菊苣根總苷提取工藝研究

紀 可， 邱芳萍， 王長周

（長春工業大學 化學與生命科學學院，吉林 長春 130012）

0 引 言

菊苣根主要含有三萜類、倍半萜內酯、生物堿等成分［1－2］。《中國大藥典》記載菊苣根的乙醇提取物具有抗菌作用，其有效成分可能是一種倍半萜［3］，在植物病害防治方面具有潛在的開發利用價值。還可降低肝臟總脂質和三酰甘油，使肝臟組織病理改變恢復正常［4］。

目前，國內對菊苣根的研究甚少。本實驗著重對菊苣根總苷提取工藝進行了研究，得到了菊苣根總苷類最佳提取工藝，為今后菊苣根總苷大規模生產和其產品的深加工提供了可行性依據，對菊苣根綜合利用及新產品的開發具有實用價值。

菊苣根如圖1所示。

圖1 菊苣根

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

KQ－250B型超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司；

粉碎機，北京德天佑科技發展有限公司；

752紫外－可見分光光度計，上海精密科學儀器有限公司；

WGL－45B型電熱恒溫鼓風干燥箱，天津泰斯特儀器有限公司；

齊墩果酸（批號0709－9803），中國藥品生物制品鑒定所；

香草醛以及其它試劑均為分析純；

原料來源于吉林省和龍市東勝鄉。

PITC采取“知情不拒絕”原則，由醫務人員幫助就診者做出決定，積極鼓勵就診者接受HIV抗體檢測，簡化了知情同意和敏感信息的詢問，減少了就診者的“羞辱感”，就診者容易接受［5］。有研究表明［6-7］，在醫療機構開展PITC服務，可以有效增加HIV抗體檢測量，有效發現感染者。

1.2 實驗方法

1.2.1 測定波長的確定

以齊墩果酸為對照品，精密稱取干燥至恒重的對照品9.80mg，置于10.0mL容量瓶中，用甲醇溶解定容至刻度，搖勻得1mg／mL的對照品儲備液。在特定條件下，用紫外分光光度計于波長400～800nm范圍內掃描［5］。測得齊墩果酸的最大吸收峰在548nm處，經實驗測得菊苣根總苷提取液的最大吸收峰與其一致，故選擇548nm為其檢測波長。

1.2.2 線性范圍的考察

精密吸取齊墩果酸對照品儲備液20，40，60，80，100μL，分別加入到5支干燥具塞試管中，按照1.2.1方法在548nm處測量吸光度。以吸光度為縱坐標，齊墩果酸含量為橫坐標，繪制標準曲線，得回歸方程為：

在0.002 0～0.120 0mg，線性關系良好。

1.2.3 菊苣根總苷的提取方法

經過多次試驗比較，得出菊苣根總苷的提取工藝流程為：菊苣根－粉碎－超聲提取－過濾、離心－減壓濃縮［6］－提取物浸膏－烘干。

1.2.4 樣品含量的測定

稱取菊苣根粉末5g，用80%的乙醇，料液比為1∶25，70℃超聲提取5h，過濾后旋轉蒸發回收乙醇，得浸膏。用甲醇溶解烘干后物質并定容至250mL，為樣品儲備液。精密吸取樣品儲備液0.1mL，按照1.2.1方法，以相同試劑為空白［7］，測吸光度。

1.2.5 響應面設計實驗

根據響應面中的Box－Benhnken的中心組合設計試驗基本原理為基礎［8－9］，以菊苣根總苷提取率為響應值，用乙醇體積分數、浸提時間、浸提溫度和料液比4個因素設計了4因素3水平的響應面分析法試驗，優化總苷提取工藝的最佳參數。試驗各個因素和水平設計見表1。

