為5%亞硝酸鈉溶液0.3 mL，將其充分搖勻后靜置6 min，再加入濃度為10%硝酸鋁溶液0.3 mL，搖勻，靜置6 min，最后再加入濃度為10%氫氧化鈉溶液3.0 mL，搖勻靜置15 min使其充分反應(yīng)。用可見分光光度計(jì)測(cè)定其在510 nm波長(zhǎng)處的吸光值，按以下公式計(jì)算刀豆殼總黃酮的提取量[20]。

式中：C為刀豆殼總黃酮提取液質(zhì)量濃度，mg/mL；V為抽濾后提取液定容的總體積，mL；D為稀釋倍數(shù)；m為刀豆殼的質(zhì)量，g。

1.3.2 蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線制作

參照張曉靜等的方法略微修改[21]。用70%乙醇將0.020 0 g蘆丁配制成0.2 mg/mL的蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液，備用。分別移取標(biāo)準(zhǔn)溶液 0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6 mL 到10 mL的比色管中，加入70%乙醇，使得溶液總體積為2 mL，然后按1.3.1的步驟操作。以70%乙醇為空白，以濃度為橫坐標(biāo)，吸光值為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，標(biāo)準(zhǔn)曲線線性回歸方程：y=13.105x+0.029 3（R2=0.999 1）。

1.3.3 刀豆殼總黃酮抗氧化活性研究

將最佳工藝條件下得到的刀豆殼總黃酮濃縮液加無(wú)水乙醇配制成質(zhì)量濃度分別為0.15、0.20、0.25、0.30、0.35、0.40、0.45、0.50 mg/mL 的樣品溶液。參考王彥兵等[22]的方法進(jìn)行羥自由基清除活性測(cè)定，同時(shí)以L-抗壞血酸為陽(yáng)性對(duì)照。按照公式計(jì)算羥自由基清除率。

式中：A為蒸餾水2 mL+2.5 mmol/L水楊酸溶液2 mL+5.0 mmol/LFeSO4溶液2 mL+5.0 mmol/L H2O2溶液2 mL的吸光度值；A0為樣品溶液2 mL+2.5 mmol/L水楊酸溶液2 mL+5.0 mmol/LFeSO4溶液2 mL+5.0 mmol/L H2O2溶液2 mL的吸光度值；A1為樣品溶液2 mL+2.5 mmol/L水楊酸溶液2 mL+5.0 mmol/L FeSO4溶液2 mL+蒸餾水2 mL的吸光度值。

1.4 數(shù)據(jù)分析

所有試驗(yàn)數(shù)據(jù)重復(fù)3次取平均值，采用SPSS 22.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析。

2 結(jié)果分析

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)總黃酮提取量的影響

乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)總黃酮提取量的影響見圖1。

由圖1可知，在乙醇體積分?jǐn)?shù)為40%～50%刀豆殼總黃酮提取量是不斷增大的；在乙醇體積分?jǐn)?shù)為50%時(shí)，刀豆殼總黃酮提取量出現(xiàn)了最大值；在乙醇體積分?jǐn)?shù)超過50%后提取量逐漸減小。出現(xiàn)這種情況的原因可能是因?yàn)榈抖箽し勰┖鸵掖嫉臐B透壓會(huì)根據(jù)乙醇體積分?jǐn)?shù)的增大而增加，從而有利于總黃酮的浸出[16]，當(dāng)大于一定限值時(shí)，一些醇溶性的其它物質(zhì)大量溶出，導(dǎo)致總黃酮浸出量下降[19]。因而確定提取總黃酮所需乙醇體積分?jǐn)?shù)為50%，此時(shí)總黃酮的提取量為2.146 mg/g。

圖1 乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)總黃酮提取量的影響Fig.1 Effect of ethanol volume fraction on total flavonoids extraction

2.1.2 液料比對(duì)總黃酮提取量的影響

液料比對(duì)總黃酮提取量的影響見圖2。

圖2 液料比對(duì)總黃酮提取量的影響Fig.2 Effect of liquid to material ratio on total flavonoid extraction

由圖2可知，隨著液料比的增加，總黃酮提取量先增大后減小，當(dāng)液料比為20∶1（mL/g）時(shí)，總黃酮提取量達(dá)到峰值。出現(xiàn)這種情況的原因可能是在一定范圍內(nèi)，液料比的增大可以增強(qiáng)溶劑和原料的接觸效果，增大濃度差，有利于提高擴(kuò)散速度，從而可提高黃酮類化合物的提取量。但是當(dāng)乙醇的用量過高時(shí)，體系中的其它可溶性物質(zhì)與黃酮競(jìng)爭(zhēng)溶劑，從而影響總黃酮的提取率[23]。綜合經(jīng)濟(jì)效益確定液料比為 20∶1（mL/g）為最佳，此時(shí)總黃酮的提取量為2.171 mg/g。

