山楂中黃酮類化合物提取工藝條件優(yōu)化

韓秋菊

(遼寧石油化工大學(xué)環(huán)境與生物工程學(xué)院，遼寧 撫順 113001)

山楂為薔薇科植物山楂的成熟果實，為藥食兩用中藥，性微溫，味酸甘，具有消積食、健脾胃、行氣散淤等功效。山楂中含有30多種生物活性物質(zhì)，其中黃酮類化合物是主要的活性成分[1～3]，提取山楂中黃酮類化合物是提高山楂利用率的新途徑。乙醇浸提法工藝簡單、易于推廣，廣泛應(yīng)用于黃酮類化合物的提取。作者在此對乙醇浸提法提取山楂黃酮的工藝條件進行優(yōu)化，擬為更充分地開發(fā)利用山楂資源提供理論基礎(chǔ)。

1 實驗

1.1 材料、試劑與儀器

山楂，產(chǎn)自遼寧營口。

蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品，亞硝酸鈉，硝酸鋁，氫氧化鈉，無水乙醇。

UV757CRT型紫外可見分光光度計，上海精密科學(xué)儀器有限公司；205-2A型低速離心機，北京醫(yī)用離心機廠；電子精密天平，北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司；FW800型高速萬能粉碎機，天津泰斯特儀器有限公司。

1.2 方法

準(zhǔn)確稱取蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品0.2 g，用少量乙醇溶解后，用50%(體積分?jǐn)?shù)，下同)乙醇定容到100 mL，得到濃度為2 mg·mL-1的蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液。取10 mL該標(biāo)準(zhǔn)溶液，用50%乙醇定容到100 mL，得到濃度為0.2 mg·mL-1的蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液。分別量取0.2 mg·mL-1的蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液0.5 mL、1.0 mL、3.0 mL、5.0 mL、7.0 mL、9.0 mL、13.0 mL、17.0 mL、23.0 mL置于100 mL容量瓶中，加5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))亞硝酸鈉溶液1.0 mL放置6 min，再加10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))硝酸鋁溶液1.0 mL放置6 min，最后加4%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))氫氧化鈉溶液10.0 mL，用50%乙醇定容，放置10 min。以50%乙醇為空白對照，采用紫外可見分光光度計在508 nm處測定吸光度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，如圖1所示。

圖1 蘆丁溶液的標(biāo)準(zhǔn)曲線

1.2.2 山楂黃酮的提取

按以下步驟提取山楂黃酮：山楂→去核→烘干→粉碎→脫色→烘干→稱重→乙醇浸提→山楂黃酮。按下式計算黃酮類化合物提取率：

式中：x為樣品總黃酮濃度，mg·mL-1；V為定容體積，mL；10為稀釋倍數(shù)；W為樣品質(zhì)量，g。

1.2.3 提取工藝條件優(yōu)化

首先以提取率為考核指標(biāo)，固定其它條件不變，通過單因素實驗分別考察料液比(g∶mL，下同)、乙醇體積分?jǐn)?shù)、提取時間、提取溫度對提取率的影響；然后在單因素實驗的基礎(chǔ)上，進行L9(34)正交實驗，以確定最優(yōu)工藝條件。

1.2.4 黃酮類化合物的含量測定

這是表現(xiàn)芭蕉“風(fēng)雅的閑寂”的名句，歷來被看作最具有禪宗境界的一首俳句。古池乃是永恒的形象化，永恒即“靜”即“寂滅”。蛙乃大自然中的紛繁現(xiàn)象之一，是假象，是無常。躍入古池發(fā)出水聲后，一切復(fù)歸平靜。短暫的“動”對照出生命的本體——寂滅。

采用NaNO2-Al(NO3)3顯色法測定提取液中黃酮類化合物的含量[4]。

2 結(jié)果與討論

2.1 單因素實驗結(jié)果

2.1.1 料液比對山楂黃酮提取率的影響

按不同的料液比加入80%乙醇溶液于40 ℃下提取4 h，考察料液比對山楂黃酮提取率的影響，結(jié)果見圖2。

圖2 料液比對提取率的影響

由圖2可看出，隨著料液比的減小(即溶劑量的增加)，山楂黃酮的提取率逐漸升高；當(dāng)料液比達到1∶50后，提取率趨于穩(wěn)定。因此，從降低費用、節(jié)省能源等方面考慮，料液比選擇1∶50較為適宜。

