龍牙草多酚提取工藝及其抗氧化活性研究

關(guān)鍵詞：龍牙草（AgrimoniapilosaLedeb.）；多酚；提取工藝;抗氧化活性

中圖分類號：R284.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：0439-8114（2025）05-0128-06

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2025.05.020 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：□

Study on the extraction process and antioxidant activity of polyphenols from Agrimonia pilosa Ledeb.

LIMing-zhu1，YUANLei'，ZHANGXue-zhen1，YANXiao-qian2 （1.School of Culinary Arts，Qingdao Preschool Education College，Qingdao 266300，Shandong，China； 2.School of Food Engineering，Qingdao Institute of Technology，Qingdao 2663Oo，Shandong，China）

Abstract：ToimprovetheextractionrateofpolyphenolsfromAgrimoniapilosaLedeb.，liquid-to-materialratio（A），ultrasonic time ^（B）， SHMP addition ^{（C），} and ultrasonic power （ D ）were selected as influencing factors based on single-factor experiment results.Afour-factorthree-levelresponsesurfacemethodologywasdesignedwithpolyphenolyieldastheresponsevaluetooptiizethe extractionprocess，andtheantioxidantcapacityofthepolyphenolsasdeterined.Theresultsshowedthateoptimalextractioconditions for polyphenols from Agrimonia pilosa Ledeb.were the liquid-to-material ratio of 25：1 （ mL/g ），ultrasonic time of 40 min，SHMP addition of 0.5% ，and ultrasonic power of 16O W，with a polyphenol yield of 4.35% under these conditions.When the concentration of polyphenols from Agrimonia pilosa Ledeb.ranged from 0.1 to 1.5mg/mL ， the maximum scavenging rates for superoxide anion radicals，DPPH radicals，and hydroxyl radicals were 59.80% ， 43.61% ，and 32.72% ， respectively. The scavenging capacity increased with polyphenolconcentration，demonstrating the antioxidant abilityof Agrimonia pilosa Ledeb.polyphenols.

Key Words：Agrimonia pilosa ledeb.；polyphenols；extraction process；antioxidant activity

龍牙草（AgrimoniapilosaLedeb.）為雙子葉薔薇科多年生植物，《本草圖經(jīng)》記載其全草可用于止血解毒。龍牙草含有豐富的維生素、礦物質(zhì)及多酚物質(zhì)。植物中的多酚具有多種應(yīng)用價值，可應(yīng)用于防治鼻咽癌[、降低血糖[2.3]、治療冠狀動脈粥樣硬化性心臟病4、減輕缺血性腦卒中損傷5、減緩高尿酸血癥和痛風(fēng)[、改善脊髓缺血再灌注損傷、緩解疲勞[8、改善腸道酶活性9等方面。在食品加工領(lǐng)域，植物多酚具有廣泛的應(yīng)用價值，包括抑制產(chǎn)品氧化[10]、防止褐變[]、提升葡萄酒香氣[12]、延長南美白對蝦的保鮮期[13]以及開發(fā)活性食品包裝材料[14]等。

六偏磷酸鈉（Sodiumhexametaphosphate，SHMP）

在有色金屬篩選中具有重要作用，其通過降低還原電位、增強(qiáng)靜電排斥力及空間位阻效應(yīng)，明顯提升了分離效率[15]。SHMP在食品加工中也有廣泛應(yīng)用，添加高劑量的SHMP不僅能調(diào)節(jié)腸道菌群平衡、增強(qiáng)抑菌效果、保護(hù)植物乳桿菌活性，還能提高乳蛋白的穩(wěn)定性，并用于構(gòu)建魚油微囊包埋體系[16，17]。

為提高多酚物質(zhì)提取效果，本試驗(yàn)以龍牙草為原料，利用分散劑SHMP輔助超聲波從其中提取多酚物質(zhì)，研究液料比（ mL/g） ）、乙醇濃度、SHMP添加量、超聲功率、超聲時間因素對多酚提取的影響，優(yōu)化提取工藝條件，以期為龍牙草開發(fā)和SHMP在植物活性物質(zhì)提取中的應(yīng)用提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

龍牙草購自貴州省黔中地區(qū)，曬干，粉碎后過 80目篩，留存?zhèn)溆谩?/p>

六偏磷酸鈉購自西隴科學(xué)股份有限公司；沒食子酸、無水碳酸鈉、硫酸亞鐵、水楊酸、無水乙醇均購自上海埃彼化學(xué)試劑有限公司；福林酚試劑購自上海藍(lán)季科技發(fā)展有限公司；DPPH試劑購自福州飛凈生物科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