2.1.3 微波時(shí)間對(duì)總黃酮提取量的影響

微波時(shí)間對(duì)總黃酮提取量的影響見圖3。

圖3 微波時(shí)間對(duì)總黃酮提取量的影響Fig.3 Effect of microwave time on the extraction of total flavonoids extraction

由圖3可知，在微波時(shí)間為2 min～6 min時(shí)，刀豆殼總黃酮提取量不斷增大；在微波時(shí)間為6 min時(shí)出現(xiàn)了最大值；當(dāng)微波時(shí)間超過6 min后，刀豆殼中總黃酮提取量逐漸減小。這可能是因?yàn)槲⒉〞r(shí)間過長(zhǎng)導(dǎo)致黃酮類物質(zhì)被氧化分解，造成刀豆殼總黃酮提取量下降[19]。因而確定提取總黃酮最適宜微波時(shí)間為6 min，此時(shí)總黃酮的提取量為2.239 mg/g。

2.1.4 微波功率對(duì)總黃酮提取量的影響

微波功率對(duì)總黃酮提取量的影響見圖4。

圖4 微波功率對(duì)總黃酮提取量的影響Fig.4 Effect of microwave power on total flavonoids extraction

由圖4可知，微波功率在300 W～600 W時(shí)，刀豆殼中總黃酮提取量逐漸增大；在微波功率為600 W時(shí)總黃酮得率達(dá)到最大值；之后隨微波功率增大而逐漸下降。出現(xiàn)這種情況的原因可能是在300 W～600 W時(shí)微波功率較低，刀豆殼細(xì)胞不能被充分的破碎，總黃酮的溶出量較少[24]。因此，確定提取總黃酮的微波功率為600 W，此時(shí)總黃酮的提取量為2.352 mg/g。

2.2 響應(yīng)面法優(yōu)化刀豆殼總黃酮提取工藝

2.2.1 響應(yīng)面試驗(yàn)條件與結(jié)果

以乙醇體積分?jǐn)?shù)（A）、液料比（B）、微波時(shí)間（C）、微波功率（D）為自變量，刀豆殼總黃酮提取量（Y）為響應(yīng)值，設(shè)計(jì)四因素三水平試驗(yàn)，共有29個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，其中24個(gè)析因點(diǎn)，5個(gè)中心點(diǎn)。試驗(yàn)設(shè)計(jì)的條件及其結(jié)果見表2。

表2 響應(yīng)面試驗(yàn)條件與結(jié)果Table 2 Response surface test conditions and results

使用Design-Expert 8.0.6軟件設(shè)計(jì)響應(yīng)面試驗(yàn)，確定刀豆殼總黃酮最佳提取工藝條件。

得到擬合的回歸方程模型為：Y=2.32+0.020A-0.051B-0.056C+0.056D-0.042AB+0.048AC-0.065AD-0.033BC+0.015BD+0.048CD-0.12A2-0.14B2-0.092C2-0.11D2。

2.2.2 方差分析

響應(yīng)面回歸方程的方差分析見表3。

表3 響應(yīng)面回歸方程的方差分析Table 3 Variance analysis of response surface regression equation

由4個(gè)單因素的F值可知，模型一次項(xiàng)B、C、D與交互項(xiàng) AD 以及二次項(xiàng) A2、B2、C2、D2對(duì)刀豆殼總黃酮提取量有極顯著的影響（P<0.01）；二次項(xiàng) AB、AC、CD對(duì)刀豆殼總黃酮提取量有顯著的影響（P<0.05）；一次項(xiàng)A與二次項(xiàng)BC、BD對(duì)刀豆殼總黃酮提取量影響不顯著（P>0.05）。4個(gè)單因素對(duì)刀豆殼總黃酮提取量影響程度為：D>C>B>A，微波功率對(duì)其影響最大。由表3可知，該模型回歸極顯著（P<0.000 1）；失擬項(xiàng)不顯著（P=0.679 4>0.05），說明該模型可行。模型R2=0.949 2，說明模型擬合度較高，該方法可靠。綜上所述，此模型分析和預(yù)測(cè)微波輔助提取刀豆殼總黃酮提取量是合理的。

2.3 響應(yīng)面優(yōu)化圖形分析

響應(yīng)面圖是由二維等高線圖和三維空間曲面圖組成的，通過擬合出響應(yīng)面值的形狀，分析各因素對(duì)刀豆殼總黃酮提取量的影響[25]。

2.3.1 乙醇體積分?jǐn)?shù)和液料比的交互作用

在微波時(shí)間6 min、微波功率600 W時(shí)，乙醇體積分?jǐn)?shù)和液料比對(duì)刀豆殼總黃酮提取量的等高線和響應(yīng)面見圖5。