2.1.2 乙醇體積分?jǐn)?shù)對山楂黃酮提取率的影響

按料液比1∶50加入不同體積分?jǐn)?shù)的乙醇溶液，在40 ℃下提取4 h，考察乙醇體積分?jǐn)?shù)對山楂黃酮提取率的影響，結(jié)果見圖3。

圖3 乙醇體積分?jǐn)?shù)對提取率的影響

由圖3可看出，隨著乙醇體積分?jǐn)?shù)的增大，山楂黃酮的提取率逐漸升高；當(dāng)乙醇體積分?jǐn)?shù)為70%時，提取率達到最高；繼續(xù)提高乙醇體積分?jǐn)?shù)，提取率反而下降。這是因為，乙醇體積分?jǐn)?shù)過低，提取不完全，導(dǎo)致提取率較低；乙醇體積分?jǐn)?shù)過高，提取液中雜質(zhì)含量增多，也導(dǎo)致提取率下降。因此，乙醇體積分?jǐn)?shù)選擇70%較為適宜。

2.1.3 提取時間對山楂黃酮提取率的影響

按料液比1∶50加入70%乙醇溶液，在40 ℃下提取不同時間，考察提取時間對提取率的影響，結(jié)果見圖4。

圖4 提取時間對提取率的影響

由圖4可看出，山楂黃酮的提取率隨提取時間的延長先升高后降低；當(dāng)提取時間為6 h時，提取率達到最高。因此，提取時間選擇6 h較為適宜。

2.1.4 提取溫度對山楂黃酮提取率的影響

按料液比1∶50加入70%乙醇溶液，在不同溫度下提取6 h，考察提取溫度對山楂黃酮提取率的影響，結(jié)果見圖5。

圖5 提取溫度對提取率的影響

由圖5可看出，隨著提取溫度的升高，山楂黃酮的提取率先升高后降低；當(dāng)提取溫度為50 ℃時，提取率達到最高。從熱力學(xué)角度分析，提取溫度越高越有利于黃酮類化合物的溶出，但提取溫度過高時雜質(zhì)易溶出，同時乙醇的揮發(fā)不利于黃酮類化合物的溶出，且高溫會破壞黃酮類化合物。因此，提取溫度選擇50 ℃較為適宜。

2.2 正交實驗結(jié)果

在單因素實驗的基礎(chǔ)上，選擇料液比、乙醇體積分?jǐn)?shù)、提取時間、提取溫度為考察因素，提取率為考核指標(biāo)，進行L9(34)正交實驗，其因素與水平見表1，結(jié)果與分析見表2，方差分析見表3。

表1 正交實驗因素與水平

表2 正交實驗結(jié)果與分析

由表2可知，各因素對山楂黃酮提取率的影響大小依次為：D>B>A>C，即提取溫度>乙醇體積分?jǐn)?shù)>料液比>提取時間。乙醇浸提法提取山楂黃酮的最佳工藝條件是A3B2C3D2，即料液比1∶60、乙醇體積分?jǐn)?shù)70%、提取時間7 h、提取溫度50 ℃。

表3 正交實驗方差分析

由表3可知，料液比、乙醇體積分?jǐn)?shù)、提取溫度對山楂黃酮提取率影響均顯著。

2.3 驗證實驗

在最佳工藝條件(料液比1∶60、乙醇體積分?jǐn)?shù)70%、提取時間7 h、提取溫度50 ℃)下，進行3次平行實驗，提取率分別為2.69%、2.88%、2.84%，平均提取率為2.80%，說明該提取工藝效果較好、穩(wěn)定可靠，適合于提取山楂黃酮。

3 結(jié)論

通過單因素實驗和正交實驗確定乙醇浸提法提取山楂黃酮的最佳工藝條件為：料液比1∶60(g∶mL)、乙醇體積分?jǐn)?shù)70%、提取時間7 h、提取溫度50 ℃，在此條件下提取率達到2.80%，提取效果穩(wěn)定。

[1] 周巧霞，顧明，王文祥，等．不同方法提取的山楂葉總黃酮含量的測定[J]．蘇州大學(xué)學(xué)報(醫(yī)學(xué)版)，2002，22(2)：164.

[2] 孫立立，謝鴻霞，孫敬勇，等．比色法測定山楂中總黃酮的含量[J]．中成藥，2001，23(10)：748-750.

[3] 劉北林，董繼生，倪小虎，等．山楂黃酮提取及降血脂研究[J]．食品科學(xué)，2007，28(5)：324-327.

[4] 郭亞鍵，范莉，王曉強，等．關(guān)于NaNO2-Al(NO3)3-NaOH比色法測定總黃酮方法的探討[J].藥物分析雜志，2002，22(2)：97-99.