KQ5200DV型數(shù)控超聲波提取器，昆山市超聲儀器有限公司；SE-750型高速粉碎機(jī)，永康市圣象電器有限公司；722型可見分光光度計(jì)，上海佑科儀器儀表有限公司；80-2型離心機(jī)，上海梅香儀器有限公司；YT10003型電子天平，上海菁海儀器有限公司；80目標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)篩，浙江省上虞市滬江儀器紗篩廠。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1龍牙草多酚的提取稱取 0.5g 龍牙草粉末，在設(shè)定的試驗(yàn)條件下進(jìn)行超聲提取，得到多酚提取液，待用。

1.3.2多酚含量測定多酚提取液 4000r/min 離心15min ，取上清液 1mL ，利用福林酚法[18]，100倍稀釋后避光反應(yīng) 1h，760nm 處測定吸光度，得出標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程 y=0.2153x+0.033（R²=0.9991） 。

Y=（C×V×N）/W

式中， Y 為多酚得率 （mg/g）;C 為待測液中多酚濃度； V 為提取液體積； N 為稀釋倍數(shù)； W 為樣品質(zhì)量。

1.3.3單因素試驗(yàn) 單因素試驗(yàn)因素水平如表1所示

1.3.4響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，設(shè)計(jì)響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化龍牙草多酚提取工藝。響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)因素水平如表2所示。

1.3.5多酚體外抗氧化活性測定將龍牙草多酚對超氧陰離子自由基、DPPH自由基、羥基自由基的清

除能力作為抗氧化活性測定指標(biāo)[19]。

1.3.6數(shù)據(jù)整理及分析采用Design-Expert13.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸擬合和顯著性分析，采用MicrosoftExcel和Origin2021軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1龍牙草多酚提取單因素試驗(yàn)

由圖1可知，液料比在 10：1～25：1 時，隨著龍牙草的充分溶解，多酚得率呈上升趨勢；液料比在 時，由于提取溶劑和龍牙草之間發(fā)生離子交換和絡(luò)合，多酚得率明顯下降，同時龍牙草中色素等其他物質(zhì)溶出也會影響多酚的提取效果。因此，多酚提取的最適提取液料比為 。

乙醇濃度為 40%～50% 時，多酚得率隨乙醇濃度增大而升高；乙醇濃度為 50%～80% 時，多酚得率隨著乙醇濃度增加，溶液的極性減弱，低極性的多酚物質(zhì)溶出減少，且釋放更多雜質(zhì)，從而影響多酚的提取。因此，多酚提取的最適乙醇濃度為 50% 。

SHMP添加量超過 0.5% 時，隨著SHMP添加量的增加，提取液極性降低，導(dǎo)致多酚溶出速率下降，得率隨之降低；且過多的SHMP使提取液變得黏稠，降低超聲波的穿透力和傳質(zhì)效率。因此，多酚提取的最適SHMP添加量為 0.5% 。

超聲功率為100＼～160W時，隨著超聲功率的增大，溫度相應(yīng)升高，機(jī)械、空化及熱效應(yīng)促進(jìn)了龍牙草組織細(xì)胞破裂，使得多酚得率呈逐漸上升趨勢；超聲功率為160W時，多酚得率達(dá)到最大，為 3.98% ：超聲功率過高時，多酚受到高頻振蕩致使其化學(xué)結(jié)構(gòu)破壞，多酚得率逐漸減少。因此，多酚提取的最適超聲功率為 160W 。

超聲時間為 10～40min 時，多酚得率逐漸提升，40min 時達(dá)到最大，為 4.12% 。然而，過長的超聲處理會導(dǎo)致提取液溫度升高和溶劑蒸發(fā)，同時促進(jìn)非目標(biāo)成分的溶出，從而影響多酚的提取效率和測定準(zhǔn)確性。因此，多酚提取的最適超聲時間為 40min 。