由圖5和表3可知，乙醇體積分?jǐn)?shù)在40%～60%、液料比在 17∶1（mL/g）～23∶1（mL/g）時(shí)，刀豆殼總黃酮提取量呈先升高后降低趨勢(shì)；液料比曲面較乙醇體積分?jǐn)?shù)曲面陡峭，說明液料比對(duì)刀豆殼總黃酮提取量影響較為明顯。等高線圖呈橢圓形，說明乙醇體積分?jǐn)?shù)和液料比之間有明顯的交互作用。

圖5 乙醇體積分?jǐn)?shù)和料液比對(duì)總黃酮提取率影響的等高線和響應(yīng)面曲面Fig.5 Contour lines and response surface of the effects of ethanol volume fraction and liquid- solid ratio on total flavonoids extraction rate

2.3.2 乙醇體積分?jǐn)?shù)和微波時(shí)間的交互作用

當(dāng)液料比 20∶1（mL/g）、微波功率 600W 時(shí)，乙醇體積分?jǐn)?shù)和微波時(shí)間對(duì)刀豆殼總黃酮提取量的等高線和響應(yīng)面見圖6。

圖6 乙醇體積分?jǐn)?shù)和微波時(shí)間對(duì)總黃酮提取量影響的等高線和響應(yīng)面曲面Fig.6 Contour lines and response surface of the effects of ethanol volume fraction and microwave time on total flavonoids extraction rate

由圖6和表3可知，乙醇體積分?jǐn)?shù)在40%～60%、微波時(shí)間在4 min～8 min時(shí)，刀豆殼總黃酮提取量呈先升高后降低趨勢(shì)；微波時(shí)間曲面較乙醇體積分?jǐn)?shù)曲面陡峭，說明微波時(shí)間對(duì)刀豆殼總黃酮提取量影響較為明顯。等高線圖呈橢圓形，說明乙醇體積分?jǐn)?shù)和微波時(shí)間之間有明顯的交互作用。

2.3.3 乙醇體積分?jǐn)?shù)和微波功率的交互作用

當(dāng)液料比 20∶1（mL/g）、微波時(shí)間 6 min 時(shí)，乙醇體積分?jǐn)?shù)和微波功率對(duì)刀豆殼總黃酮提取量的等高線和響應(yīng)面見圖7。

圖7 乙醇體積分?jǐn)?shù)和微波功率對(duì)總黃酮提取量影響的等高線和響應(yīng)面曲面Fig.7 Contour lines and response surface of the effects of ethanol volume fraction and microwave power on total flavonoids extraction rate

由圖7和表3可知，乙醇體積分?jǐn)?shù)在40%～60%、微波功率在500 W～700 W時(shí)，刀豆殼總黃酮提取量呈先升高后降低趨勢(shì)；微波功率曲面較乙醇體積分?jǐn)?shù)曲面陡峭，說明微波功率對(duì)刀豆殼總黃酮提取量影響較為明顯。等高線圖呈橢圓形，說明乙醇體積分?jǐn)?shù)和微波功率之間有明顯的交互作用。

2.3.4 液料比和微波時(shí)間的交互作用

當(dāng)乙醇體積分?jǐn)?shù)50%、微波功率600W時(shí)，料液比和微波時(shí)間對(duì)刀豆殼總黃酮提取量的等高線和響應(yīng)面見圖8。

圖8 液料比和微波時(shí)間對(duì)總黃酮提取量影響的等高線和響應(yīng)面曲面Fig.8 Contour lines and response surface of the effects of liquid-solid ratio and microwave time on total flavonoids extraction rate

由圖 8 和表 3 可知，液料比在 17∶1（mL/g）～23∶1（mL/g）、微波時(shí)間在 4 min～8 min 時(shí)，刀豆殼總黃酮提取量呈先升高后降低趨勢(shì)；微波時(shí)間曲面較液料比曲面陡峭，說明微波時(shí)間對(duì)刀豆殼總黃酮提取量影響較為明顯。等高線圖呈圓形，說明料液比和微波時(shí)間之間沒有明顯的交互作用。

2.3.5 液料比和微波功率的交互作用

當(dāng)乙醇體積分?jǐn)?shù)50%、微波時(shí)間6 min時(shí)，料液比和微波功率對(duì)刀豆殼總黃酮提取量的等高線和響應(yīng)面見圖9。

