砂仁中總黃酮的提取工藝研究

王文杰，史 歡，黃國旺，史 航，謝 亮，郭豫梅

(陜西理工學院 化學與環境科學學院，陜西 漢中 723001)

砂仁 (amomum fruit)是一種多年生草本植物，生長于山谷林下、陰濕地，其果實是常見的中藥，可行氣和中、開胃消食、養脾止瀉、理氣安胎，也常被人們看做滋補品。其成分主要有黃酮類化合物以及檸檬烯和皂素。

黃酮［1-9］類化合物也稱類黃酮，是具有乙─苯基吡喃酮結構的一類黃色素。黃酮類化合物在植物界分布很廣，主要存在于蕓香科、豆科、傘形科中。類黃酮對緩解頭痛、抑制血小板凝結、防癌抗癌、消炎、抗潰瘍、降血糖等都有非常顯著的功效。類黃酮可以從食物中獲得，也可以從富含黃酮類化合物的植物中提取。對從砂仁中提取總黃酮的工藝進行了研究，現將有關結果報道如下。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

砂仁，購于漢中市市場;無水乙醇，石油醚，氫氧化鈉，亞硝酸鈉，硝酸鋁，所用試劑均屬AR級;蘆丁 ［中國醫藥 (集團)上海化學試劑公司］，為生化試劑。

電熱恒溫鼓風干燥箱 (上海森信實驗儀器有限公司)，粉碎機 (天津市泰斯特儀器有限公司)，電熱恒溫水浴鍋 (北京科偉永興儀器有限公司)，722E型分光光度計 (上海光譜儀器有限公司)，AL204-IC型電子天平 (上海志榮電子科技有限公司)，800型離心沉淀器 (上海手術器械廠)，SHB-III型臺式循環水式多用真空泵 (鄭州長城科工貿有限公司)和索式提取器 (金壇市晶玻實驗儀器廠)。

1.2 試驗方法

1.2.1 樣品處理

將砂仁去殼后置于60℃的烘箱烘干，粉碎，用石油醚回流除去色素和脂，風干，待用。

1.2.2 最大吸收波長的確定

精確稱取經充分干燥的蘆丁樣品15mg，用乙醇定容至100mL容量瓶中，配制成0.15mg·mL-1的蘆丁標準溶液。用移液管移取 1.00mL蘆丁標準溶液于25mL容量瓶中，加入30%的乙醇溶液8mL，再加入5%亞硝酸鈉溶液0.4mL振蕩放置5min;加10%硝酸鋁溶液0.4mL，搖勻，再放置5min;加4%氫氧化鈉8mL，用30%乙醇定容至刻度。10min后，以加入 5% 亞硝酸鈉、10%硝酸鋁和 4%氫氧化鈉的30%乙醇溶液為空白對照，用1 cm比色皿在480～570 nm波長范圍內掃描，確定最大吸收波長。

1.2.3 標準曲線的繪制

精確稱取經60℃干燥至恒重的蘆丁標準品20.0mg，以60%乙醇溶解定容至100mL的容量瓶中，配制成0.2mg·mL-1的蘆丁標準溶液。準確 吸 取 0.00，2.00，3.00，4.00，5.00，6.00，7.00，8.00，9.00mL，分別置于25mL的容量瓶中，各加30%乙醇溶液至8mL，再加5%亞硝酸鈉溶液0.4mL，振搖后放置6min;加10%硝酸鋁溶液0.4mL，振搖后放置6min;加4% 氫氧化鈉溶液8mL，最后用30%乙醇定容至刻度，放置10min后，以相應的溶劑做空白，在試驗確定的最大吸收波長下測其吸光度。以濃度 (x，mg·mL-1)為橫坐標，以吸光度 (D)為縱坐標，繪制蘆丁濃度與吸光度標準曲線。

1.2.4 總黃酮含量的測定

稱取1mL浸提濾液按照1.2.2過程處理后測定其吸光度。參照標準曲線，算出黃酮的提取率，其計算公式為:黃酮提取率/%=總黃酮的濃度(mg·mL-1) ×的稀釋倍數 ×提取液體積 (mL)×10-3×100/砂仁樣品的質量 (g)。

1.2.5 單因素試驗

以乙醇濃度、料液比、提取溫度、提取時間為4個單因素，固定其中某3個因素以1個因素為變量分別進行試驗，研究4個變量各自對總黃酮提取效率的影響。

乙醇濃度。稱取1.000 g砂仁樣品粉末5份，在提取溫度為60℃，料液比為1∶70、分別以50%，60%，70%，80%，90%的乙醇濃度提取2 h。過濾，濾液按1.2.2的方法處理后測定吸光值。每一變量下都做平行試驗。

料液比。稱取1.000 g樣品粉末5份，在乙醇濃度為 80%，溫度為60℃，以料液比為1∶50，1∶60，1∶70，1∶80，1∶90的比例提取 2 h，過濾，濾液按照1.2.2的方法處理后測定吸光值。每一變量下都做平行試驗。

提取溫度。稱取1.000 g砂仁樣品粉末5份，在乙醇濃度為 80%，料液比為1∶70，以40℃，50℃，60℃，70℃，80℃的溫度提取 2 h。過濾，濾液按1.2.2的方法處理后測定其吸光值。每一變量下都做平行試驗。

提取時間。稱取1.000 g樣品粉末5份，在乙醇濃度為80%，溫度為60℃，料液比為1∶70，分別提取1 h，1.5 h，2 h，2.5 h，3 h。過濾，濾液按1.2.2的方法處理后測定其吸光值。每一變量下都做平行試驗。