2.2龍牙草多酚提取響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，選擇液料比（A）超聲時間（B）、SHMP添加量 （C） 、超聲功率 （D） 作為影響因素，以多酚得率為響應(yīng)值，設(shè)計(jì)4因素3水平響應(yīng)面試驗(yàn)，響應(yīng)面試驗(yàn)方案及多酚得率如表3所示。采用Design-Expert軟件進(jìn)行多元回歸擬合，得到二次多項(xiàng)回歸方程 Y=4.33+0.22A+0.27B+0.077C+ 0.12D+0.045AB-0.16AC+0.045AD+0.15BC-0.12BD- 0.16CD-0.35A²-0.30B²-0.22C²-0.32D²

對得到的回歸模型進(jìn)行方差分析（表4），模型 Plt;0.01 ，說明該模型極顯著，且失擬項(xiàng) P=0.085 6gt; 0.05，差異不顯著，試驗(yàn)結(jié)果與回歸模型的擬合良好。根據(jù)方差分析結(jié)果，各因素對多酚得率的影響排序?yàn)?Bgt;Agt;Dgt;C，A，B，D 對龍牙草多酚得率的影響極顯著（ Plt;0.01 ）、 C 對龍牙草多酚得率的影響顯著1 （Plt;0.05） ），交互項(xiàng)中 AC，BC，CD 對龍牙草多酚得率的影響顯著（ （Plt;0.05） ， AB、AD、BD 對龍牙草多酚得率的影響不顯著 （Pgt;0.05） 。

各因素交互作用對龍牙草多酚得率的影響如圖2至圖7所示。 AC，BC，CD 響應(yīng)面曲面較陡峭，等高線為橢圓形，表明液料比和SHMP添加量、超聲時間和SHMP添加量、SHMP添加量和超聲功率交互作用較強(qiáng)，對結(jié)果影響顯著； AB、AD、BD 響應(yīng)面曲面較平緩，等高線接近于圓形，表明液料比和超聲時間、液料比和超聲功率、超聲時間和超聲功率交互作用較弱，對結(jié)果影響不顯著，與方差分析一致。

2.3 反應(yīng)條件的優(yōu)化及模型驗(yàn)證

龍牙草多酚提取的最佳工藝條件為液料比25：1、超聲時間 40min 、SHMP添加量 0.5% 、超聲功率160W ，模型預(yù)測的多酚得率為 4.33% ，經(jīng)重復(fù)試驗(yàn)驗(yàn)證，龍牙草多酚得率為 4.35% ，驗(yàn)證結(jié)果與模型預(yù) 測值比較接近。

2.4龍牙草多酚的抗氧化能力

2.4.1超氧陰離子自由基的清除能力由圖8可知，多酚濃度為 0.1～1.5mg/mL 時，隨著多酚濃度的增加，超氧陰離子自由基的清除能力呈上升趨勢；多酚濃度為 0.1～0.9mg/mL 時，超氧陰離子自由基的清除率增長較快。多酚對超氧陰離子自由基的最大清除率為 59.80% ，表現(xiàn)出較好的超氧陰離子自由基清除能力，且清除能力隨多酚濃度的增加而變強(qiáng)。2.4.2DPPH自由基的清除能力由圖9可知，多酚濃度為 0.1～1.0mg/mL 時，DPPH自由基的清除率增長較快，多酚濃度為 1.0～1.5mg/mL 時，雖然清除能力有所增強(qiáng)，但是增長變慢。多酚對DPPH自由基的最大清除率為 43.61% ，表現(xiàn)出一定的抗氧化能力，且清除能力隨多酚濃度的增加而變強(qiáng)。

2.4.3羥基自由基的清除能力由圖10可知，隨著多酚濃度增加，其對羥基自由基的清除能力也隨之增強(qiáng)，濃度為 1.5mg/mL 時，清除率達(dá)到最大，為32.72% ，表現(xiàn)出一定的抗氧化能力，且清除能力隨多酚濃度的增加而變強(qiáng)。

3 小結(jié)

通過單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)，龍牙草多酚提取的最佳工藝條件為液料比25：1、超聲時間 40min 、SHMP添加量 0.5% 、超聲功率 160W ，該條件下的多酚得率為 4.35% 。龍牙草多酚濃度在 0.1～1.5mg/mL 時，其對超氧陰離子自由基、DPPH自由基、羥基自由基的最大清除率分別為 59.80%.43.61%.32.72% ，且清除能力隨多酚濃度增加而變強(qiáng)，證明龍牙草多酚具有抗氧化能力。后續(xù)將進(jìn)一步純化龍牙草多酚，探索龍牙草多酚在食品工業(yè)中的合理應(yīng)用。

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（責(zé)任編輯雷霄飛）