超臨界流體萃取野菊花中綠原酸工藝研究

李繼睿，禹練英，楊孝輝，郭君

（湖南化工職業技術學院，湖南 株洲 412004）

野菊花為菊科多年生草本植物野菊的頭狀花序，外形與菊花相似，野生于山坡草地、田邊路旁。以色黃無梗、完整、氣香、花未全開者為佳。野菊花中含有菊醇（chrysol）、菊酮（chrysanthenone）、α-蒎烯、樟腦、龍腦、樟烯等，尚含野菊花內酯（yejunualactone）、野菊花素A（artoglasin-A）、刺槐甙（acaciin）、蒙花甙（linarin）、菊甙、木犀草素、蒙花苷（linarin）、綠原酸（chlorogenic acid）、香草酸（vanillic acid）等[1-3]。

綠原酸具有廣泛的生物活性，是一種有效的酚型抗氧化劑，可以消除羥基自由基和超氧陰離子等自由基的活性，從而保護組織免受氧化作用的損害。可以保護膠原蛋白不受活性氧等自由基的破壞并能有效防止紫外線對人體皮膚的傷害作用。綠原酸在防癌、抗癌、創傷的治愈、皮膚健康濕潤、潤滑關節、防止炎癥以及體內血糖的平衡調控等方面都有一定的療效。對多種致病菌和病毒有較強的抑制和殺滅作用。綠原酸有降血壓、抗病毒、抗菌、增高白血球、消炎、預防糖尿病、顯著增加胃腸蠕動和促進胃液分泌等作用。因此，在食品、保健、醫藥和日用化工等領域得到了廣泛的應用[4-11]。

綠原酸分子結構中由于具有酯鍵、不飽和雙鍵及多元酚等不穩定部分，提取過程中，通過水解和分子內酯基遷移而容易發生異構化。因此，可以利用乙醇、丙酮、甲醇等極性溶劑從植物中提取綠原酸，常用提取方法有醇溶法、水提醇沉、醇提鉛沉、石灰乳沉淀法、聚酰胺柱層析法及超臨界萃取法等[12-14]。但是由于綠原酸本身的不穩定性，提取時不能高溫、強光及長時間加熱，因此采用超臨界流體萃取法提取是一種較為理想的方法[15-16]。

本文對超臨界流體萃取法提取野菊花中綠原酸的工藝進行探討，并利用正交試驗法對工藝條件進行優化。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

野菊花：市售；無水乙醇（分析純）：天津市大茂化學試劑廠；綠原酸對照品：南京替斯艾么中藥研究所。

1.2 儀器與設備

UV-1801型紫外可見分光光度計：北京儀器有限公司；超臨界流體萃取裝置：江蘇華安超臨界有限公司。

1.3 方法

1.3.1 正交試驗方案

根據文獻報道及天然產物的提取經驗，確定考察因素為萃取壓力A、萃取時間B、萃取溫度C。分別取3個水平進行考察。考察因素及水平見表1，采用正交試驗表L9（34）設計試驗方案，以綠原酸得率作為考察參數。

表1 超臨界萃取因素及水平Table 1 Factors and levels of supercritical extraction(SPE)

1.3.2 工藝流程

綜合考慮提取效果和經濟效益，固定萃取次數為1次，按上述正交試驗方案進行實驗。將野菊花于烘箱中烘干3 h，再將干野菊花用粉碎機磨碎。稱取100 g野菊花粉，加20 mL蒸餾水作為浸提助劑，裝入萃取斧中萃取一定時間，分離得到粗提物。工藝流程：野菊花花蕾→烘干→細粉→超臨界流體萃取→過濾→綠原酸提取液。

2 結果與討論

2.1 綠原酸含量測定

2.1.1 對照品溶液的制備

準確稱取綠原酸對照品6.3 mg，置于50 mL容量瓶中，用70%的乙醇溶液溶解，定容即得[11-12]。

2.1.2 測定波長的選擇

取對照品溶液5.00 mL，置于50 mL容量瓶中，用70%的乙醇溶液，定容即得。以70%的乙醇溶液為參比液，于紫外分光光度計上在200 nm～400 nm范圍內進行光譜掃描，吸收曲線見圖1。