1.2.6 正交試驗

在單因素實驗結果的基礎上，以乙醇濃度、料液比、提取時間、提取溫度為因素，選用L9(34)正交［8-11］表確定最佳的提取工藝 (表1)。

2 結果與分析

2.1 最大吸收波長和標準曲線

以試驗所用的722E型分光光度計在480～570 nm的范圍內掃描蘆丁標準試液，發現在508 nm處有最大吸收值，此即為最大吸收波長。

表1 砂仁總黃酮提取正交試驗結果

按照1.2.3方法進行標準曲線的繪制，得到蘆丁濃度與吸光值的回歸方程式為:D=10.434x+0.0017，R2=0.9985，表明蘆丁濃度在這一范圍內線性關系良好 (圖1)。

圖1 蘆丁含量的標準曲線

2.2 單因素影響

2.2.1 乙醇濃度

從圖2可以看出，在隨著乙醇濃度的增加總黃酮的提取率也隨之增加，當乙醇濃度增加至80%時達到最大值，繼續增加乙醇濃度則發現總黃酮的提取率有所下降。這是由于乙醇濃度的增加，一方面使整個提取液的極性增加，與砂仁中黃酮類化合物的極性不相符，黃酮類化合物不能很好的溶入提取液中;另一方面，乙醇濃度增大后一些脂溶性物質開始溶入提取液，這些物質和黃酮類化合物發生與乙醇—水分子結合的競爭，從而導致黃酮類化合物的提取率下降。

圖2 乙醇濃度對黃酮提取率的影響

2.2.2 料液比

由圖3可以看出總黃酮的提取率隨料液比的增大而增大，當料液比達到1∶80時達最大值，之后繼續增大料液比總黃酮的提取率反而下降，這表明在料液比為1∶80時總黃酮已經很好地溶解在乙醇中。因此最佳料液比應為1∶80。

圖3 料液比對總黃酮提取率的影響

2.2.3 溫度

圖4看出，隨溫度的升高，總黃酮的提取率隨著升高，在60℃時達到最大值。這是因為溫度升高分子運動加快，乙醇溶液容易浸入砂仁細胞，使黃酮類化合物更好地溶于乙醇中。繼續升高溫度后總黃酮提取率略有下降，這是因為溫度過高，使黃酮類化合物氧化或分解，導致有效提取量下降［6］，直接反映出吸光度下降。這表明60℃為最佳提取溫度。

圖4 溫度對總黃酮提取率的影響

2.2.4 提取時間

從圖5可以看出隨著提取時間的延長，乙醇能充分浸入砂仁細胞中，使得提取率隨之提高。當時間超過2.5 h后提取率呈下降趨勢。這是因為:一方面提取時間延長砂仁中脂類物質較多溶于提取液，與黃酮類化合物競爭與乙醇—水分子的結合;另一方面時間延長部分黃酮類化合物會被氧化或分解，所以導致提取率下降。由此可知，2.5 h為最佳提取時間。

圖5 提取時間對總黃酮提取率的影響

2.3 多因素影響

由表1可知，4個試驗因素對砂仁總黃酮提取率的影響強弱次序為:乙醇濃度＞溫度＞料液比＞提取時間。最佳提取條件為A3C2D2B2，即用80%的乙醇濃度、60℃、1∶80的料液比，提取2.5 h的提取率最高。

3 小結與討論

試驗結果表明，砂仁中總黃酮用乙醇提取的最佳條件為80%的乙醇濃度，60℃ 的提取溫度，1∶80的料液比提取2.5 h。以乙醇作為提取溶劑可以除去一些親水性蛋白質、多糖、及其他水溶性雜質，提取液中有少量沉淀，可用離心的方法除去沉淀。另外，以乙醇做提取溶劑毒性較小，價格便宜。

［1］范媛媛，李新華，劉蘭英.綠豆黃酮提取工藝研究 ［J］.沈陽農業大學學報，2005，36(5):619-622.

［2］王占彬，李元曉，朱世康，等.刺槐種子中黃酮類化合物的提取工藝研究 ［J］.飼料工業，2009，30(14):47-50.

［3］彭彪，陳慧斌，王梅英.正交試驗優化巖茶黃酮微波提取工藝 ［J］.食品研究與開發，2008，29(2):15-17.

［4］Matsuda H，Dai Y，et al.Studies on Kochiae Fructus II.Antinociceptive and antiinflmmatory Effects of 70% ethanol extract and its component，momordin Ic from dried fruits of Kochia scoparia L. ［J］.Biol Pharm Bull，1997，20(10):1086-1091.

［5］Hoensch H P，Kirch W.Potential role of flavonoids in the prevention of intestinal neoplasia.A review of their mode of action and their clinical perspectives ［J］.International Journal of Gastrointestinal Cancer，2005，35(3):187-195.

［6］丁明，陳少妃，徐耀華.黃條金剛竹中總黃酮的提取及含量測定 ［J］.浙江農業科學，2011(4):910-913.

［7］蔣新龍.廣玉蘭葉、花總黃酮提取方法與含量比較 ［J］.浙江農業科學，2010(3):608-650.

［8］徐海菊.南瓜葉中總黃酮的提取工藝優化研究 ［J］.浙江農業科學，2009(3):626-628.

［9］高旗，張竟怡，邵帥，等.微波提取陜南名茶中總黃酮的工藝研究 ［J］.河北農業科學，2011，15(1):154-157.

［10］郭育東，馬崇堅，單斌，等.苦瓜總黃酮提取工藝研究［J］. 安 徽 農 業 科 學， 2010，38(12):6501-6502，6624.

［11］康璇，王在貴，高雪英，等.荷葉黃酮的提取工藝研究［J］.安徽農業科學，2009，37(23):11179-11180.