表1 響應面設計因素和水平

2 結果與分析

2.1 菊苣根總苷提取的單因素實驗結果

2.1.1 乙醇濃度對菊苣根總苷提取率的影響

乙醇濃度對菊苣根總苷提取率的影響，其結果如圖2所示。

圖2 乙醇濃度對菊苣根總苷提取率的影響

由圖2可以看出，隨著提取液乙醇濃度的增加，提取率成正比升高。當乙醇濃度為80%時，是提取率的最高點，因此，乙醇濃度采用80%為宜。

2.1.2 提取時間對菊苣根總苷提取率的影響

提取時間對菊苣根總苷提取率的影響，其結果如圖3所示。

圖3 提取時間對菊苣根總苷提取率的影響

由圖3可知，隨浸提時間增加，總苷提取率也隨之增加，而在5h后，總苷提取率呈下降趨勢，提取時間過長也可能導致有效成分被破壞，綜合考慮，提取時間采用5h為宜。

2.1.3 浸提溫度對總苷提取效果的影響

浸提溫度對總苷提取效果的影響，其結果如圖4所示。

圖4 提取溫度對菊苣根總苷提取率的影響

由圖4可知，隨浸提溫度的升高，總苷提取率也隨之增加，當溫度達到70℃后，總苷提取率增加不明顯，綜合考慮，浸提溫度采用70℃為宜。

2.1.4 料液比對菊苣根總苷提取率的影響

料液比對菊苣根總苷提取率的影響，其結果如圖5所示。

圖5 料液比對菊苣根總苷提取率的影響

由圖5可以看出，隨料液比的增大，總苷提取率也隨之提高，當料液比為1∶25時，提取率最高。料液比采用1∶25為宜。

綜上所述，在浸提溫度為70℃，乙醇體積分數80%，浸提時間為5h，料液比為1∶25的條件下，提取率可達到8.72%。

2.2 響應面試驗結果

根據響應面中的Box－Benhnken的中心組合設計試驗基本原理為基礎，對各單因素的試驗結果進行綜合分析可知，乙醇體積分數、浸提時間、浸提溫度和料液比對提取率的影響比較顯著，選取這4個影響顯著的因素設計了4因素3水平的響應面分析法試驗，對實驗進行優化。響應面中心組合試驗結果見表2。

表2 響應面中心組合試驗結果

經Design－Expert對各因素回歸擬合，得到最終回歸方程為：

方差分析結果見表3。

表3 方差分析結果

根據表3響應面二次模型的方差分析和可信度分析，可以看出試驗所選用的模型的F值為293.23，表明該模型是高度顯著的。Pr＞F值小于0.000 1，表明模型因素水平極顯著，即試驗是可靠的。方程的一次項和二次項是高度顯著的，說明各試驗因素對響應值的影響不是簡單的線性關系。

由回歸模型各項的方差分析結果表明：B，AC，BD 為高度顯著項；A，C，AB，A2，B2，C2，D2為顯著項。該二次模型相關系數平方值99.66%，校正相關系數平方值為99.32%，失擬項不顯著，說明因變量與全體自變量間回歸方程關系擬合度好。經過Design－Expert對所得數據進行回歸分析，得二次回歸方程的響應面三維立體圖，分別如圖6～圖8所示。

圖6 乙醇濃度與提取溫度交互作用對提取率的影響

圖7 乙醇濃度與料液比交互作用對提取率的影響

圖8 料液比與浸提時間交互作用對提取率的影響

比較圖6～圖8可知，料液比對總苷提取率的影響最為顯著，表現為曲線較陡；而乙醇濃度和提取溫度次之，表現為曲線較平滑。由F檢驗可以得到因子貢獻率為：B＞C＞A＞D，即料液比＞浸提溫度＞乙醇濃度＞浸提時間。根據回歸模型預測的總苷提取的最佳工藝條件為：料液比1∶25，浸提時間5h，浸提溫度為70℃，乙醇體積分數80%。在此條件下，總苷的提取率可達到8.91%。為檢驗RSA法的可靠性，采用上述最優提取條件對菊苣根總苷進行提取試驗，進行3次平行試驗［10］，其結果見表4。

計算菊苣根總苷類提取率為8.21%，說明重復性也很好，優化結果準確。

表4 重復驗證試驗結果

3 結 語

在單因素試驗的基礎上，利用響應面分析法優化菊苣根總苷的提取工藝條件，總苷的提取率可達到8.27%。此方法提取菊苣根總苷提取率高，可應用于其它植物根部總苷的提取。根據企業提供的信息，每年菊苣根部的產量是葉的十幾倍，葉部作為應季蔬菜可食用，根部產量大，無利用，未能綜合開發。本研究成果可為保健品原料提供必要理論數據，且具有無污染、環保、操作簡單等特點，具有潛在的工業生產和應用價值。

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