結果表明在331.0 nm處有最大吸收峰，故選擇331.0 nm作為綠原酸的測定波長。

2.1.3 標準曲線的繪制

圖1 綠原酸對照品的吸收光譜曲線（ρ=12.6μg/mL）Fig.1 The absorption spectrum of chlorogenic acid standard

準確吸取對照品溶液 0.00、2.50、5.00、7.50、10.00 mL于5個50 mL容量瓶，用70%的乙醇定容。于紫外可見分光光度計上在λ=331.0 nm處測定吸光度（A），所得數據見表2。

表2 綠原酸對照品的測定結果Table 2 Determination results of chlorogenic acid contrast product

以吸光度A為縱坐標，綠原酸濃度C為橫坐標繪制標準曲線，R=0.9999。綠原酸對照品的工作曲線見圖2。

2.1.4 樣品的處理和測定

2.1.4.1 野菊花的測定

準確稱取干燥野菊花樣品1.0 g，置回流提取裝置中，加入70%的乙醇25 mL提取1 h，過濾，殘渣同樣方法回流提取0.5 h，過濾，殘渣分別用10 mL 70%的乙醇洗滌2次，合并各溶液于100mL容量瓶中，用70%的乙醇定容至刻度，搖勻備用。取樣品溶液1 mL于50 mL容量瓶中，以70%的乙醇定容，搖勻后于331.0nm處測定吸光度（A），根據工作曲線計算出綠原酸的含量，所得數據見表3。

2.1.4.2 提取液測定

取綠原酸提取液，以70%的乙醇作溶劑稀釋，過濾，將濾液以70%的乙醇定容至100 mL。取各試樣0.5 mL于50 mL的容量瓶中用70%的乙醇作溶劑定容，待測。根據綠原酸對照品的工作曲線，計算樣品中綠原酸的質量分數。

表3 野菊花中綠原酸的含量Fig.3 The content of chlorogenic in wild chrysanthemum flower

2.2 萃取條件實驗結果

按照表1設計的因素水平根據正交表L9（34）進行實驗，結果見表4。

表4 正交試驗結果Table 4 Results of L9(33)level orthogonal test

由表4可知，超臨界CO2流體萃取法的最佳提取條件為A1B3C3，即在萃取壓力為25MPa、萃取溫度為50℃、萃取時間3h。在此條件下，綠原酸得率達到0.4883%。從極差分析知在所設計的實驗方案范圍內，各因素對綠原酸提取的影響大小順序分別是萃取時間＞萃取溫度＞萃取壓力。

2.3 驗證實驗

按最佳工藝條件A1B3C3進行驗證實驗，4次實驗平均結果為綠原酸得率為0.512%，實驗結果較為理想，說明該工藝條件簡單、穩定、可行。

3 結論

通過正交試驗，確定了超臨界CO2流體萃取法的最佳提取條件為：在萃取壓力為25 MPa，萃取溫度為50℃下萃取3 h。在此條件下，綠原酸得率達到0.4883%。

CO2在超臨界狀態下對有機物有特殊增加的溶解度，而低于臨界狀態下有機物基本不溶解的特性，將CO2流體不斷在萃取釜和分離釜間循環，從而有效地將需要分離提取的綠原酸分離出來。

超臨界CO2流體萃取法提取綠原酸尚未應用于工業化生產，其原因：（1）分離過程在高壓下進行，設備一次性投資大；（2）萃取釜無法連續操作，造成裝置的時空產率比較低；（3）過程消耗不容忽視，超臨界CO2流體萃取技術的開發，應充分考慮其經濟性。

綠原酸活性強，清熱解毒功能顯著，是替代化學抗生素的植物藥提取物。隨著中藥現代化進程的加快和世界對中藥提取物需求量的增大，產品有巨大的市場空間和創匯潛力，因此，開發利用綠原酸這種寶貴的植物資源具有重要的意義。

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