圖9 液料比和微波功率對(duì)總黃酮提取量影響的等高線和響應(yīng)面曲面Fig.9 Contour lines and response surface of the effects of liquid-solid ratio and microwave power on the extraction rate of total flavonoids

由圖 9 和表 3 可知，液料比在 17∶1（mL/g）～23∶1（mL/g）、微波功率在500 W～700 W時(shí)，刀豆殼總黃酮提取量呈先升高后降低趨勢(shì)。等高線圈趨于圓形，3D曲面圖中頂端凸面較為均勻圓潤(rùn)，其交互作用不顯著。

2.3.6 微波時(shí)間和微波功率的交互作用

當(dāng)乙醇體積分?jǐn)?shù) 50%、液料比 20：1（mL/g）時(shí)，微波時(shí)間和微波功率對(duì)刀豆殼總黃酮提取量的等高線圖和響應(yīng)面圖見圖10。

由圖10和表3可知，微波時(shí)間在4 min～8 min、微波功率在500 W～700 W時(shí)，刀豆殼總黃酮提取量呈先升高后降低趨勢(shì)；微波功率曲面較微波時(shí)間曲面陡峭，說明微波功率對(duì)刀豆殼總黃酮提取量影響較為明顯。等高線圖呈橢圓形，說明料液比和微波功率之間有明顯的交互作用。

圖10 微波時(shí)間和微波功率對(duì)總黃酮提取量影響的等高線和響應(yīng)面曲面Fig.10 Contour lines and response surface of the effects of microwave time and microwave power on the extraction rate of total flavonoids

2.4 最優(yōu)工藝參數(shù)的確定

根據(jù)響應(yīng)面優(yōu)化分析，得到預(yù)測(cè)刀豆殼總黃酮最大提取量為2.332 mg/g，此時(shí)提取工藝條件為：乙醇體積分?jǐn)?shù) 50.16%，液料比 19.54∶1（mL/g），微波時(shí)間5.56 min，微波功率618.62 W。根據(jù)實(shí)際操作調(diào)整為：乙醇體積分?jǐn)?shù) 50%，液料比 20∶1（mL/g），微波時(shí)間5.6 min，微波功率600W，重復(fù)試驗(yàn)3次，得到平均值為2.330 mg/g，與預(yù)測(cè)值偏差較小，表明該方案是可行的，優(yōu)化后的工藝條件參數(shù)可靠，具有一定參考價(jià)值。

2.5 刀豆殼總黃酮抗氧化活性分析

不同質(zhì)量濃度總黃酮提取液、VC對(duì)羥自由基清除率影響見圖11。

圖11 不同質(zhì)量濃度總黃酮提取液、VC對(duì)羥自由基清除率影響Fig.11 Effects of total flavonoid extract and VCwith different mass concentrations on hydroxyl radical scavenging rate

由圖11可知，刀豆殼總黃酮、VC濃度在0.15mg/mL～0.5 mg/mL范圍內(nèi)，對(duì)羥自由基的清除能力較好。與相同質(zhì)量濃度的VC相比，在質(zhì)量濃度低于0.25 mg/mL時(shí)，刀豆殼總黃酮提取液對(duì)羥自由基表現(xiàn)出更強(qiáng)的清除能力；質(zhì)量濃度大于0.25 mg/mL時(shí)，則VC對(duì)羥自由基表現(xiàn)出更強(qiáng)的清除能力[26]。當(dāng)質(zhì)量濃度為0.50mg/mL，刀豆殼總黃酮提取液達(dá)到最大清除率為80.72%，比同質(zhì)量濃度VC的最大清除率97.25%稍弱，但刀豆殼總黃酮也表現(xiàn)出較強(qiáng)的清除羥自由基的能力。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)采用乙醇-微波輔助的方法提取刀豆殼總黃酮，并對(duì)其羥自由清除率進(jìn)行探討。再通過響應(yīng)面試驗(yàn)，根據(jù)實(shí)際操作得到刀豆殼總黃酮最大提取量為2.330 mg/g，此時(shí)提取工藝條件為：乙醇體積分?jǐn)?shù)50%，液料比 20∶1（mL/g），微波時(shí)間 5.6min，微波功率 600 W。羥自由基清除率研究表明，當(dāng)質(zhì)量濃度為0.50 mg/mL，刀豆殼總黃酮提取液達(dá)到最大清除率為80.72%，比同質(zhì)量濃度VC的最大清除率97.25%稍弱，但刀豆殼總黃酮也表現(xiàn)出較強(qiáng)的清除羥自由基的能力。雖然本試驗(yàn)刀豆殼總黃酮的提取量較少，但其具有較強(qiáng)的羥自由基清除率，若能得到較好的開發(fā)，將能充分利用刀豆殼資源，提高其利用價(jià)值。